氧化铝产业链及供需格局分析（原料端）

投资咨询业务资格： 证监许可【2012】669号 商业资料，请勿外传 沈照明李苏横 研究员从业资格号：F3074367从业资格号：F03093505投资咨询号：Z0015479投资咨询号：Z0017197 郑非凡 从业资格号：F03093505投资咨询号：Z0017197 重要提示：本报告难以设置访问权限，若给您造成不便，敬请谅解。我司不会因为关注、收到或阅读本报告内容而 视相关人员为客户；市场有风险，投资需谨慎。 氧化铝产业链及供需格局分析（原料端） 中信期货研究所|有色金属团队 基础知识：氧化铝 氧化铝（Al2O3，别称刚玉、矾土、氧铝），分子量101.96，熔点2054℃，沸点2980℃，密度为3.5-3.9g/cm3 纯净的氧化铝是白色无定形粉末，不溶于水，易溶于强碱和强酸。 按用途可分为两类：冶金级氧化铝、非冶金级氧化铝。冶金级氧化铝用来电解生产电解铝，非冶金级氧化铝是指除冶金级氧化铝之外的各种氧化铝、氢氧化铝和含铝化合物的总称，在中国又称精细氧化铝或多品种氧化铝。 国家标准（GB/T24487-2022）将氧化铝按化学成分和物理性能分为AO-G、AO-1、AO-2三个牌号 资料来源：公开资料中国国家标准委中信期货研究所 重要提示：本报告难以设置访问权限，若给您造成不便，敬请谅解。我司不会因为关注、收到或阅读1 本报告内容而视相关人员为客户；市场有风险，投资需谨慎。 氧化铝产业链及供需格局分析（原料端） 一、铝元素：地球上最多的金属 二、铝土矿：全球供需格局分析 三、铝土矿：中国供需格局分析 四、铝土矿：价格 2 铝：储量决定市场 铝在自然界中分布极广。地壳中铝元素的含量约为8.7%，仅次于氧和硅，位居第三，在各类金属元素中，铝储量位居首位。根据USGS数据，全球铝土矿储量约为320亿吨，按照2021年消耗量估算，铝资源静态保障年限为82年。 铝优良的属性决定其广泛应用于各个行业，但资源储量决定其市场上限。终端行业选取金属材料会以属性为基础，综合考虑其经济性和储量，价格过高和储量过低都不适合大规模商用。有色金属中，铜、铝均为万亿市场规模，但相比于铜约42年的静态开采年限，铝资源丰富，静态开采年限约为90年，市场规模受储量限制较小。其次，丰富的储量也给铝赋予了低廉的价格，叠加铝优良的金属属性，有极大的市场应用价值。 全球主要有色金属的静态开采年限和市场规模 品种 储量（亿吨） 产量（亿吨） 静态开采年限 市场规模 铝 320 3.90 82.1 0.68亿吨*1.87万元/吨=1.26万亿元 铜 8.8 0.21 41.9 0.21亿吨*6.76万元/吨=1.40万亿元 锌 2.5 0.14 17.9 0.14亿吨*2.23万元/吨=0.31万亿元 镍 0.95 0.03 35.1 0.03亿吨*13.7万元/吨=0.37万亿元 注：市场规模=2021年SMM现货均价*2021年金属产量,其中铝储量和产量为实物吨、其他为金属吨。 资料来源：钢联USGSSMMWind中信期货研究所 铝：性质决定应用 金属本身的化学性质和物理性质决定该金属的应用场景。铝质量轻、合金强度高，具有良好的导电导热性和延展性等众多优良 的属性决定其广泛应用于国民经济的各个领域，是国民经济发展的重要基础原材料 铝金属特点及应用 属性 特点 初级产品 终端产品 质量轻、强度高 铝的密度为2.7g/m3，可以与多种金属构成合金，某些合金的力学强度甚至超过结构钢，具有较高的强度/质量比值 铝材、铝合金 新能源汽车车体、汽车结构件、军工、航空航海、机械设备等 良好的导电导热性 纯度为99.995%的铝在常温下电阻率仅高于银和铜 约为铜电阻的1.5倍左右；在25℃的常温下，铝的铝杆、铝线缆 热导率为仅次于银 超高压电缆、电子元器件、 变压器等 可锻造性 铝易于加工，可通过切割、压延等方法加工成不 同型材挤压材、锻件、铝箔食品、药品包装 