一、行业基本概述
国际上通常将质量分数为 99.0~99.85%的原铝经过三层电解法或偏析法精炼的精铝称为高纯铝。高纯铝分为低纯度高纯铝和高纯度高纯铝,纯度为 3N~4N(99.9%≤纯度<99.999%)和 5N以上(纯度>99.999%)。
高纯铝的主流生产工艺是三层液电解精炼法(简称三层法)和偏析法。
三层法:阳极合金中的铝在直流电作用下成为阳离子 Al 3+ 进入电解液,在阴极放电形成高纯铝,此过程使用的阴极电极、混合电解质、阳极电极皆为液体,这三种物质的密度不同从而使液态物质分为三层,最上层为精炼后得到的液态金属铝液,中间层为电解质,最下层为阳极合金。
三层液电解精炼法的优点是产量大、纯度高、质量好等,但是该过程的能耗较高,而且单位产能投资大、工人劳动强度高,且由于所用电解质为氟化物,对环境有一定危害。
偏析法:根据各杂质元素在液相和固相中的溶解度不同来实现对铝的提纯。偏析法具有省电、低能耗、环保等优势,不需要特别额外施加能源促进凝固和偏析过程,平均每吨省电 6000 度。且生产过程不会产生有毒害物质。
高纯铝主要制备方法优缺点对比 |
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制备方法 |
优点 |
缺点 |
三层液电解精炼 |
精炼精度可达 4N 至 5N,提纯精度和生产效率较高 |
能耗大 |
分步结晶 |
纯度可由 3N5 提到 4N5,精炼原铝量的 80% |
流程长 |
定向凝固 |
提纯效率高 |
提纯效果一般 |
区域熔炼 |
主要生产 5N5 至 6N5 超高纯铝 |
生产效率较低 |
二、行业发展历程回顾
中国铝工业经历了“大跃进”和调整时期。1958年2月23日,毛泽东主席视察了抚顺铝厂,这是他视察过的一家铝企业。1958年7月30日,抚顺铝厂精铝车间12台6kA精铝槽投产,当年生产精铝81吨,开中国高纯铝工业的先河。1959年5月1日,中国自行设计的抚顺铝厂三期扩建工程投产,同年12月5日,包头铝厂靠前批电解槽也生产出铝;1959年12月,兰州铝厂、山东铝厂电解铝分厂投产,1960年3月,郑州铝厂电解铝车间投产,1960年5月,包头铝厂投产。同时在这期间,全国各地也相继建成了一些小型铝厂,如保定铝厂、石家庄铝厂、平阴铝厂、合肥铝厂、南平铝厂、广东铝厂、南宁铝厂、兰溪铝厂、佳木斯铝厂等14家,形成了以五大铝厂为骨干,各省区有小型铝厂为支撑的格局。1965年中国的原铝产量128.1kt。
根据观研报告网发布的《中国高纯铝行业发展现状分析与投资前景预测报告(2022-2029年)》显示,高纯铝生产技术壁垒较高,直到21世纪初期,我国5N及以上级别的高纯铝需求完全依靠进口。在海外市场中,高纯铝生产商主要有日本住友化学、日本东曹、日本爱发科、美国普莱克斯等,此外,日本JX日矿金属、美国霍尼韦尔、奥地利攀时等也有高纯铝产出。21世纪初期,日本与美国是全球高纯铝主要生产国,我国高纯铝需求主要从这两个国家进口。
21世纪以来,我国电子信息产业发展迅速,现阶段,全球面板产能不断向我国大陆地区转移,我国半导体产业规模处于全球领先地位,因此市场对高纯铝需求旺盛。在此背景下,为实现进口替代,我国进入高纯铝行业布局的企业开始增多。目前,我国高纯铝生产商主要有新疆众和、包头铝业、东阳光科等。其中,新疆众和是我国最大的高纯铝生产商,可以生产5N5级别高纯铝。
三、行业发展现状
1、市场规模
随着我国制造业的持续发展升级,国内对高纯铝产品的需求逐年增加,2021年市场规模已增加至35.23亿元,其中中高端产品市场竞争激烈,导致价格有较为明显的增长,使高纯铝日益被重视。
数据来源:观研天下数据中心整理
2、供应情况
2021年国内共生产高纯铝14.6万吨,同比增长9.77%,根据数据统计,2016年中国的高纯铝产量为11.8万吨,2020年增至13.3万吨,年均复合增长率为3.0%。2021年全球经济复苏叠加新能源汽车需求爆发,下游需求旺盛,高纯铝产量再创新高。
