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　　前言：為什么鋁能承擔未來能源金屬的使命，成為能源革命的主力軍？
　　在第75屆聯合國大會上，習近平主席鄭重宣布“中國力爭2030年前達到二氧化碳排放峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”，彰顯積極應對氣候變化、走綠色低碳發(fā)展道路的雄心與決心。應對氣候變化，踐行碳中和的戰(zhàn)略目標，全球進入能源革命時代，包括一次能源尤其是石化能源消費增速的放緩以及終端能源消費中電氣化水平的提升。前者意味著可再生能源尤其是清潔能源的快速增長，而后者最核心的部分之一即新能源汽車的推廣與應用。兩者的發(fā)展均將帶來鋁需求的增加，因鋁具備其獨特的物理與化學特性。
　　鋁及鋁合金材料具備可塑性強，強度高、質量輕、厚度薄、耐腐蝕、良好的焊接性能、加工成型性能好等一系列特征，成為用途廣泛、最經濟適用的材料之一。鋁密度小，僅為2.7 g/cm?；導電性僅次于銀、銅和金，輸送同量的電，鋁線的質量只有銅線的一半；鋁表面的氧化膜不僅有耐腐蝕的能力，而且有一定的絕緣性，所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無線電工業(yè)中有廣泛的用途；此外，鋁是熱的良導體，它的導熱能力比鐵大3倍，工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱器等。航天軍工、交通運輸、建筑與房地產、耐用消費及其他各類消費品中均可看到鋁應用范圍的持續(xù)增長。
　　新能源汽車和輕量化推動鋁需求：車輛車重與二氧化碳排放有著較為直接的關系，車重每減少100公斤，二氧化碳排放可減少約5克/公里；同時，車重每降低10%，電耗可以降低5.5%，續(xù)航里程增加5.5%。因此減重車身對節(jié)能降耗有著非常重要的意義。我國《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》提出到2030年單車用鋁量超過350kg，較目前的210kg增長67%。未來十年全球新能源汽車用鋁量年均復合增長率達32%。
　　可再生能源中的廣泛使用：2021年3月，全球能源互聯網發(fā)展合作組織對外發(fā)布了中國碳達峰、碳中和系列研究報告。我國清潔能源占比將從目前的43%增長到2030年的68%，其中風電占比將從目前的13%增加到29%，太陽能光伏占比將從目前的11%增加到46%。中、大型風力發(fā)電機常采用鋁合金等弦長擠壓成型葉片，支架；光伏組件邊框主要由鋁合金型材制成，光伏發(fā)電系統或應用產品的安裝采用鋁合金型材。因此鋁需求將隨著清潔能源的快速發(fā)展而迅速增加。未來十年全球太陽能光伏和風電用鋁量年均復合增長率分別達13%和5%。
　　鋁模板為建筑行業(yè)減排降耗：建筑業(yè)占全球能源消費的36%及占全球碳排放的39%。除了建筑材料使用的鋼鐵、水泥是等均為高耗能產品，其在建材、運輸、建造與施工、建筑物的使用與運行、建筑物的拆除及回收整個階段都會產生大量的碳排放。在整個建筑全生命周期中，減少建造過程中的廢料是目前階段所能夠實現的主要環(huán)節(jié)之一。每萬平方米建筑的施工過程中，僅建筑垃圾就會產生500至600噸。鋁模板的推廣與應用，替代傳統木頭制澆筑板，將有效減少建筑垃圾，為節(jié)能減耗做出貢獻。我們預計未來十年中國建筑用鋁模板用鋁量年均復合增長率達12%。
