铝应用未来依然前景无限

　　工业和信息化部编制发布的《有色金属工业发展规划(2016-2020年)》提出了“十三五”时期中国有色金属发展的主线，这条主线是结构性改革和扩大市场需求。结构性改革，就是调整产业结构，优化存量、引导增量、主动减量，化解结构性过剩产，促进行业技术进步和产业转型升级;扩大市场需求，就是解决制约产品应用的工艺技术、产品质量、新材料研发、新产品推广等瓶颈问题，拓展消费领域和空间。未来五年，中国有色金属的发展必须紧紧围绕主线，在结构性改革和扩大市场需求两个方面发力。

　　结构性改革和扩大市场需求，铝产业是必须而且也完全可以大有作为的。

　　铝产业必须紧紧围绕主线发展

　　从行业内部看，我国铝工业存在着三大难题，如同在头顶上高悬的三把利剑。

　　首先是矿产资源短缺。过去10年，中国铝矿资源(含铝土矿和氧化铝)对外依存度平均超过50%，而且随着冶炼产能的快速增长和国内铝土矿资源不断贫化，铝矿资源的紧缺程度还在持续加剧。

　　其次是产品结构不合理。在国产铝材产品中，一般中低档产品生产过剩，而科技含量高、附加值高的高档产品短缺，不能满足国防现代化和国民经济的高速持续发展，需要花大量外汇进口，如高性能大型预拉伸板、制罐用特薄板、高档CTP版基和高级装饰板、镜面板、飞机蒙皮板、高压电容箔、汽车车身铝板、大型特种型材、大型精密模锻件与高档锻造轮毂、活塞等。

　　第三是环保压力大。截至2015年底，中国电解铝产能为3847万吨，占全球总产能5699万吨的67.5%，预计2016年还将新增300万吨。产能快速扩张与环保设施建设严重滞后的矛盾，铝冶炼生产线高度集中与环境承载容量的矛盾，环保法的统一实施与各地有效执法不平衡的矛盾，都不同程度存在，在有的地方还很突出，加剧了环保风险;此外，铝电解槽固体废弃物每年超过30万吨，只有少量进行无害化处理;氧化铝产生中排放的赤泥每年超过6000万吨，赤泥综合利用率仅为4%，赤泥的堆存量到2020年将达到8亿吨，成为一大环保隐患。

　　如果不在产业结构上进行改革调整，这三把利剑随时就会掉落下来。

　　从行业外部看，新的形势倒逼我们转变发展方式、拓展市场需求。

　　《巴黎协定》实施对我国铝业的影响。2016年11月4日，在人类应对气候变化的努力中具有历史性意义的《巴黎协定》正式生效。《巴黎协定》对我国电解铝的影响是重大的，也是长远的。我国铝冶炼煤电铝一体化率已达到80%，这种配置由于大幅度降低了铝冶炼的用电价格，使得我国电解铝企业的市场竞争力大大增强。但是，《巴黎协定》规定，世界各国必须共同加强应对气候变化威胁，使全球温室气体排放总量尽快达到峰值，以实现将全球气温控制在比工业革命前高2摄氏度以内并努力控制在1.5摄氏度以内的目标。我国也向世界作出四项降碳承诺，并于2017年起启动全国碳排放交易市场，这个碳市场第一阶段将涵盖石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、电力、航空等八大行业。为应对《巴黎气候协定》，国外企业纷纷将电力供应由传统的燃煤电厂转向排放更低的水力和天然气发电，而我国电解铝的自备电厂基本上是火电，如果我国电解铝产业不能及时应对，实现电解铝的低碳化生产，历经千辛万苦好不容易才获得的成本竞争优势就会在不久的将来再度丧失掉。

　　世界政治经济格局变化对我国铝业的影响。国际金融危机后，全球经济进入大调整、大变革和大转型的时代，经济增长重心由发达国家向新兴经济体转移。但中国快速崛起的背后，总有“修昔底德陷阱”如影随形、挥之不去。在杭州G20峰会中美双边会谈中，奥巴马向习近平提出中国应严控电解铝产能过剩问题，这个问题提得虽然有些突然，但与国际金融危机后美国实行“再工业化”战略是息息相关的，美国铝业公司将上中游产业与下游加工业进行拆分，应该看成是这种宏观战略的微观体现。近几十年来，美国在“去工业化”过程中，利用发展中国家相对低廉的劳动力和资源成本，在获取收益的同时，扩大了产品市场，确实尝到了甜头;但同时，这一过程也为美国带来了“苦头”--制造业对经济的贡献不断萎缩，并随着全球产业分工调整出现了“产业空洞化”，失业率上升、贫富差距扩大等问题随之出现，动摇了美国的经济和社会发展基础。特朗普在竞选总统时多次提到，他强烈反对自由贸易与全球化，承诺要花上万亿美元来重建道路、机场、桥梁、排水系统和电网。如果特朗普的主张付诸实施，美国很可能要在世界经济领域掀起一场“战略大反攻”，以达到巩固并长期维持其世界第一经济超级大国地位的战略目标，这其实与奥巴马打出的“再工业化”牌异曲同工并无二致。英国脱欧，也亟需稳固其国内工业体系。可以预料，新一轮资源能源的争夺、技术输出的控制和制造业的国际竞争，会更甚于以往，中国铝工业不可避免地要受到直接和间接的影响。中国铝工业未来的发展，主要依靠内需拉动，特别要注重拓展铝的应用领域，加速推进以铝代钢、以铝代木、以铝代其他材料，从而引领新需求、创造大市场。

