金属铝产业链上下游深度解析
导语
2021年全球氧化铝产量为1.18亿吨，中国氧化铝产量0.64亿吨，占全球产量48.1%。今日免费下载：
来源：广州期货研究中心
铝是仅次于氧和硅而大量存在的元素，是地球地壳中含量最多的金属元素。铝作为全球产量最大的有色金属，被广泛应用于房地产、日用品类包装、交通运输、电力建设、航空航天等领域，是国民生存生活、高精尖产业和国防科技发展不可或缺的基础原材料之一。
铝的产业链主要由铝土矿开采、氧化铝提炼、电解铝生产和铝材加工、终端消费应用这五个环节组成。
铝土矿经过洗矿开采后，对破碎铝土矿溶解、过滤、酸化和灼烧等工序提炼出氧化铝，再通过电解熔融的方式制备电解铝。电解铝经过重熔提纯后可进一步加工成各种铝材、铝合金以及铝粉等。
铝的产业链技术不断升级，由简单铸造压延挤压向精密加工领域持续发展，目前广泛应用在新兴领域如新能源、城市建设、光伏、汽车等。
图表 1：铝的金属属性
数据来源：顾松青主编《铝冶炼生产技术手册》 广州期货研究中心
01
铝产业链概览
图表 2：铝产业链上下游
数据来源：SMM 广州期货研究中心
02
产业链上游——铝土矿
2.1 铝土矿类型
铝土矿是电解铝产业链上游的原料供给，铝土矿主要指可提供工业利用的三水铝石、一水铝石为主要矿物组成的矿石统称，铝土矿产量的90%可用来生产氧化铝进而冶炼成电解铝，非金属用途较少，主要是作为耐火材料、化学制品及高铝水泥等原料，用于造纸、陶瓷、制药等添加剂。
衡量铝土矿标准如下：
a)铝硅比：一般用A/S（三氧化二铝/二氧化硅），铝硅比越高越好。
b)三氧化二铝含量：含量越高矿产品位越好。
c）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。（溶解难易程度：三水铝石>一水软铝石>一水硬铝石）
图表 3：铝土矿床类型
数据来源：新闻整理 广州期货研究中心
2.2铝土矿资源分布
世界铝土矿资源总量丰富，探明储量的静态保障年限是100年以上，但资源分布不均衡。
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、澳大利亚铝土矿储量、产量均排名靠前，截至2021年，全球铝土矿产量前列国家为澳大利亚（26%）、中国（22%）、几内亚（22%）、巴西（8%）、印度（6%）、印尼（5%）、俄罗斯（2%）、牙买加（1%）、越南（1%）。
中国铝土矿位列全球第七，但铝土矿产量与几内亚相当，并列第二，中国静态开采年限仅8.7年，国内铝土矿产量远超储量，中国铝土矿正在超负荷透支。全球铝土矿前十企业占据铝土矿供应的半壁江山。
2017年，全球铝土矿CR10为50.67%，其中力拓是全球最大的铝土矿企业，产量占全球铝土矿产量的13.37%，美国铝业、南方32、澳洲氧化铝公司和中国铝业分列二至五位，产量占比分别为8.81%、5.17%、5.17%和4.26%。中国铝业产量虽高居第五，但其可供价格远高于其他铝土矿供应巨头，中国铝工业仍高度依赖国际进口。
图表 4：全球铝土矿储量分布
数据来源：IFIND 广州期货研究中心
图表 7：铝矿砂及精矿进口量
数据来源：IFIND 广州期货研究中心
2.3 铝土矿进口
铝土矿进口主要来源于几内亚、澳大利亚、印度尼西亚，进口规模占中国铝土矿进口约九成，中国铝土矿产进口量逐年递增，自2016年起，中国铝土矿进口>自产，进口依赖程度高，2021年，中国铝土矿进口最大省份为山东（73.51%），其次是福建（7.43%）、广东（5.50%）、上海（4.55%）。
中国铝土矿进口需求主要以三水铝土矿为主，主要进口港为山东港（烟台港），近年主要进口几内亚、印度尼西亚、马来西亚产铝土矿，铝土矿CIF价格持续攀升，以几内亚铝土矿价格上升幅度较大，主要受到海运费上涨影响，由于台风天气因素挤压运力，叠加全球煤炭需求（欧洲各国抢运冬季储煤）和发运良好推高海运运费。中国铝土矿以一水型铝土矿为主，国内铝土矿价格波动较小，价格主要受铝土矿品位限制。
图表 8：进口铝土矿CIF价格