　　我們預計全球新能源汽車鋁需求將從2020年的68萬噸增加至2030年的1108萬噸，全球太陽能光伏及風電鋁需求將分別從2020年的184萬噸和110萬噸增加至2030年的636萬噸及174萬噸。全球新能源汽車、光伏及風電鋁需求在全球原鋁需求中的占比將從2020年5.7%增加至2030年的19%，年均復合增長率達13%。
　　需求篇——能源革命推動鋁需求加速增長
　　一、新能源汽車發(fā)展進入快車道——全球鋁需求增長的主要貢獻
　　1.新能源汽車產銷加速增長
　　2020年10月，由工信部指導，中國汽車工程學會牽頭組織編制的《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0》正式發(fā)布，提出了面向2035年我國汽車產業(yè)發(fā)展的六大目標，即我國汽車產業(yè)碳排放將于2028年先于國家碳減排承諾提前達峰，至2035年，碳排放總量較峰值下降20%以上；新能源汽車將逐漸成為主流產品，汽車產業(yè)基本實現電動化轉型等。路線圖提及，到2025/2030/2035年新能源汽車滲透率將分別達到20%/40%/50%。我們預計到2025/2030年新能源汽車產量將從2020年的126萬輛分別達到540/1200萬輛。
　　海外新能源汽車也進入加速階段，我們預計中國外新能源汽車產量將在2025/2030年從2020年的185萬輛分別達到860萬輛和2000萬輛。
　　2. 汽車輕量化要求再提高
　　車身重量與二氧化碳排放有著較為直接的關系，車重每減少100公斤，二氧化碳排放可減少約5克/公里；同時，車重每降低10%，電耗可以降低5.5%，續(xù)航里程增加5.5%。因此減重車身對節(jié)能降耗有著非常重要的意義。我國《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》提出到2030年單車用鋁量超過350kg。具體發(fā)展思路為：2016年——2020年為靠前階段，重點發(fā)展超高強度鋼和先進高強度鋼技術，包括材料性能開發(fā)，輕量化設計方法，成型技術，焊接工藝和測試評價方法等，實現高強度鋼在汽車應用比例達到50%以上。2021年——2025年為第二階段，以第三代汽車鋼和鋁合金技術為主線，實現鋼鋁等多種材料混合車身，全鋁車身的大范圍應用，實現鋁合金覆蓋件和鋁合金零部件的批量生產和產業(yè)化應用，第三代汽車鋼應用比例達到自車身重量的30%。2026年——2030年為第三階段，重點發(fā)展鎂合金和碳纖維復合材料技術，解決鎂合金及復合材料循環(huán)再利用問題，實現碳纖維復合材料混合車身及碳纖維零部件的大范圍應用，突破復雜零件成型技術和異種零件連接技術。
　　目前乘用車采用全鋁車身結構的車型主要為國外高端車型或超級跑車，為型材、板材和鑄件相結合。國內的轎車全鋁車身主要應用于新能源電動車上，主要由型材做成框架。材料有6063、6061和6082等合金。鋁合金擠壓型材可以簡單地生產出鋼鐵無法生產的各種復雜斷面結構的型材，加之其重量輕，剛性好，作為結構材料廣泛應用在汽車的各個部位。值得一提的是，新能源汽車動力電池外殼及動力電池軟連接也使用鋁板材料。綜合而言，鋁合金將成為最重要的汽車輕量化材料。
　　我們預計中國新能源汽車車身用鋁量將從當前的28萬噸達到2025年的134萬噸，在2030年將達到416萬噸。海外新能源汽車用鋁業(yè)將呈現高速增加。全球新能源汽車用鋁量將到2030年達到1100萬噸，對全球鋁需求的占比從2020年的1%增加到2025年的5%，并增加至2030年的約11%。
　　3. 鋁線纜及充電樁設備將呈現同量級增長