　　铝产业有条件扩大市场需求

　　在全部64种有色金属中，铝最有条件扩大市场需求。

　　新常态呼唤轻量化。党的十八大提出了“五位一体”的总体布局，除了以往的经济建设、政治建设、文化建设和社会建设外，增加了生态文明建设。面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，走可持续发展道路。而生态文明建设的重点和方向，是在资源开发和利用中，把节约资源能源放在首位;在环保工作中，把预防为主、源头治理放在首位;在生态系统保护和修复中，把利用自然力量修复生态系统放在首位。节约资源和能源，交通运载工具轻量化是一个重要的发力点，无论是轨道交通、航空航天、水路运载、还是普通的汽车，轻量化都是现阶段最为重要的目标。党的十八届五中全会确立了创新、协调、绿色、开放、共享的五大发展理念，其中绿色发展理念的核心要义是节能减排、循环经济和低碳生产。在党的全会上确立绿色发展理念，表明绿色发展将成为中国未来发展战略与发展政策的主流。而轻量化是推进节能减排、低碳生产、实现绿色发展的重要途径。

　　政策扶持轻量化。在国务院制定的《中国制造2025》中，政策重点扶持十大领域的发展，即新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械。在十大重点领域中，有五大领域属于交通运载领域，是轻量化发力的重点领域;而另五大领域信息、机器人、电力、农机、医药，也都是铝的主要应用领域。全国碳排放权交易市场启动后，碳资产可以像股票一样在碳交易市场买卖。届时，碳指标将实行配额制，企业要扩产，必须要有相应的碳指标，没有碳指标或者碳指标不够，就得拿出真金白银到碳市场去购买。为了未来的发展，企业必须获取足够的碳指标，而节能减排是获取碳指标的重要途径，材料轻量化便成为节能减排的主攻方向。另外，国家相继颁发或即将颁发的产业政策，也对轻量化采取了鼓励和扶持的政策，如《汽车产业发展政策》鼓励发展新能源汽车和高效节能汽车，《“十三五”汽车产业发展规划》把新能源汽车和高效节能汽车列为政策支持的重点发展领域，这两类汽车的发展都是以轻量化为基础的。

　　铝是轻量化的首选材料。铝有很多优良特性：首先，铝是轻金属，密度只有铁、铜的三分之一左右，用于陆海空运载工具中，可以大幅减轻自重，既节省能耗，又增加装载量。研究数据显示，汽车车身自重约消耗70%的燃油，若整车重量降低10%，燃油效率可提高6%到8%;汽车整车重量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3升到0.6升，温室气体排放降低约5千克/公里。可见，交通工具轻量化在实现节能减排中的重要作用。其次，铝材可以反复回收利用，是生命周期最长的金属，且回收再生的铝与原铝性能相同，再生铝与原铝相比，在生产环节能耗能够节省95%。第三，铝不会生锈，有很好的抗氧化、耐腐蚀性能，可以在日晒雨淋水浸的恶劣环境中使用。综合起来看，与镁、钛、塑料、碳纤维以及复合材料相比，铝合金材料的性价比更高、强度更大、更具环保性。

　　综上所述，材料轻量化不是可做可不做的事，而是国内与国外、政府与企业都必须做的事。在今后的日子里，如果轻量化这个词和有关轻量化的事被刷屏，一点儿也不要感到惊讶。在轻量化可选的材料中，最适合材料就是铝，铝业在未来的发展中依然是大有可为的产业。

