2024汽车轻量化材料行业研究报告：汽车轻量化势不可挡，车用铝镁合金、碳纤维、改性塑料市场概览

行业研究系列报告 汽车轻量化材料行业研究报告 汽车轻量化势不可挡，车用铝镁合金、碳纤维、改性塑料市场概览 2024年11月 目录 一、汽车轻量化材料概况............................1 1.应用现状...........................................52.市场规模和趋势.....................................73.竞争格局和重点企业.................................84.上游原料市场格局..................................10 三、镁合金轻量化市场格局.........................11 1.应用现状..........................................112.市场规模和趋势....................................133.竞争格局和重点企业................................14 四、车用碳纤维复合材料市场格局...................15 1.应用现状..........................................152.市场规模和趋势....................................163.竞争格局和重点企业................................17 五、汽车用改性塑料市场格局.......................17 1.应用现状..........................................172.市场规模..........................................183.竞争格局和重点企业................................18 图、表目录 图1机动车辆各阶段轻量化目标...........................2图2铝合金压铸件在汽车中的应用.........................6图3纯电车型各结构部件单车用铝量及渗透率预测...........6图42022-2030年国内车用铝合金用量及市场规模...........7图5镁合金在汽车上应用的减重效果......................13图6碳纤维复合材料在汽车的具体应用和减重效果..........16 表1汽车轻量化材料类别及应用比较.......................3表2汽车轻量化布局主要企业（第三方厂商）...............5表3汽车轻量化铝合金部件企业情况.......................9表4铝合金锭（液）主要企业............................11表5镁合金在汽车上的应用..............................12表6国内工程改性塑料主要企业..........................20 双碳政策及新能源渗透率不断提高，推动汽车轻量化加速。当前汽车轻量化推进以铝合金应用为主，改性塑料应用较为成熟，镁合金占比低，碳纤维应用微乎其微。以材料成本计，当前我国汽车轻量化市场规模2500亿元左右；以对应的汽车零部件产值计，则当前我国汽车轻量化市场规模5000-6000亿元。 一、汽车轻量化材料概况 在双碳目标的推动下，轻量化已成为汽车产业实现节能减排的关键手段，是汽车产业长期发展的重要趋势。根据国际铝业协会（IAI）的相关数据，燃油车的重量与耗油量大致呈正相关关系，汽车整车重量每降低100千克，每百公里可减排二氧化碳800-900克。新能源车由于动力系统由燃油向电驱动的转变，三电系统特别是电池的重量较大，使得新能源车的整车重量要大于燃油车，所以新能源车的轻量化需求更为迫切。根据国际铝业协会（IAI）数据，纯电动汽车整车每减重10千克，续驶里程可增加2.5公里。 2020年工信部发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》，提出了面向2035年我国汽车产业的发展目标，即我国汽车产业碳排放将于2028年先于国家碳减排承诺提前完成，至2035年，碳排放总量较峰值下降20%以上。 资料来源：工信部指导、中国汽车工程学会编制的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》。 汽车轻量化在材料及成形工艺上主要有三种技术路线：1）高强度钢及其成型技术，如马氏高强钢；2）铝、镁合金及其成型技术；3）非金属材料及其成型技术，主要包括工程改性塑料、碳纤维复合材料等。根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中的规划，到2035年我国将形成汽车轻量化多材料综合应用体系。 当前轻量化推进以铝合金应用为主，镁合金占比低，碳纤维应用微乎其微。据星源卓镁招股说明书，从应用上来看，钢铁、铝合金和塑料是汽车上使用最多的三大类材料，按重量计算，2022年三类材料占整车的比例合计约为80%，其中钢铁占62%，铝合金和塑料占比均为8%至10%，镁合金在汽车上的应用比例仅约为0.3%。预计我国碳纤维复合材料的用量仅占整车重量的万分之0.5。 汽车轻量化涵盖了主要车企和零部件厂商。行业企业通过应用轻量化材料（高强度钢、镁铝合金、工程塑料、碳纤维复合材料、玻璃 纤维复合材料等）制造汽车零部件，实际应属于新材料的下游应用。从行业分类来看，汽车轻量化材料归入汽车零部件行业更为贴切。 车企轻量化方向包括：1）在汽车底盘、动力、车身、电池盒等部件上用铝合金代替钢；2）内外饰件使用塑料代替钢；3）使用一体化压铸工艺。汽车零部件每个环节都能实现轻量化制造，国内外主流零部件公司均在致力于轻量化制造。