数据来源:观研天下数据中心整理
目前我国高纯铝行业供应特点如下:
在2012年之后,铝加工行业进入了长期的下行通道,国内早期的高纯铝生产商多有停产。例如内蒙古新长江矿业投资有限公司的高纯铝产线于2011年建成投产,后迫于市场行情不景气及资金和技术的压力,2013年停产重组;后于2017年复产。霍煤鸿骏高精铝业原有1.2万吨高纯铝产能,因技术问题致使产品质量不稳定,成品率低,生产成本高企,市场上没有竞争优势,从2015年开始停产。宜都东阳光高纯铝有限公司于2017年9月将其高纯铝产线出售,主因随着生产技术提升,市场上高纯铝供过于求,价格竞争加剧,公司所产的高纯铝不具明显优势,但生产成本相对较高。
高纯铝行业是一个较为小众的细分领域,国内每年的需求量在10万吨上下,因此经过行业6-8年的下行周期的产能出清,行业格局出现明显好转。
目前国内高纯铝生产集中度较高,主要生产商有新疆众和、包头铝业和天山铝业,其他生产商产量均较少且产能利用率较低,市场竞争力有限。2021年新疆众和生产高纯铝6.96万吨,天山铝业生产高纯铝1.64万吨,包头铝业现有5万吨产能,虽然生产信息未披露,但仍是国内较大的高纯铝生产商。
3、行业需求情况
近年来,随着电子消费品需求旺盛,加之新能源电动车、新能源发电、储能等新兴领域的迅速崛起,大容量高质量的铝电解电容产品的应用范围更为广泛,铝电解电容器等被动元器件行业需求旺盛,高纯铝产品市场需求强劲。从销量来看,我国高纯铝销量持续增加,从2017年10.35万吨增长到2021年的14.86万吨,近五年复合增长率为7.5%。
数据来源:观研天下数据中心整理
高纯铝主要应用于电子铝箔。电子铝箔是通过对高纯铝锭进行一系列压延、清洗及切割工序等加工而成的一种铝箔,是生产铝电解电容器的关键原材料。电子铝箔可分为高压阳极箔、低压阳极箔和负极箔等。
电子铝箔作为铝电解电容器重要原材料,随着近年来新能源、5G等产业的快速发展,推动了电子铝箔需求量的持续增长,促进了我国电子铝箔产业的发展。据资料显示,2021年我国电子铝箔产量为11万吨,同比增长10%。
数据来源:中国有色金属加工工业协会,观研天下数据中心整理
而电子铝箔是高纯铝应用的第一大细分市场,2021年电子铝箔用高纯铝市场规模约为27.48亿元。
资料来源:观研天下数据中心整理
随着科学技术发展,电子工业、航空航天、半导体芯片等领域对高性能铝合金材料性能要求逐渐提高,迫切要求高性能铝合金材料加快国产化进程,尽快实现国产替代,这为高性能铝合金市场带来广阔前景。
除了电子铝箔外,照明、硬盘等领域也是高纯铝的重要应用市场,不过由于用量较小,总体来看占比不是很高,2021年,照明用高纯铝和硬盘用高纯铝市场规模分别为4.23亿元和1.41亿元。
资料来源:观研天下数据中心整理
资料来源:观研天下数据中心整理
4、供需平衡分析
从我国供需情况来看,长期以来,由于高纯铝产量不足,我国长期依赖进口,高纯铝最大的净进口量出现在2006年,此时国内高纯铝尚未取得突破,供给严重无法满足需求,净进口量达到1.88万吨。此后在2009年、2012年和2015年再次出现供需错配。2017年以来,受益于下游行业高景气度,中国高纯铝供应充足,国产高纯铝已经占据大部分市场,进口仅是供需失衡时的补充。
数据来源:观研天下数据中心整理
三、市场竞争情况
德国、美国、日本、法国和俄罗斯具备高纯铝的生产能力,主要用于高新技术领域中,而中国只有少数厂家能够生产高纯铝。2004年以前,我国5N(99.999%)高纯铝只能从美国和日本进口,6N以上纯度的产品生产一直处于空白。
目前,国内的高纯铝生产厂商主要有新疆众和、包头铝业、霍煤鸿骏、山西关铝、宜都东阳光铝、中铝贵州和神火铝业等。新疆众和拥有完备高纯铝生产线并成功开发了相应的技术,经过20多年的研发,开发出了具有自主知识产权的大容量高纯铝成套设备及工艺新技术,掌握了5N以上的高纯铝的提纯技术,可生产纯度为3N5(99.95%)至5N5全系列高纯铝及合金产品,设备和工艺技术均达到国际领先水平,是全球最大的高纯铝及高纯合金生产基地之一。
