從國內氧化鋁產業鏈看全球供需格局
發布時間:2023-04-06 10:27:03      來源:期貨日報

鋁在自然界中分布極廣,在各類金屬元素中,鋁儲量居首位。鋁質量輕、合金強度高,具有良好的導電導熱性和延展性等眾多優良屬性,廣泛應用于國民經濟的各個領域,是國民經濟發展的重要基礎原材料。對比全球鋁土礦和氧化鋁產量分布區域來看,全球鋁土礦供需格局表現出了資源國進行開采,而消費國進行進口加工的格局。

  氧化鋁基本知識

  鋁元素是僅次于硅的地殼中第二豐富的金屬元素,含量高達8.3%,主要以鋁土礦、鋁硅酸鹽礦石和冰晶石的形式存在,這決定了其上游和中游供應端充裕。然而它是一種相對較新的工業金屬,其商業生產僅超過100年。此外,鋁的重量約為鋼或銅的三分之一,具有延展性,易于加工和鑄造,并且具有優異的耐腐蝕性和耐久性,這決定了其下游應用非常廣泛。無論從數量還是價值上衡量,鋁的使用量都超過了除鐵以外的任何其他金屬。

  從產業鏈上看,鋁產業鏈為鋁土礦-氧化鋁-電解鋁-鋁深加工-鋁終端需求。按物理性質不同,通常將工業氧化鋁分為砂型、中間型和粉型三種。通常我們所說的氧化鋁是一種白色結晶性粉末,沒有夾雜和團塊,熔點2050℃、沸點2980℃、相對密度3.965,具有易吸潮但不潮解、硬度大等特點,它的硬度僅次于金剛石,熔點高、耐酸堿,常用來制作一些軸承,制造磨料、耐火材料。此外,氧化鋁還是優質的電絕緣體且幾乎不溶于水及乙醇、乙醚等非極性有機溶劑,在弱酸或弱堿中溶解度很小,溶于濃硫酸,緩慢溶于堿液中形成氫氧化物。同時氧化鋁有多種變體,其中最為人們所熟悉的是α-Al2O3和β-Al2O3.自然界存在的剛玉即屬于α-Al2O3。

  工業氧化鋁的主要化學成分是Al2O3,通常還有少量SiO2、Fe2O3、TiO2、Na2O、MgO、CaO和H2O.國家標準《氧化鋁》(GB/T 24487-2022)是2022年10月1日實施的一項國家標準,要求工業氧化鋁必須有較高的純度,雜質含量特別是SiO2應盡可能低。氧化鋁按主要化學成分、物理性能分為三個牌號:AO-G、AO-I、AO-2。

  氧化鋁具有良好的燒結性能轉化率,是生產耐熱、耐磨、耐腐產品的基本原料。生產1噸氧化鋁大概需要2.3噸鋁土礦、0.5噸煤炭、0.13噸燒堿和0.25噸石灰。氧化鋁成本中,鋁土礦占比37%,燒堿占比17%,動力及水占比約17%,三費及其他占比約29%。

  在用途上,約95%的氧化鋁為冶金級氧化鋁,用于生產電解鋁,5%的氧化鋁用于生產非冶金級氧化鋁,包括用于紅外軍事裝置、民用航天、軍工、高強度激光、條形掃描儀、耐磨軸承的纖維等電學、光學、化學、生物、吸聲、熱學等領域以及精細陶瓷。

  氧化鋁是怎樣煉成的呢?由鋁土礦制備氧化鋁的工藝方法,主要分為拜耳法、堿石灰燒結法、拜耳—燒結聯合法三種。高品位鋁土礦采用拜耳法生產,中低品位鋁土礦采用聯合法或燒結法生產(燒結法的能耗大約是拜耳法的3倍)。拜耳法是當前氧化鋁生產中最為主要的一種方法,產量可占全球氧化鋁生產總量的90%以上。

  鋁土礦儲量分布

  鋁在自然界中不是以單質狀態存在,而總是以化合物的形式存在。在自然界鋁礦物和含鋁礦物有250余種,其中主要的為鋁土礦、高嶺土、紅柱石、霞石、明礬石、冰晶石等,目前提取原鋁用的主要鋁礦物是鋁土礦。

  鋁土礦又稱高鋁礬土,實際上是指工業上能利用的,以三水鋁石、一水軟鋁石或一水硬鋁石為主要礦物所組成的礦石的統稱,它通常是一種由鋁的三種氫氧化物以不同的比率組成的膠體混合物。從品質上看,三水鋁石型最佳,其次為一水軟鋁石型,一水硬鋁石型品質較差。按照鋁土礦床的賦存狀態,可分為新生代紅土型礦床、古生代巖溶型礦床,以及其他型礦床。其中紅土型礦床以品質優良的三水鋁石型為主,主要分布在赤道附近,如幾內亞、澳大利亞、牙買加、巴西、印度等。巖溶型礦床以品質次之的一水硬鋁石型為主,主要分布在溫帶地區,如中國、南歐、加勒比海等地區。