目前的轻量化材料部件厂商主要脱胎于原有零部件厂商的技术升级，国内进行汽车轻量化布局的主要企业如下表所示。 二、铝合金轻量化市场格局 1.应用现状 目前铝合金材料是汽车轻量化的主要选择。铝合金是轻型合金，其比重仅为钢制材料的三分之一，可实现整车减重20-30%，对应燃 深企投产业研究院 油车油耗降低约14%-21%，新能源车提升续航里程约12%-18%。同时，铝合金材料在性价比、加工成型性、循环利用、力学性能等方面具备比较优势，仍是当前整车轻量化最佳材料。目前铝合金在汽车中的应用从最初的发动机缸体、变速器壳体和轮毂等扩展到了车体的各个重要零部件中。 资料来源：张金柱《图解汽车原理与构造》，民生证券。 资料来源：CMGroup、西部证券。 2.市场规模和趋势 国内车用铝合金材料市场规模超千亿元。根据国际铝业协会（IAI）的数据，2023年我国传统燃料、纯电动、混动乘用车单车用铝量分别为163、202、224千克，对应《节能与新能源汽车技术路线图2.0》设定的轻量化系数目标，到2030年单车用铝量增长空间分别为37%、41%、18%。纯电车型单车用铝量提升空间最大，特别是在车身开闭件、结构件以及底盘等结构部位仍然具有较大渗透空间。2023年国内车用铝合金用量为527万吨，对应市场规模为1054亿元，预计2024年用量为589万吨，市场规模1120亿元，到2030年用量为822万吨，市场规模1395亿元。 资料来源：CMGroup、西部证券，深企投产业研究院整理。 压铸铝合金占汽车用铝量80%。汽车用铝主要通过压铸、挤压、压延三种方式应用，其中，压铸铝合金约占80%，挤压和压延铝合金各占10%左右。伴随单车用铝量增加，通过调整零部件强度、拉伸率等方式，压铸工艺有望应用于更多的结构件及覆盖件。 铝铸件一体化压铸技术正在革新传统的汽车制造流程。在传统汽车生产中，冲压、焊装、涂装和总装构成了四大核心工艺。与传统的冲压和焊接工艺相比，一体化压铸技术能够实现部件的一次性完整成型，省去了内部额外的连接需求，显著减少了焊接、铆接和涂胶等后续工艺的使用，其材料利用率从60%-70%提升至90%以上，显著减少材料浪费，降低了成本。2023年4月，工信部等3部门联合发布《关于推动锻造和锻压行业高质量发展的指导意见》，提出2025年全面实现一体化压铸等先进工艺技术产业化应用。 3.竞争格局和重点企业 车用铝合金压铸件的行业集中度较低，规模较大的企业（以上市企业为主）有数十家，基本为原有的零部件厂商技术升级，如下表所示。 资料来源：深企投产业研究院整理。 其他成规模的汽车轻量化材料部件厂商众多，如：江苏纽泰格（A股）、广东肇庆动力、浙江宏鑫科技（A股，铝合金轮毂）、重庆溯联 塑胶（A股，汽车尼龙管路）、江苏中捷精工（A股）、滨州盟威戴卡（铝合金轮毂）、福建申利卡（泉州，铝合金轮圈）、宁波合力模具（A股，2023年铝合金部件营收1.42亿元）、无锡威唐工业（A股，2023年汽车冲焊零部件营收4.5亿元）、山东浩信股份（IPO，山东潍坊）、安徽佳合朔（宣城广德）、上海爱仕达、安徽鑫铂铝业（A股，2023年汽车轻量化营收约0.9亿元）等。 4.上游原料市场格局 汽车用铝合金压铸件的生产过程中所需的原材料主要是由铝锭A00或再生铝添加铜、镁、硅等金属或非金属元素后加工形成的铝合金锭，一般来说铝锭、再生铝厂商会一体化延伸，为客户提供各类标准牌号或特殊定制牌号的铝合金锭（液）及变形铝，而铝合金压铸件厂商直接购买铝合金锭进行加工。上游铝锭、再生铝生产企业具有显著的规模效应，生产基地布局重点考虑原料供应（氧化铝基地和废铝回收基地）和生产成本（电力能源成本）、环保要求等。独立的铝合金锭（液）企业则可能围绕下游市场和大客户进行布局。 电解铝市场集中度高，对应的铝锭、铝合金锭主要企业包括中国铝业（A/H股）、山东宏桥（H股）、云南铝业（A股）等。全国再生铝企业有上千家，主要以民营和外资（合资）企业为主，是个充分竞争的市场，行业市场集中度不高，对应的铝锭、铝合金锭（液）企业数量众多，如下表所示。 三、镁合金轻量化市场格局 1.应用现状 镁及其合金是迄今在工业中应用的最轻的金属结构材料，镁合金的主要特点有密度小，比强度、比刚度高，抗震、降噪能力强、压铸性能优，电磁屏蔽性好，易回收和易加工等。镁合金密度大约是铝合金的67%。镁合金主要应用领域是消费电子，在新能源汽车轻量化、 航空航天等方面也有较好的应用场景，未来还可用于低空领域的空人机、飞机汽车、人形机器人骨架以及医疗器械等方面。 在汽车行业，镁合金原来主要用于发动机阀盖、变速箱壳、仪表板基座、方向盘、座椅框架、高端汽车轮毂以及部分结构件等领域，应用范围有限。 资料来源：星源卓镁招股说明书，深企投产业研究院整理。 资料来源：华金证券。 当前镁合金在汽车上的应用偏低，落后于原定发展目标。根据2017年发布的《节能与新能源汽车技术路线图》，2020年、2025年、2030年，我国汽车单车用镁量计划达15千克、25千克、45千克，未来十年的复合增长率达到11.61%。根据中国有色金属工业协会镁业分会数据，2023年我国镁合金产量34.52万吨，同比减少3.5%。汽车镁合金的消费量占整个镁合金的比重约为70%，以此测算，2023年我国汽车行业镁合金消费量24万吨左右，单车消费量约8千克，与欧美（单车用量15千克-20千克）相比存在较大差距，也未达《路线图》中设定的15千克目标。导致汽车行业镁合金应用比例偏低主要原因有两个：前几年镁合金价格高企，成本难以控制；另外镁合金的耐蚀性较差导致其与外界接触容易发生腐蚀。 2.市场规模和趋势 随着技术进步与成本控制能力提升，镁合金在汽车轻量化的应用有望提升。近年来，中国铝业成功研制了新型镁合金材料，具有高强度和耐腐蚀的特性，天镁新材料开发的镁压延板材质量稳定性较高。而自2023年以来，镁合金价格下探至与铝合金大约同价的水平，价格几乎腰斩，同样体积用料而言，镁合金的成本只有铝合金的64%左右。镁合金在汽车的新应用包括电驱动壳体、电池包壳体等。 综合来看，