2021年中国高纯铝行业主要品牌 |
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企业名称 |
品牌 |
简介 |
新疆众和 |
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新疆众和是铝电子新材料和高纯铝领域的技术引领者和全球供应商,是国家发展电子信息、航天航空及高新技术产业的平台和保障,于1958年建厂。新疆众和历经六十多年的发展,已成为中国战略性新材料产业的核心骨干企业,中国电子元件百强企业、铝加工十强企业。至2021年底,新疆众和总资产达140亿元,实现销售收入82亿元,利税11亿元。 |
包头铝业 |
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包铝前身是包头铝厂,是国家“二五”期间建设的电解铝企业,经过60多年发展,包铝已建设成为中铝在北方的电解铝基地,是中国铝行业第一方阵排头兵。现有电解铝130万吨、自备电装机171万千瓦、高纯铝5万吨、阳极12万吨的产能规模,资产总额182.2亿元,占地面积9114亩,是国家循环经济示范企业,全球最大、国内唯一偏析法高纯铝生产企业,自备电和电解铝装备技术能力处于国内同行业领先水平,是主要铝和铝合金产品的国家和行业标准制定者,在行业中有着很高的地位。主要产品有高纯铝、各种铝合金、铝液、普铝锭、炭阳极及蒸汽等。主要应用于航空航天、军事工业、交通运输、工程建筑等重点行业。 |
霍煤鸿骏 |
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霍煤鸿骏于2002年11月27日注册成立,注册资本10亿元。公司电解铝厂总体规划为40万吨,公司自备电厂总装机容量规划为600MW。公司现在已形成20万吨电解铝生产规模和300MW的装机容量。到2009年霍煤鸿骏铝电公司电解铝生产规模将达到40万吨,自备电厂装机容量将达到600MW。公司总产值将达到70亿元人民币,实现利润10亿元。 |
天山铝业 |
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天山铝业主营业务为原铝、氧化铝、高纯铝、预焙阳极以及铝深加工产品及材料的生产和销售。 天山铝业已建成年产能120万吨原铝生产线,配套建有6台350MW发电机组和年产能30万吨预焙阳极生产线,在江苏江阴建有年产5万吨铝深加工基地。天山铝业正在广西靖西新建年产250万吨氧化铝生产线、在新疆阿克苏地区阿拉尔市国家级经济开发区新建年产50万吨预焙阳极生产线、在新疆石河子新建6万吨高纯铝生产线。 |
山西关铝 |
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山西关铝股份有限公司为增强企业竞争力.培育新的经济增长点建设铝加工分厂。该项目占地160余亩.建筑面积23000㎡,固定资产达4亿余元,年产铝带箔产品10000吨,热轧产品4万吨,是关铝公司的骨干企业之一。 |
资料来源:观研天下数据中心整理
另外,行业景气度高导致行业内扩产较为积极,扩产厂商主要为现有龙头企业,行业将进入寡头垄断阶段。目前在扩产的企业主要有天山铝业、新疆众和、包头铝业,其中:包头铝业正在进行年产2万吨高纯铝项目二期建设;新疆众和计划投资建设高性能高纯铝清洁生产项目,产能为2.3万吨偏析法高纯铝;天山铝业从2017年开始进行6万吨/年高纯铝项目建设,截至目前已经建成4万吨产能。(WWTQ)
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