优良的延展性 抗氧化、抗腐蚀 铝与空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化膜 （Al2O3），避免了进一步氧化，使铝在空气中没有锈蚀效应 铝型材、铝板带 铝合金门窗、结构件、装饰板、铝幕墙等 资料来源：公开资料中信期货研究所 氧化铝产业链相对较为单一：铝土矿→氧化铝→电解铝 原料端供给端需求端 4：2：1 资料来源：百度百科公开资料中信期货研究所 氧化铝产业链图示 上游 中游 下游 终端消费 铝土矿 （采选） 拜耳法 2~3：1 铝型材 氧化铝 建筑&结构25% 铝线缆 电解法 冶金级氧化铝 （占比95%） 1.925：1 烧碱 电解铝 铝合金 铝箔 铝板带 再生铝 其它 交通运输20%电力电子15%铝材出口13%包装容器10% 耐用品消费7% 机械装备7% 其他3% 废铝 非冶金级氧化铝 （占比约5%） 陶瓷、钢化玻璃、化学媒介物等 中国氧化铝主体流程的变化：节能、短流程的拜耳法逐渐替代烧结法 1994年 联合法 72% 拜耳法 烧结法 28% 0% 中国一水硬铝石矿生产氧化铝185万吨 平均能耗51GJ/t 18% 烧结法 26% 拜耳法 2004年 联合法 56% 中国一水硬铝石矿生产氧化铝660万吨平均能耗30GJ/t 1% 2% 拜耳法 97% 烧结法 联合法 2017年至今 中国一水硬铝石矿生产氧化铝660万吨平均能耗11.2GJ/t 氧化铝冶炼：拜耳法主导 氧化铝工艺流程 铝土矿 补充苛性碱 破碎 石灰 湿磨（磨矿） 铝酸钠溶液-Na2O·Al2O3 母液 赤泥 晶体分级 分解分离 堆场 氢氧化铝溶液-Al(OH)3 焙烧 主要污染源 氧化铝-Al2O3 全球范围内以铝土矿为原料生产氧化铝采用的都是碱法工艺。碱法又分为拜耳法、烧结法、拜尔烧结联合法等。具体采用哪种方法取决于铝土矿的品位和矿物组成，同时兼顾当地能源、碱、人力等资源情况。 由于拜耳法工艺简单、流程短、产品质量高，中国目前多 数氧化铝企业采用拜耳法生产。 1吨氧化铝消耗2-3吨铝土矿、0.2-0.3吨石灰、90-100立方天然气，0.24吨液碱、2-7吨水 资料来源：公开资料中信期货研究所 基础知识：拜耳法生产氧化铝基本流程 铝土矿烧碱 破碎湿磨溶出 溶出矿浆 稀释稀释矿浆沉降粗液 分离 叶滤精液 石灰 洗液赤泥洗涤 堆场赤泥 热水 稠浓赤泥浆 蒸发母液 晶种分解氢氧化铝浆液 沉降分离 氢氧化铝晶种 分离 洗液洗涤 蒸发母液Na2CO3🞌H2O晶体 氢氧化铝 石灰乳 苛化溶解煅烧 氧化铝 电解铝冶炼（冰晶石-氧化铝熔盐法冶炼流程） CO2(75-80%) 430~480kg 阳极碳块 930-970℃ 高温环境 930-970℃ 高温环境 原料：1.92~1.94吨氧化铝溶剂：冰晶石+氟化铝等氟盐 分层 1吨铝液 抬包 阴极碳块组（导电） 12000~14000kw·h直流电 铝 锭 CO(75-80%) 12000~14000kw·h直流电 生产1吨原铝消耗 1.92~1.94吨氧化 铝 12000~14000度电 22~25kg氟化盐 10kg冰晶石 0.43~0.48吨预焙阳极(碳素阳极） 阴极钢棒 阴极钢棒 资料来源：公开资料中信期货研究所 氧化铝产业链及供需格局分析（原料端） 一、铝元素：地球上最多的金属 二、铝土矿：全球供需格局分析 三、铝土矿：中国供需格局分析 四、铝土矿：价格 11 基础知识：铝土矿 铝土矿是指工业上能利用的以三水铝石、一水铝石为主要矿物组成的矿石统称。衡量铝土矿质量好坏主要依据以下几点： 铝硅比（A/B)：矿石中三氧化二铝含量与二氧化硅含量的质量比，铝硅比越高越好 三氧化二铝含量：含量越高对生产越有利 铝土矿所含矿物杂质：铝土矿中矿物杂质对氧化铝的溶出性能影响很大。三水铝石型的铝土矿中的氧化铝最容易被苛性碱溶液溶出，一水软铝石次之，一水硬铝石最难。