　　除了新能源汽車車身外，充電樁主體也由鋁材構成，總用鋁量不大，但是也呈現高速發(fā)展趨勢。截至2021年3月底，全國公共+私人充電樁保有量達到178.8萬臺。在 “碳中和”背景下，未來新能源汽車保有量地穩(wěn)步增長將會促進充電樁需求擴大。
　　目前國內車樁比約3：1，工信部規(guī)劃到2025年建成公共樁200萬個，私人樁1000萬個，預計到2025年車樁比應在2：1到3：1之間，到2030年車樁比會接近1：1的合理值。國際能源署IEA發(fā)布《Global EV Outlook 2019》報告提及到2030年全球私人充電樁預計保有量分別達到12800-24500萬臺,總充電功率達1000-1800GW,總充電量達480-820TWh。
　　二、清潔能源的發(fā)展是未來五年鋁需求增長的又一推動力
　　2021年3月全球能源互聯網發(fā)展合作組織對外發(fā)布了中國碳達峰、碳中和系列研究報告。在《中國2030年能源電力發(fā)展規(guī)劃研究及2060年展望》中提出，到2025年我國電源裝機將達到29.5億千瓦，其中清潔能源17億千瓦，占比57.5%。煤電達到峰值11億千瓦，風、光裝機分別達到5.4億、5.6億千瓦。而到2030年，我國電源總裝機將達到38億千瓦，其中清潔能源裝機25.7億千瓦，占比67.5%。煤電裝機10.5億千瓦，風、光裝機分別達到8和10.25億千瓦。
　　根據國網能源研究院的測算，全球化石能源發(fā)電裝機占總裝機比重將從2019年的60%降至2050年的約17%， 其中可再生能源發(fā)電裝機占比再2025年前后約占50%，在2050年超過80%。中國外發(fā)電裝機總量在2030年預計達到90GW，其中風電占比15%，太陽能發(fā)電占比30%；2050年全球發(fā)電裝機預計將達到近200GW，其中風電占比25%，太陽能發(fā)電占比50%。
　　1. 太陽能光伏繼續(xù)拉動鋁需求
　　據中國有色金屬工業(yè)協會統計，2019年中國光伏型材產量為110萬噸，占中國鋁材產量的2.5%。其中國內需求約60萬噸，出口達到了50萬噸左右。未來十年中國光伏裝機年均復合增長率將達15.6%，我們預計中國光伏鋁需求將從2020年的71萬噸增加至2030年193萬噸，海外光伏鋁需求將從2020年的113萬噸增加至2030年的444萬噸。
　　綜上，預計在2030年光伏發(fā)電裝機容量達1025GW，占中國發(fā)電設備裝機總量的26.9%。未來10年中國光伏發(fā)電年均耗鋁量達157 萬噸，全球光伏發(fā)電年均耗鋁量達459萬噸。
　　2. 風電需求同樣帶來鋁需求增加
　　未來十年中國風電裝機年均增速將達11%，2020年新增風電裝機粗線爆發(fā)式增加，增加72.5GW，預計未來十年年均新增裝機為52GW，并在2030年達到800GW。我國較小型風電葉片一般選用量大、價廉的玻璃纖維增強塑料，較大型葉片選用碳纖維復合材料或碳纖維或鋁合金擠壓成型葉片。
　　綜上，預計在2030年風力發(fā)電裝機容量達800GW，占中國發(fā)電設備裝機總量的21%。未來10年中國風力發(fā)電年均耗鋁量達52 萬噸，全球風力發(fā)電年均耗鋁量達133萬噸。
　　3. 可再生能源發(fā)電體系下特高壓網的進一步完善
　　我國太陽能光伏和風電系統主要集中在西部北部和的東南沿海。西部與北部為太陽能光伏和風電的大型發(fā)電基地，同時，東南沿海海上風電基地，東中部分布式風電，分布式光伏等等。能源資源與負荷需求的逆向分布決定了我國需要橫跨與連接西北、西南、東北等送端地區(qū)與華東、華中、華北等受端地區(qū)的主干道建設，以及以大電網作為支撐的，依托于分布式清潔能源發(fā)電或綜合能源優(yōu)化利用的微電網和分布式能源系統的建設。此外，電網擴容、新建變電站以及變電站與電網主干線的連接意味著新增高壓線纜的建設，同樣有助于鋁需求的拉動。