图表 9：国内铝土矿价格
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03
产业链上游——氧化铝
3.1 氧化铝的用途
氧化铝（Aluminium Oxide）,是一种高硬度化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体，无臭无味，氧化铝生产会产生一定环境污染，主要污染物为赤泥，赤泥堆放除占用大量土地外，其附液中的碱和硫酸盐下渗对地下水和土壤造成污染，造成大面积土地盐碱化。
1）氧化铝分类
2）氧化铝冶炼——拜耳工艺法（世界95%以上的氧化铝生产法）
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3.2 氧化铝产量分布
2021年全球前十五大氧化铝生产企业产量为1.1亿吨，占全球总产量的85%。其中中国企业占据了七个席位，包括中铝，宏桥，信发，锦江，东方希望，国电投和南山，产量共计6240万吨。剩余八家海外企业分别是美铝（Alcoa），俄铝（UC RUSAL），力拓（Rio Tinto），海德鲁（Hydro），South32, 印度铝工业有限公司（Hindalco），阿联酋环球铝业（EGA）和印度国家铝业（Nalco），产量共计4840万吨。
中国氧化铝产量占全球约一半产量，据钢联，2021年全球氧化铝产量为1.18亿吨，中国氧化铝产量0.64亿吨，占全球产量48.1%，澳大利亚氧化铝产量排名第二，澳大利亚、印度、巴西倾向将需求外一定数量的本国铝土矿制作成氧化铝出口，几内亚虽优质铝土矿储量丰富，但受制于工业薄弱，倾向直接出口铝土矿，每年中国大量氧化铝但主要供给内销，出口较少。据ALD数据，截止2020年全球氧化铝建成产能1.6亿吨，运行产能为1.27亿吨，开工率为79%；同期电解铝建成产能7531万吨，运行产能6789万吨，开工率为90%，据IAI数据，2022年1-7月全球冶金级氧化铝1136万吨，同比增长3%，1-8月国内氧化铝总产能为9702万吨，8月在产产能8170吨，开工率84%，全球氧化铝产能有所扩张。目前氧化铝：电解铝冶炼比应为1.92:1，现氧化铝：电解铝比为2.08:1，全球氧化铝产量供给大于电解铝产量需求。氧化铝产能利用率自2021年后弱于电解铝产能利用率，氧化铝的建成产能持续扩张，运行产能变化较小，氧化铝生产产能显著过剩。
图表 10：全球氧化铝产量分布
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中国氧化铝产量集中，截至2021年，山东（2748万吨；35%）、山西（1960万吨；25%）、广西（1133万吨；15%）、河南（1030万吨；13%）、贵州（509；7%）氧化铝产量合计占全国约95%，其中山东作为中国电解铝产量第一大省依靠港口优势建起氧化铝厂，基本使用都是进口矿，山西、河南、广西、贵州背靠丰富铝土矿资源主要使用国产矿进行生产，四省铝土矿储量可占全国90%。氧化铝产量总体保持稳定增长，广西、重庆地区增产明显，云南地区减产明显。云南上半年来水偏丰、汛期偏早，上半年规模以上发电量1718.6亿千瓦时，同比增长17.3%，水电发电量同比增长31.4%。伴随云南高耗能项目持续投产，电力负荷压力增加，6-9月云南丰水期雨季降水不足，云南水电站水位不及历史同期均值，11月-来年4月进入枯水期，后续云南铝冶炼工业受水电限电减产产量已达130万吨，后续或有持续减产动作。
图表 12：国内氧化铝产量分布
图表 13：国内氧化铝产能利用率情况
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3.3氧化铝进出口
国内氧化铝主要从澳大利亚进口，澳大利亚氧化铝进口占国内氧化铝进口的67%，印度尼西亚占5%，印度占2%，中国氧化铝产量需要依赖进口满足内需，氧化铝进口量远超出口，近期氧化铝出口量较高可能是由于俄乌事件影响，澳大利亚禁止出口氧化铝到俄罗斯，澳洲的多与氧化铝需先进口到国内再倒转至俄罗斯。