　　需要指出的是，任何产品的市场容量都不是无限扩大的，都会有峰值。有专家预测，中国铝消费的峰值在4000万吨，也有说4500万吨的。根据电解铝产量、消费量和过往累计量综合起来分析判断，铝的消费达到峰值可能还需要五六年。也就是说，在“十三五”期间，铝的需求还能维持逐年增长的态势，到达峰值后，便会依次进入平衡期和下降期。但是，如果在“十三五”时期铝的从业者们努力做好了以轻量化为核心的市场拓展这篇大文章，不仅可以将铝的消费量大大提升、跃上一个新的高台，而且还可以将铝消费的峰值期向后推延很多年。从这个意义上说，“十三五”是铝产业“破茧成蝶”的重要机遇期，如果市场拓展顺利、“羽化”成功，铝就从“茧”的束缚中脱身而出，进入“蝶”的世界，生存空间更加广阔，产业将迎来又一个黄金发展期。

　　扩大铝市场需求的重点领域

　　从“十二五”时期国内铝的消费结构来看，建筑业、交通业是铝的两大消费领域。2015年，铝在建筑业的消费比例虽有所下降，但仍占总消费量的30%以上，占比高于全球平均水平;交通运输业用铝量占比为21%，比全球平均占比低6个百分点，随着交通运载工具轻量化的推进，占比还将会有较快增长。

　　汽车制造业：

　　汽车业的轻量化主要选择铝作材料。轻量化的重点在乘用车、普通载重车、拖挂车、油罐车、城市公交车和新能源汽车等。

　　汽车业没有列入产能过剩行业，是“十三五”大力发展的行业。今年3月，中国汽车工业协会发布了《“十三五”汽车工业发展规划意见》，按照“十三五”规划目标，2020年中国汽车产销量达到2800万辆，出口占10%，则出口总规模需达到280万辆，其中中国品牌新能源汽车销量达到100万辆。中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图》明确提出，2020年、2025年和2035年，汽车年产销规模将分别达到3000万辆，3500万辆，3800万辆，其中新能源汽车的销量占比将分别达到7%、15%、和40%。

　　实际上，车企的“十三五”规划还要更加宏大一些。如北汽2020年产能将增至450万辆，未来5年保持12.6%的年均增速;一汽和东风计划未来5年分别维持8.1%、7.7%的年均增长率;吉利、奇瑞等企业也立志在未来五年实现超100万辆年产销。再加上不断上马的新能源汽车项目，业内权威人士预测，2020年我国汽车产能将达5000万辆，比2015年增加近2000辆。

　　汽车业的大发展直接带动了铝的应用。按照《节能与新能源汽车技术路线图》，到2030年，汽车单车用铝量超过350千克。目前，发达国家乘用车平均用铝量达到145千克，而中国仅为105千克，要达到350千克，差距还很大。所以，对于汽车制造业来说，未来铝的市场空间十分广阔。

　　由于轻量化优势明显，目前各大车企都加大了铝合金材料在汽车上的应用，从发动机，到前后防撞梁，到车体，再到零部件，铝合金应用的比例越来越高，甚至还出现了全铝汽车。例如全新捷豹XFL，这款车的铝合金覆盖率达到75%，是目前国内铝合金覆盖率最高的车型。令人稍感意外的是，最有可能实现全铝车普及的车辆是城市快递用车，根据快递业的“换车计划”，未来5年，城市快递用车将全部换成铝合金新能源汽车。

　　从发展趋势来看，随着铝合金在新能源汽车上的大量应用，汽车业铝的应用值得期待，“汽车铝纪元”很快会到来。

　　轨道交通业：

　　轨道交通业包括普铁、高铁、地铁、高架城轨、市域快轨、城际高速、市区单轨、磁悬浮线等。根据铁路“十三五”规划，到2020年，全国铁路营运里程将达到14万千米～15万千米，其中高速铁路5万千米～6万千米，预计“十三五”期间高速铁路总竣工里程将达3.3万千米，比“十二五”末的1.6万千米增加1.0625倍，基本建成高速铁路网骨架。驱动轨道交通持续高速发展的动力来自两大引擎：一是国内高速铁路网进入运营期与新建线路的推进以及城市轨道交通大建设期到来的拉动，二是“一带一路”战略的实施与推进的拉动。根据地铁“十三五”发展规划，未来5年地铁规划线路总规模4248公里，在建线路总规模3790公里。同时，我国对申报地铁建设的城市人口要求或将从300万人以上下调至150万，这样会使得符合地铁建设条件的城市从约30个增加至约90个。此外，自2013年有轨电车建设审批权下放给省级政府后，各地就进入了一个轨道交通批复和规划建设的爆发期。据统计，全国已有超过100个城市规划建设有轨电车，总规划里程已超过6000千米。至2020年，全国有轨电车线路总里程将从2015年的174千米里攀升至2500千米，对应年复合增长率为70.4%。预计未来15年乃至更长时期，轨道交通业将一直处于高速发展阶段。