　　三、鋁模板的“風口”——為建筑行業(yè)減排降耗
　　建筑行業(yè)是全球碳減排的重點領域。建筑業(yè)占全球能源消費的36%，占全球碳排放的39%。除了建筑材料使用的鋼鐵、水泥是等均為高耗能產品，其在建材、運輸、建造與施工、建筑物的使用與運行、建筑物的拆除及回收整個階段都會產生大量的碳排放。根據《中國建筑能耗研究報告（2020）》，2018 年全國建筑全過程能耗總量占全國能源消費比重為 46.5%，碳排放量占碳排放總量比重超過 51.3%，在建材生產、建筑施工和運營階段均產生碳排放，占建筑全過程碳排放量比重分別為 55.17%、2.03%和 42.80%。在整個建筑全生命周期中，減少建造過程中的廢料是目前階段所能夠實現的主要環(huán)節(jié)之一。每萬平方米建筑的施工過程中，僅建筑垃圾就會產生500至600噸。近幾年我國城市建筑垃圾年產生量超過20億噸，是生活垃圾產生量的10倍左右，約占城市固體廢物總量的40%。鋁模板的推廣與應用應運而生。
　　工業(yè)和信息化部、住房和城鄉(xiāng)建設部關于印發(fā)《促進綠色建材生產和應用行動方案》的通知中指出：大力發(fā)展鋼結構建筑和金屬建材，鼓勵生產和使用輕型鋁合金模板和彩鋁板。 2020年5月，住房和城鄉(xiāng)建設部印發(fā)《關于推進建筑垃圾減量化的指導意見》和《施工現場建筑垃圾減量化指導手冊》，明確了建筑垃圾減量化的總體要求、主要目標和具體措施，并將其作為當前和今后一個時期指導建筑垃圾源頭減量化工作、推進城鄉(xiāng)建設綠色發(fā)展的重要文件，明確提出要鼓勵采用工具式腳手架和模板支撐體系，推廣應用鋁模板，并提出到2020年年底，各地區(qū)建筑垃圾減量化工作機制初步建立，至2025年年底，各地區(qū)建筑垃圾減量化工作機制進一步完善，實現新建建筑施工現場建筑垃圾（不包括工程渣土、工程泥漿）排放量每萬平方米不高于300噸，裝配式建筑施工現場建筑垃圾（不包括工程渣土、工程泥漿）排放量每萬平方米不高于200噸，即較當前水平減少50%左右。
　　根據中國模板腳手架協會數據，截至2020年三季度國內鋁模板市場規(guī)模大約在7800萬平方米左右。我們估算2019年中國建筑鋁模板面積也2270萬平方米，建筑模板鋁需求約56萬噸，2020年這一數字估算達到了94萬噸，預計 2021年建筑模板鋁需求為120萬噸。隨著鋁模板使用范圍的擴大，我們預計在今后五年，建筑模板鋁需求CARG將達到25%。
　　四、綠色、低碳與智能化高端制造業(yè)——鋁將是主角之一
　　2021年3月《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》公布，《規(guī)劃》提出推動制造業(yè)優(yōu)化升級，深入實施智能制造和綠色制造工程，發(fā)展服務型制造新模式，推動制造業(yè)高端化智能化綠色化。培育先進制造業(yè)集群，推動集成電路、航空航天、船舶與海洋工程裝備、機器人、先進軌道交通裝備、先進電力裝備、工程機械、高端數控機床、醫(yī)藥及醫(yī)療設備等產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。