图表 14：国内氧化铝进口情况分布
图表 15：国内氧化铝进出口数量
04
产业链中游-电解铝
4.1电解铝生产流程
1886年，美国工程师Hall发明了冰晶石-氧化铝熔盐电解炼铝法。
电解铝生产流程如下：
第一步：电解槽焙烧（烘干电解槽至930℃~970℃，一般需要4~8日）
第二步：电解槽清洁调试（融化冰晶石溶剂，形成铝电解电熔质，清理炭渣，调整电解槽主要技术参数）
第三步：电解铝冶炼生产
电解铝冶炼是高耗能、高“碳”排放量的冶炼环节，每冶炼一吨电解铝需要消耗13500kw.h直流电，约占整个铝产业耗能的70%以上，冶炼过程二氧化碳排放量大。
4.2电解铝产量分布
中国作为全球电解铝第一生产大国，2021年全球电解铝产量6734万吨，中国电解铝产量3892万吨，占全球产量约58%，全球电解铝增量基本来源于中国，近年来中国电解铝增量占全球增量比例超90%，主导全球电解铝供给。其次为产量大国为俄罗斯、加拿大、阿拉伯等国，中国电解铝生产集中在山东、新疆、内蒙古、云南、青海、甘肃、广西等地。据百川盈孚，截至2022年11月，中国电解铝建成产能4724.7万吨，开工4036.7万吨，产能开工率85.4%，电解铝已减产规模331.5万吨，已建成待投产新产能327.2万吨，年内最终实现累计214万吨新增产能投产。
中国电解铝生产常年维持产能不饱和状态，随着“碳中和”政策出台，中国电解铝产能逐步达到4500万吨政策天花板，冶炼能源结构在持续向清洁能源转换。行业因产能过剩整体利润表现较差，为淘汰落后产能，2017年政府连续出台清理整顿电解铝行业违法违规项目行动工作方案》，《关于停止违规在建电解铝产能的公告》等文件，随着工信部发布公告：“2019年起未完成产能置换的落后产能将不再视为合规产能”，电解铝产能调整宣布结束，全国4500万吨产能天花板基本确立。
电解铝行业属于高耗能行业，电解铝生产占全国耗煤约为6%，仅次于钢铁及水泥行业电解环节生产一吨电解铝所排放的二氧化碳为1.8吨，火电生产1吨电解铝消耗煤炭4.32吨，排放二氧化碳11.2吨，电解铝行业用电一般分为自备电和网点，自备电占比约65%，均为火力发电；网电占比约35%，其中火电发电占21%，清洁能源（如水电、风电）占比14%，电解铝生产能源依赖煤电，未来可再生能源或成为市场主流，再生铝应用也在试点推行，再生铝碳排放仅有电解铝的2.1%。
国家发改委要求自2022年1月1日开始对电解铝行业实施新的电价政策，按铝液综合交流电耗对电解铝行业阶梯电价进行分档，分档标准为每吨13650千瓦时，电解铝企业铝液综合交流电耗不高于分档标准的，铝液生产用电不加价，高于分档标准的，每超过20千瓦时，铝液生产用电量每千瓦时加价0.01元，不足20千瓦时的，按20千瓦时计算，自2023年起，分档标准调整为每吨13450千瓦时（不含脱硫电耗），自2025年，分档标准调整为每吨13300千瓦时（不含脱硫电耗）。目前我国大部分铝厂未到加价分档，大部分处于低于13700千瓦时/每吨，但进入2023年或受到分档标准影响，部分高电价企业已提前开始布局石墨化阴级（目前大部分铝厂使用石墨质阴极，改为石墨化阴极可大大降低电解铝吨铝点耗能，提高电解槽使用寿命，采用石墨化阴极电解槽可在原基础每吨铝节约650度电以上）。
目前我国铝用阴极的产能为74.4万吨/年，其中石墨化阴极的产能为15.5万吨/年，占比20.8%。对于正在运行的电解铝产能，按照平均槽寿命6年计算，每年大修的产能为700万吨/年，每年铝用阴极的需求在26万吨，按目前电解槽技改几乎都用石墨化阴极的情况测算，石墨化阴极的需求每年也在26万吨左右，相比15.5万吨的产能有10万吨左右的缺口，如果2023年实行新的分档标准，可能提前促使铝企业进行技改，可能会造成石墨化阴极缺口加大，实际上石墨化阴极的缺口在今年已经反应在价格上，价格从2021年上半年15000每吨上涨至35000每吨，上涨达到133%。）