　　轨道交通业的发展直接拉动了工业铝型材的市场需求。据专家预计，从现在到2030年，轨道交通装备制造用铝材的复合年均增长率应当在22%以上。用铝量大不仅因材质轻，还因性能好，在纯铝中添加一定元素形成的铝合金具有比钢合金更高的强度。因此，自重轻、强度高、安全性能好的工业铝型材在轨道交通特别是在高铁车辆制造中得到了广泛应用，成为轨道交通业的重要组成部分。业内专家指出，凡是磁悬浮列车和时速在200千米以上的高速列车车体必须采用的铝合金材料，时速在350千米以上的列车车厢除底盘外全部应使用铝型材。制造轨道车辆不仅需要应用大型材，而且还要用一些板材、箔材、管材、锻件等，还有门窗、行李架、装饰件、贮柜、推车等小型材。一般而言，一个高铁车厢使用的铝合金大概有10吨左右，整个车身的重量要比全部使用钢材减轻30%～50%。目前，磁悬浮车辆和时速超过200千米/小时的高铁车体都已全部铝化，其他轨道车辆厢体的铝化率也已超过40%。由西南铝提供铝合金材料所生产的1.3万节全铝运煤火车车皮，先后投放到国内大秦铁路和神华铁路线上，运行状态良好。相比不锈钢车皮，全铝运煤车每节车皮自重降低约700公斤。轨道交通用铝，已成为未来国内铝型材市场的新蓝海。

　　铝材拓展海外市场则得益于“一带一路”倡议的实施。中国中车等国内企业今年以来获得的海外铁路类订单超过千亿元，目前中国正与二三十个国家商谈高铁合作，高铁“走出去”，将带动车体铝型材“走出去”，海外市场前景可期。

　　航空航天业：

　　高端铝材在航空航天业的应用，正处于提速阶段。

　　今年6月，国务院颁发了《关于促进通用航空业发展的指导意见》，提出“十三五”期间通用航空业的发展目标：到2020年，建成500个以上通用机场，通用航空器达到5000架以上，年飞行量达到200万小时以上。这三个数据分别为2015年的1.67倍、2.29倍和2.72倍，投资规模超过一万亿元。由此可见，未来5年国家对通用航空业发展支持力度之大。前不久，中国航空发动机公司成立，又向乌克兰收购了世界最大运输机技术所有权，中航工业成立了直升机公司和通用飞机公司，中国商飞ARJ21新支线飞机将批产交付并运营，C919大型客机将由设计制造转向试飞、取证和交付。航空业的“中国梦”令人鼓舞。

　　各种飞机都以铝合金作为主要结构材料，飞机上的蒙皮、梁、肋、桁条、隔框和起落架都是用铝合金制造的，主要使用的是2000和7000系列铝合金。着重于经济效益的民用机因铝合金价格便宜而被大量采用，如波音767客机采用的铝合金约占机体结构重量81%。

　　中国的航天事业是代表中国形象和实力的一张亮丽名片。我们不仅有了北斗定位系统、绕月系统和空间站，“十三五”期间还将进行火星探测。中铝公司的西南铝、东北轻和西北铝都是中国国产航天铝材的供应商，他们为中国航天事业的发展付出了努力、荣立了殊功。航天业用铝都是高端铝材，用量虽大，但国产化率尚不高，这是国内铝加工材料研发人员还要加倍努力的地方。

　　船舶制造业：

　　船舶用铝是一个待开发的巨大市场。中国拥有1.8万多公里的大陆海岸线，500平方米以上的岛屿有6500多个，岛屿海岸线1.4万多公里。近年来，周边国家加紧对海洋资源和海洋权益的争夺，给我国海洋管理和执法带来巨大挑战。因此，党的十八大提出了“建设海洋强国”的目标。2013年，我国重新组建国家海洋局，成立中华人民共和国海警局，整合了中国海监、公安部边防海警、农业部中国渔政和海关总署海上缉私警察的队伍和职责，开展海上执法。建设海洋强国的第一步是成为海洋装备强国，《中国制造2025》也把海洋工程装备及高技术船舶列入重点发展的十大领域之一。造船业“十三五”发展规划提出的目标是，中国造船产量占全球份额40%以上，力争达到50%;高技术船舶、海工装备核心技术主要产品国际市场占有率达到30%以上，海洋油气开发装备关键系统和设备本土化率达30%以上。