　　航空航天，機器人、先進軌道交通裝備、醫(yī)藥及醫(yī)療設備等多領域都將擴大鋁的應用。鋁合金材料可塑性強，具有強度高、質量輕、厚度薄、耐腐蝕、良好的焊接性能、加工成型性能好等一系列特征。飛機、以及航天用飛行器、火箭等的骨架、防護板，安全裝置，推進器需要鋁合金；耐熱性能，低溫性能等特性可以做燃料箱。高性能鋁合金被廣泛地應用于軍工工業(yè)、船舶艦艇、核能源等領域，已成為國防工業(yè)的主要結構材料之一。軌道交通方面，鋁合金能夠提高軌道車輛的有效載荷，節(jié)省燃料，降低車輛維護成本。與傳統的車輛制造材料耐候鋼和不銹鋼相比，鋁型材能降低50%的車體重量，對高速線路、多彎線路、起伏線路和惡劣環(huán)境有著良好的適應性，料。我國目前時速超過250公里的高速列車大多為鋁合金材質，用于列車車身，如車頂、側壁、端壁、地板等、配件，如空調部件、水箱、結構板、儀器機架、空氣散流器、列車門、上落踏板等，裝飾件如座椅骨架及部件、行李架、通風格柵等等。在造船業(yè)領域，鋁合金船舶必能有效抵御海水對船舶使用效果與使用壽命的不良影響。醫(yī)療器械領域，其質輕、低溫、耐熱、耐腐蝕及散熱效果使得其成為醫(yī)療器械的主要材料之一。更不用說其在日常消費品中的各種替代、革新和應用。
　　供應篇——原料充裕但面臨碳中和目標下的冶煉瓶頸
　　一、鋁土礦供應寬裕，氧化鋁生產彈性高
　　鋁產業(yè)鏈供應格局存在著上大下小的格局，即鋁土礦產量擴張快于氧化鋁，氧化鋁產量增長速度快于電解鋁。這種格局隱含的產業(yè)格局是，價格決定權在下游，同時，下游利潤易于維持在相對健康與穩(wěn)定的狀況。
　　鋁土礦因其全球供應的廣泛性和可獲得性使得其不像鐵礦石或紅土鎳礦等礦產品那樣容易受到單個國家甚至某一家公司的供應干擾。礦石短缺在過去幾年偶有出現，如2017年開始，國內開始整頓露天礦和小型私人礦山，導致山西、河南等傳統使用國產礦的氧化鋁企業(yè)迫于對國產礦供應的擔憂而開始轉技，將三水技術轉變成一水鋁土礦生產工藝。
　　因礦石供應相對穩(wěn)定，氧化鋁企業(yè)生產彈性大，加之過去幾年較高的產能擴張速度，使得氧化鋁供應維持相對穩(wěn)定，偶見的緊張如2017年及2018年秋季天然氣短缺，2019年二季度赤泥事件等等。
　　二、碳中和政策目標下電解鋁面臨的“冶煉瓶頸”
　　鋁生產是工業(yè)生產主要的碳排放來源之一，鋁全產業(yè)鏈中，原鋁生產為主要的排放階段，根據IAI數據，每千克原鋁的碳排放足跡在小于 5kg至大于 25 kg二氧化碳當量之間，根據發(fā)電所用的能源種類而有所區(qū)別，除了電力排放外，冶煉直接排放、熱能、輔料直接排放和運輸環(huán)節(jié)的排放為主要的碳排放路徑。此外，鋁土礦（和所有其他中間產品）運輸中的排放量約占排放總量的 3%，氧化鋁生產中的排放量占行業(yè)總排放量的不到 20%。國際能源署給予鋁業(yè) 2050 年溫室氣體排放量一定的排放額度。 IEA 發(fā)布了以下兩種全球升溫不超過 2℃的情境：2℃優(yōu)化情境（B2DS）和可持續(xù)發(fā)展情境（SDS），根據B2DS 的排放路徑，截至 2050 年，覆蓋全產業(yè)鏈（鋁土礦、氧化鋁及原鋁生產，消費前后鋁廢料回收和半成品鋁生產過程的鋁業(yè)排放總量需要減少至 2.5 億噸二氧化碳當量（從 2018 年 11 億噸二氧化碳當量的基線排放量和依據“照常經營（BAU）”情境在 2050 年達到 16 億噸二氧化碳當量的預計排放量）。