铝冶炼中电解铝生产碳排放排名第一，在国家能耗双控的要求下，广西、云南、新疆、青海、宁夏等地电解铝产集中第显示为一级预警，存在较大减产可能性，部分电解铝产能开工受到影响。
图表 16：国内电解铝生产碳排放
图表 17：国内电解铝电力能源利用类型占比
数据来源：新闻整理 广州期货研究中心
4.3电解铝生产成本
从电解铝的生产成本组成来看，分为氧化铝、电力、辅料（氟化盐和阳极炭等）、费用和折旧三部分，其中氧化铝、氟化盐及碳素材料是电解铝的原材料，电解铝生产完全成本持续上升，截至2022年11月底，电解铝生产完全成本为17430元/吨，成本用料及能源价格传导影响铝冶炼生产成本。
欧洲电解铝冶炼电力成本约占40%，欧洲能源危机爆发后，电力成本飙升，欧洲发电依赖煤炭、石油、天然气等化石能源为主，消费占比超过50%，其中天然气消费占比约占40%。国内电解铝冶炼电力成本约占33%，主要依赖燃煤火力发电，其消费占比为86%，动力煤价格近期较为平稳。
电解铝冶炼辅料包括预焙阳极、冰晶石及氟化铝，预焙阳极占电解铝生产成本的11%，冰晶石和氟化铝占比约为2%。一吨电解铝需要消耗0.45吨的预焙阳极，中国是世界预焙阳极最主要生产地，全球产量占比超过50%。
图表 18：海外天然气价格
图表 19：国内动力煤价格-电解铝燃煤发电
图表 20：国内电解铝生产成本
图表 21：国内预焙阳极价格
数据来源：IFIND 广州期货研究中心
4.4 电解铝库存
分地区看库存，亚洲LME铝库存主导全球LME铝库存变化， 欧洲、北美洲铝库存降至近年来最低水平。欧洲的库存最大头是荷兰，其余占比较小，欧洲的库存几乎都聚集在荷兰的鹿特丹（最主要）以及弗利辛恩两个仓库，而美洲的库存都集中在美国的底特律和巴尔的摩两个重工业城市。亚洲的库存从国家角度看比较分散，主要分散在马来西亚的巴生和柔佛库，新加坡以及韩国的仓库，其中马来西亚的巴生库占最大头占比70%以上，是重要库存变化的参照点，马来西亚的巴生港是LME铝库存的最大发散地，LME铝库存仍在历史较低位，持续刷新低。
图表 22：LME铝库存地区分布
图表 23：亚洲LME铝库存
数据来源：钢联 广州期货研究中心
国内沪铝及社会库存呈现年初垒库、年末去库的季节性趋势，2022年铝市库存较往年保持在较低位水平。
图表 24：沪铝库存季节性走势
图表 25：电解铝社会库存季节性走势
数据来源：WIND 广州期货研究中心
05
产业链下游-铝材消费
铝加工材包括铝棒、铝杆、铝条、合金锭、铸轧卷等产品，铝棒下游的铝型材产品市场需求量最大，其次为铝板带箔。铝型材加工产地主要集中广东（38%）、山东（21%）、江苏（14%）、江西（4%）等省份，铝板带箔产量集中分布在河南（39.3%）、山东（25.2%）、江苏（11%）、广东（2.3%）。
我国出口铝材以铝板带为主，占比超过一半，接着是铝型材出口。在铝材进出口中，我国出口的一般是低端的型材，进口的一般是高端的型材。
铝型材下游对应建筑、机械设备、光伏等。铝卷下级形态是铝板带箔，下游对应家电、汽车、包装等。铝杆下级形态是铝线缆，下游对应电力电子行业。铝合金锭下级形态对应铝铸件，下游对应其汽车和电力设备等。电解铝下游需求中建筑型材以及工业型材用铝量较大（2022年，中国铝挤压材产量2138万吨，其中铝型材铝型产量占比约为48%（其中建筑铝型材：工业铝型材产量比重一般为7:3），其次是铝板带材，产量为1185万吨）。
铝的终端消费整体趋向疲弱，房地产、家电制造、电力铺设、日用品消费提振乏力，汽车、光伏消费需求走高。
图表 26：终端消费-房地产
图表 27：终端消费——汽车销售
图表 28：终端消费-白色家电
图表 29：终端消费——电力铺设
数据来源：钢联 广州期货研究中心
图表 30：终端消费-光伏电池
图表 31：终端消费-发电新增设备
图表 32：终端消费-日用品产量（啤酒）
图表 33：终端消费-日用品产量（软饮）
数据来源：WIND 广州期货研究中心
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