  全球鋁土礦探明儲量為320億噸,主要分布在幾內亞、越南、澳大利亞等地,這三個地區儲量占全球總儲量的57%。全球鋁土礦產量3.9億噸,其中澳大利亞、幾內亞、中國三國產量占比高達72.1%。中國以3.1%的儲量貢獻了21.8%的產量。全球鋁土礦貿易流向主要包括:印尼、澳大利亞、幾內亞、印度流向中國;巴西、牙買加流向北美;幾內亞流向歐洲。

  中國鋁土礦資源匱乏,經過幾十年野蠻的發展,貧化現象嚴重,礦石中雜質含量較多。2022年,中國鋁土礦產量6781萬噸,同比下滑24.5%。2022年,中國鋁土礦進口量1.25億噸,同比增長43.8%,進口依賴度不斷上升,2022年我國鋁土礦進口依賴度達65%。

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  圖為我國燒堿產能、產量(單位:萬噸)

  燒堿可以使鋁土礦中的氧化鋁轉變成鋁酸鈉溶液,然后解析出氫氧化鋁,經分離、洗滌后煅燒,獲得氧化鋁。氧化鋁是燒堿最大的下游品種,生產1噸氧化鋁需要燒堿130kg,燒堿占氧化鋁生產成本的16%—20%。

  2022年,全球燒堿產能約10353萬噸,主要集中于中國、北美和西歐,前三個地區產能合計占比達73%。中國燒堿產能約占全球總產能的46%,產量約占全球總產量的47.9%,是全球最大的燒堿生產與消費大國。我國燒堿基本上實現自產自銷,2011—2021年,我國燒堿年進口量最高為7萬噸,不及國內消費總量的0.2%,2021年出口量148萬噸,占國內總產量的3.8%。

  2021年,中國燒堿產能為4542萬噸,產量3891萬噸。燒堿消費區域主要集中于華北、華東地區。2021年,中國燒堿消費量約3748萬噸。生產企業分布于全國27個省(自治區、直轄市),產區主要集中于華北、華東、西北地區。

  氧化鋁供需對比

  數據顯示,2022年,全球氧化鋁產量約1.4億噸,其中前四大生產國中國、澳大利亞、巴西、印度占比分別達到55%、14%、8%、5%,累計占比達82%。其中澳大利亞、巴西、印度基本實現自給自足,中國原料鋁土礦進口依賴度65%。幾內亞、澳大利亞、印尼為全球原料最大輸出國。2022年,全球電解鋁產量約6900萬噸,全球氧化鋁基本維持供需平衡。

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  圖為全球氧化鋁供需對比(單位:萬噸)

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  圖為2022年全球氧化鋁產量占比

  中國氧化鋁進口依賴度逐年下降,2022年中國氧化鋁進口依賴度僅為2.3%,主要來自于澳大利亞、印尼、越南等地。2022年,中國氧化鋁建成產能9950萬噸,產量7280萬噸。相較于電解鋁4500萬噸的天花板,產能過剩。我國氧化鋁產能擴張追隨電解鋁擴張的腳步。原料為國產鋁土礦的氧化鋁廠多依礦而建。我國氧化鋁地域集中度較高,山東、山西、廣西、河南占全國總產能82.5%,供應充裕,外送至新疆、內蒙古、云南等地。

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  圖為我國氧化鋁供需對比(單位:萬噸)

  氧化鋁下游產業

  從產業上看,電解鋁是氧化鋁最大的下游。供給側改革規定了電解鋁產能天花板4500萬噸。近年來,氧化鋁產能快速擴張,當前供應過剩。2022年電解鋁產能較2017年增加約88萬噸,氧化鋁產能新增約1830萬噸,產業集中度較高,中鋁、宏橋、信發、錦江、東方希望、博賽、國電產能占全國80%以上。

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  圖為我國氧化鋁、電解鋁建成產能變化(單位:萬噸)

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  圖為我國氧化鋁、電解鋁產能變化(單位:萬噸)

  我國電解鋁產量占全球57.2%,消費量占比為58.2%。截至2022年年底,我國電解鋁產能4450萬噸,產量4003萬噸。生產1噸電解鋁通常需要1.92噸氧化鋁、13500千瓦時電、0.55噸陽極,冰晶石、氟化鋁等原料,其中電費和氧化鋁是最大的成本支出,占比分別達到38%和35%。因此電解鋁產能主要集中在電力資源富裕地區,如煤炭資源豐富的內蒙古、新疆等地,西南地區水電資源豐富,吸引電解鋁產能轉入,新疆、內蒙古、云南電解鋁產能占比40.9%,但西南地區枯水期水電資源使用率下滑影響生產。山東地區憑借優質的港口、自備電及龐大的鋁加工優勢,電解鋁產能依舊占到全國第一。

  電解鋁深加工集中在山東、河南、廣東、江浙等地,占全國鋁消費的近60%。加工產品主要包括鋁型材、鋁板帶箔、鋁線纜等,終端應用體現在建筑、交通、電力、耐用消費品、機械設備、包裝等領域。(作者單位:廣發期貨)

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