而中国的铝土矿以第三种为主，需要在高温高压条件下才能溶出，最难冶炼 红土型铝土矿床 岩溶型铝土矿床 质量好，高铁、低硅、高铝硅比易于勘探、开采和加工 矿床规模大，易于规模生产 高铝、高硅，低铝硅比矿床相对较小，缺少巨型矿床 重要提示：本报告难以设置访问权限，若给您造成不便，敬请谅解。我司不会因为关注、收到或阅读12 本报告内容而视相关人员为客户；市场有风险，投资需谨慎。资料来源：公开资料中信期货研究所 2.1铝土矿：全球储量丰富、分布不均 铝土矿资源丰富：根据USGS数据，全球铝土矿储量约为320亿吨，按照2021年消耗量估算，铝资源静态保障年限为82年，对比2015年静态开 采年限103年，铝土矿资源消耗速度有所加快。 铝土矿分布不均：全球98%的铝土矿储量集中在发展中国家和澳大利亚，其中几内亚（74亿吨）、澳大利亚（60亿吨）、越南（37亿吨）和巴西（26亿吨）储量占比分别为24.4%、19.7%、12.2%和8.6%，合计约占全球总储量64%。全球发达国家严重缺乏铝土矿资源，如美国、法国和德国所拥有的铝土矿储量之和还不到世界储量的2%。 资源国开采力度不足：全球铝土矿产量主要分布澳大利亚、几内亚、中国合计铝土矿产量占比约为72%，而牙买加和越南这两个国家铝土矿产 量占比仅为2%和低于1%，中国铝土矿产量占比为19%，中国铝土矿存在过度开发，而牙买加、越南、圭亚那等地矿开采力度不足。 全球铝土矿储量分布结构 2021年全球铝土矿产量分布结构 中国 3% 印尼 4% 牙买加 7% 其他 21% 巴西 9% 越南 12% 几内亚 24% 澳大利亚 20% 越南 牙买加1% 1% 印度 6% 巴西 8% 几内亚 22% 其他 12% 澳大利亚 28% 中国 22% 资料来源：钢联USGSSMMWind中信期货研究所 2.2铝土矿：资源国开采，消费国进口加工 资源国开采，消费国进口加工：对比全球铝土矿和氧化铝产量分布区域来看，全球铝土矿供需格局表现出了资源国进行开采，而消费国进行进口加工的格局。全球铝土矿资源主要分布在非洲的几内亚、澳大利亚和中南美洲等地。当地采矿量高，但氧化铝产能低，为主要的铝土矿出口地区，中国和欧美等铝土矿资源匮乏的国家为主要进口地区。贸易格局来看，印度尼西亚、澳大利亚和几内亚的铝土矿主要流向中国；巴西和牙买加的铝土矿流向北美；几内亚的铝土矿流向欧洲。 2021年全球铝土矿产量分布 2021年全球氧化铝产量分布 北美洲 2% 中国 22% 欧洲 2% 南美洲 8% 大洋洲 28% 非洲和亚洲 （中国除外） 35% 其他 3% 南美洲 9% 北美洲 2% 大洋洲 15% 欧洲 7% 其他 3% 非洲和亚洲 （中国除外） 10% 中国 54% 资料来源：钢联USGSSMMWind中信期货研究所 2.3铝土矿：全球供需格局 澳大利亚是全球最大的铝土矿供给国。2021年澳大利亚（1.1亿吨）、中国（0.86亿吨）和几内亚（0.85亿吨）铝土矿产量分别占全球产量（3.9亿吨）的28%、22%和22%，合计约占72%。 中国是全球最大的铝土矿消费国。2021年从澳大利亚、几内亚和印度尼西亚等国进口1.07亿吨铝土矿生产氧化铝。 几内亚铝土矿供给能力提升有望超越澳大利亚。几内亚作为全球铝土矿资源最丰富的国家，境内主要以红土型铝土矿床为主，质量好，矿床规模大，易于规模生产，在开采技术上不存在限制，随着海运基础设施建设的完善产量有望超越澳大利亚。 全球铝土矿生产结构 中国铝土矿进口量及增速（单位：万吨） 澳大利亚中国几内亚巴西印度印度尼西亚俄罗斯牙买加哈萨克斯坦沙特阿拉伯越南其他国家 100% 80% 60% 40% 20% 12000 10000 8000 6000 4000 2000 100% 中国铝土矿进口数量 增速 80% 60% 40% 20% 0% -20% -40% 0% 20112012201320142015201