汽車用鋁合金產(chǎn)業(yè)研究細(xì)分賽道、競(jìng)爭(zhēng)格局與規(guī)模測(cè)算

汽車用鋁合金產(chǎn)業(yè)研究：細(xì)分賽道、競(jìng)爭(zhēng)格局與規(guī)模測(cè)算1.汽車材料變遷史：漫長(zhǎng)的鋼鐵時(shí)代如果說(shuō)“人類文明的發(fā)展史，就是一部利用材料、制造材料和創(chuàng)造材料的歷史”，

那么，整個(gè)汽車工業(yè)史就是汽車材料的變遷史。早期汽車由馬車“改良”而來(lái)，木材占主導(dǎo)地位。1886

年

1

月德國(guó)工程師卡爾·本

茨為其由汽油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的三輪機(jī)動(dòng)車申請(qǐng)了專利，標(biāo)志著第一輛現(xiàn)代意義上的汽車

誕生。該車是在馬車基礎(chǔ)上“改良”而來(lái)，此后約

20

年，木材一直占據(jù)著汽車材料

的主導(dǎo)地位。直到

1906

年，木材占比仍超過(guò)

60%。福特

T型車開啟了汽車材料“漫長(zhǎng)的鋼鐵時(shí)代”。隨著鋼鐵產(chǎn)量的大幅提升，福

特引進(jìn)流水線工藝，全球汽車產(chǎn)業(yè)逐步向美國(guó)轉(zhuǎn)移。20

世紀(jì)

10

年代開始，鋼鐵開始

大量應(yīng)用于汽車。以

1915

年福特

T型車為例，其整備質(zhì)量

545Kg，鑄鐵和鋼的質(zhì)量

為

310.7Kg，占比

57.0%。隨著

T型車的大規(guī)模生產(chǎn)，汽車材料進(jìn)入“漫長(zhǎng)的鋼鐵時(shí)

代”。燃油經(jīng)濟(jì)性、排放法規(guī)趨嚴(yán)，輕量化材料逐步登場(chǎng)。隨著用戶對(duì)功能性要求提高、

安全法規(guī)趨嚴(yán)，應(yīng)用在汽車上的材料種類越來(lái)越多，汽車質(zhì)量穩(wěn)步提升，1975

年乘

用車質(zhì)量超過(guò)

1700Kg，約為

1915

年福特

T型車的

3

倍。受石油危機(jī)影響，1975

年

美國(guó)頒布了車企平均燃油經(jīng)濟(jì)性（CAFE）標(biāo)準(zhǔn)，并逐步提升標(biāo)準(zhǔn)值，歐盟、日本、

中國(guó)均有類似法規(guī)。另外，隨著溫室氣體排放問(wèn)題日益嚴(yán)重，歐美開始實(shí)施較為嚴(yán)格

的碳排放法規(guī)。汽車減重是解決燃油經(jīng)濟(jì)性和減排的重要途徑，高強(qiáng)度鋼、鋁合金、

鎂合金、碳纖維復(fù)合材料等輕量化材料逐步應(yīng)用在汽車上。為應(yīng)對(duì)鋁合金等輕質(zhì)材料的激烈競(jìng)爭(zhēng)，90

年代先進(jìn)高強(qiáng)度鋼逐步商用。隨著整

車廠越來(lái)越多地使用鋁合金等輕質(zhì)材料，鋼鐵公司開發(fā)了各種鋼板以應(yīng)對(duì)激烈的競(jìng)爭(zhēng)，

如

20

世紀(jì)

70

年代開發(fā)了高強(qiáng)低合金鋼，90

年代開發(fā)了第一代先進(jìn)高強(qiáng)度鋼（AHSS）。

1994

年奧迪向市場(chǎng)推出了全鋁車身的

A8

車型，鋼鐵在汽車材料中的主體地位受到

嚴(yán)重挑戰(zhàn)。同年，全球

18

個(gè)國(guó)家

35

家鋼鐵公司組成聯(lián)盟，發(fā)起了超輕鋼制車身項(xiàng)

目（ULSAB），該項(xiàng)目激發(fā)了

AHSS在全球范圍內(nèi)的商用。在

1995

年乘用車材料中，

高強(qiáng)度鋼/AHSS占比

8.4%，合金材料為

6.1%。進(jìn)入

21

世紀(jì)，第二代

AHSS——

TWIP鋼被研發(fā)出來(lái)，其被認(rèn)為是具有最好強(qiáng)度和塑性綜合性能的鋼材，但可制造性

差、成本高等限制了其商用。目前業(yè)內(nèi)正開發(fā)綜合性能在第一代和第二代

AHSS之間，成本低于第二代

AHSS的第三代

AHSS。總體來(lái)看，汽車材料的發(fā)展是汽車安全性、功能性、燃油經(jīng)濟(jì)性、排放法規(guī)的綜

合博弈。從汽車誕生的

130

余年歷史中，除最初

20

年木材占主導(dǎo)地位外，鋼鐵一直

處于汽車材料的核心位置，目前鋼鐵占比仍高達(dá)

63%（包含先進(jìn)高強(qiáng)度鋼）；除此之

外，輕量化材料用量也逐步提升，如

AHSS占比

7%，鋁合金占比為

11%，聚合物&

復(fù)合材料占比

8%。汽車輕量化已是大勢(shì)所趨，新能源汽車快速滲透，特斯拉引領(lǐng)的

一體化壓鑄有望帶動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)工藝和材料革命，鋁合金有望憑借成本、減重潛質(zhì)、工

藝等優(yōu)勢(shì)脫穎而出，迎來(lái)使用量的大幅提升。2.汽車進(jìn)入鋁合金時(shí)代2.1

汽車輕量化是大勢(shì)所趨汽車尾氣是環(huán)境污染和碳排放的重要來(lái)源。截至

2020

年底我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)3.72

億輛，同比增長(zhǎng)

6.9%；其中，汽車保有量達(dá)

2.81

億輛，同比增長(zhǎng)

8.1%，仍處

于較快增長(zhǎng)狀態(tài)。高保有量使得機(jī)動(dòng)車尾氣對(duì)環(huán)境的破壞越發(fā)顯著：首先，汽車尾氣

是多種污染物（CO、HC、NOx、SO2、PM、VOCs等）的重要來(lái)源之一，根據(jù)《第

二次全國(guó)污染普查公報(bào)》，機(jī)動(dòng)車排放的氮氧化物占全國(guó)排放總量的

33.3%；其次，

交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放占比為

13.0%，汽車尾氣是重要來(lái)源。因此，在“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”

和“雙碳”驅(qū)動(dòng)下，汽車減排、低碳化發(fā)展形勢(shì)較為緊迫。燃油降耗壓力大，2025

年、2030

年、2035

年乘用車油耗目標(biāo)較

2019

年分別

下降

17.3%、42.4%和

64.0%。根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，我國(guó)乘用車（含新能源汽車）油耗

由

2017

年的

6.05L/100Km降至

2019

年的

5.56L/100Km（未達(dá)當(dāng)年目標(biāo)值），年均

降幅為

4.7%。按照《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖

2.0》的規(guī)劃，我國(guó)乘用車（含新

能源汽車）油耗在

2020-2025

年、2026-2030

年、2031-2035