　　作為鋁生產大國，減少碳排放對于中國的電解鋁行業(yè)任重道遠。我們在前期報告碳中和對金屬產業(yè)帶來的五大深遠影響中提到，碳中和的兩個重要方面：一是優(yōu)化產業(yè)結構，二是優(yōu)化能源機構。優(yōu)化能源結構指的是減少煤炭、石油、天然氣等傳統化石能源的使用而更多的去使用可再生能源，包括太陽能、風能、水力能等等。優(yōu)化產業(yè)結構的重心主要為減少高耗能行業(yè)如建筑業(yè)，制造業(yè)、交通運輸業(yè)，以及盡可能的減少中間流轉環(huán)節(jié)等。為了實現碳中和的政策目標，電解鋁行業(yè)產能天花板政策大概率將被嚴格的執(zhí)行，不排除部分地區(qū)因為減排降耗目標升級而出現減產的情形。如此前內蒙超碳減排壓縮產能，內蒙古自治區(qū)印發(fā)《關于確保完成“十四五”能耗雙控目標任務若干保障措施（征求意見稿）》，提出內蒙2021年起不再審批電解鋁等新增產能項目等等。
　　三、廢鋁釋放增量短期難以滿足需求增長
　　根據IAI數據，每千克原鋁的碳排放足跡在小于 5kg至大于 25kg二氧化碳當量之間，取決于發(fā)電所用的能源種類。2020 年我國電解鋁行業(yè)CO2 總排放量約為 4.26 億噸,約占全社會 CO2 凈排放總量的 5%。與生產等量的原鋁相比，再生鋁生產過程中的能耗僅為前者的 3%-5%，碳排放量僅為 0.23 噸，是電解鋁生產帶來碳排放的 2.1%，生產 1 噸再生鋁可節(jié)約 3.4 噸標準煤，14 噸水，減少固體廢棄物排放 20 噸。
　　2018 年鋁業(yè)總排放量：
　　2019年全球再生鋁產量3300萬噸，再生鋁占比達到52%，其中，中國再生鋁產量為715萬噸，再生鋁占比僅為20%。在碳中和目標下，再生鋁占比有望繼續(xù)抬升。加之廢舊金屬釋放高峰期的到來，預計到2025年中國再生鋁產量占比將達到30%，今后五年國內再生鋁產量年均增量約為85萬噸。同時，海外再生鋁占比已處于相對較高水平，再生占比繼續(xù)增加的空間有限，全球再生鋁增量不足以滿足每年新能源汽車、建筑鋁模板、太陽能及風電鋁需求年增量。
　　結論：鋁是碳中和的先行者，也是能源革命的主力軍
　　2020年9月22日，中國政府在第七十五屆聯合國大會上提出：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。” 鋁是工業(yè)生產中主要的碳排放行業(yè)之一，節(jié)能減排降耗意味著電解鋁的生產面臨雖無原料瓶頸，但面臨政策性的生產瓶頸，成為踐行碳中和戰(zhàn)略目標的先行產業(yè)。
　　另一方面，為應對氣候變化，踐行碳中和的戰(zhàn)略目標，全球進入能源革命時代，包括一次能源尤其是石化能源消費增速的放緩以及終端能源消費中電氣化水平的提升。前者意味著可再生能源尤其是清潔能源的快速增長，而后者最核心的部分之一即新能源汽車的推廣與應用。鋁的物理和化學特性決定了其在能源革命中扮演的重要角色。首先，新能源汽車和輕量化推動鋁需求，我們預計未來十年全球新能源汽車用鋁量年均復合增長率達32%。其次，鋁將在可再生能源中得到廣泛的使用，未來十年全球太陽能光伏和風電用鋁量年均復合增長率分別達13%和5%，第三，鋁模板為建筑行業(yè)減排降耗做出重要貢獻，我們預計未來十年中國建筑用鋁模板用鋁量年均復合增長率達12%。此外鋁也是綠色、低碳與智能化高端制造業(yè)的主角之一。我們預計全球新能源汽車鋁需求將從2020年的68萬噸增加至2030年的1108萬噸，全球太陽能光伏及風電鋁需求將分別從2020年的184萬噸和110萬噸增加至2030年的636萬噸及174萬噸。全球新能源汽車、光伏及風電鋁需求在全球原鋁需求中的占比將從2020年5.7%增加至2030年的19%，年均復合增長率達13%。冶煉瓶頸與再生鋁的增量短期內無法滿足全球鋁需求增量。