　　利用铝的材质轻、不生锈等优异特性造船，从而提高船舶的节能环保性能，减轻船舶本身的重量、实现船舶轻量化已经成为国际海事界的共识。铝合金高速执法公务船艇已在美国海岸警卫队、日本海上保安厅等海洋执法单位服役。一些国家还用铝合金建造出游艇、渔船、救生艇、高速艇、工作艇、滑行艇、水翼艇、气垫船、冲翼艇、运输舰、巡逻舰以及反水雷舰艇等。铝合金在海洋运输船舶上也得到了广泛应用，甲板、舱壁、舱门、推进系统、烟囱、支架，各种结构件、栖装件、通风设施、消音设施、卫生设施、生活设施，油箱、水箱、储藏柜、管道、散热器，各类密封门窗、梯子与跳板、座椅等，已由铝材替代了钢铁和其他功能材料。集装箱也开始使用铝合金来制造，优势正在显现。

　　客观地讲，铝在船舶上的应用，我国尚未真正起步。正因为如此，铝在船舶业的应用也就拥有了巨大的后发优势，是未来铝产业发展极具想象空间的“金矿”。

　　建筑业：

　　一直以来，建筑业都是铝的第一大消费领域，2015年虽因房地产业下滑导致铝在建筑业的应用受到影响，但铝的消费占比依然保持在第一的位置。《有色金属行业“十三五”发展规划》鼓励扩大铝在建筑业的应用。目前，建筑业用铝比较成熟的有大跨度屋面系统、海洋气候和腐蚀环境下的建筑结构物、偏远山区和恶劣环境下的建筑结构物、各种用途的可拆装可移动建筑物，以及建筑物的维护结构、建筑装饰、网壳结构、网架结构、玻璃幕墙支撑体系、铝厂房、围护板、铝模板、通信塔、警银亭、人行天桥等等。

　　铝合金网壳结构和网架结构。国际上，穹顶网壳的最大跨度单层可以达到131米，双层可以达到236.5米。美国康涅狄格大学及夏威夷大学竞技场，贝尔经济中心，亚拉巴马国立大学直径80.77米圆盖，加利福尼亚州长滩盖云杉古柏的126.49米圆盖等。我国网架和网壳结构中铝的应用也在逐渐增加。天津市平津战役纪念馆是我国首个铝合金三角网格单层球面网壳结构，其底平面直径45.6米，建筑物高33.83米，最大球面直径48.945米，网壳重34.4吨，连同铝合金屋面板的总重为58.7吨。还有上海国际体操中心主馆、上海杂技馆、长沙经济技术开发区招商服务中心等网壳、网架结构所用的材料都是铝合金。

　　全铝活动板房的最大优势是轻便、易装易拆、不生锈，可反复使用，而且铝材表面美观光洁度高可以省去内装修，已广泛用作工程队宿舍、救灾房、各种临时性院落、活动展厅，升级版的铝材房屋还在精准扶贫中用于新农村建设，有的甚至用于建造高档别墅。

　　铝模板是又一个用铝的大领域。如果铝模板市场占有率达到10%，用铝量将达到200万吨。与钢铁模板相比，铝模板拆卸和安装速度快，节约工期;铝模板虽然一次投资大于钢铁模板，但铝模板反复使用的次数要比钢铁模板多得多，在全部使用周期内，铝模板的成本远低于任何材料的模板，这在高层建筑施工中优势更加显著。用铝模板做的内墙面非常平整光滑，可以省去抹灰和平正的工序，而且从源头上直接杜绝了室内墙面抹灰空鼓和裂缝的通病。用铝模板替代木模板，可以保护森林树木，是低碳社会的大势所趋。

　　铝围护板和传统用材相比，具有重量轻、易加工、耐腐蚀、美观等优点，在我国的一些厂房和大型建筑上已经开始使用。根据中国有色金属工业协会统计，我国每年消费建筑彩钢板大约2000万～3000万吨。从理论上来计算，若全部用铝代替的话，可消耗1000万吨铝材，推广意义十分重大。

　　铝合金塔架。国外铝合金塔架结构主要适用于通信、军事领域，以及监控、无线数据传输等业务。国内的塔架建设也开始使用铝合金材料，如福州铝合金微波塔。由于铝合金在抗腐蚀性方面远远优于钢材，同时在耐磨、耐热性等方面优势明显，未来随着通信覆盖面积的不断扩大，基站范围逐渐向海岸、海岛、化工厂、化肥厂等污染严重、腐蚀性强的区域拓展，铝合金通信塔应用将会得到进一步扩大。

　　在国内124个工业部门中，有113个部门涉及铝，铝的行业关联度高达91%。因此，在这些关联行业做好铝的应用文章，潜力无穷，前景光明!铝业人应把握好“十三五”破茧成蝶的大好机遇。