1、汽車業(yè)蓬勃發(fā)展，輕量化趨勢明朗 

1.1、汽車業(yè)飛速發(fā)展，節(jié)能減排成重中之重 

 近幾年汽車行業(yè)發(fā)展迅速。2011 年全球汽車產(chǎn)量為僅 8000 萬輛，2016 年達 到近 9500 萬輛，年均復(fù)合增長率約 3.5%。2011 年全球汽車銷量為 7793 萬輛， 2016 年達到 9386 萬輛，年均復(fù)合增長率達到 3.8%。其中我國產(chǎn)銷量一直位 于世界前列且增速明顯，根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2016 年我國的汽車產(chǎn)量為 2812 萬輛，同比增長 14.46%，汽車銷量為 2803 萬輛，同比增長 13.65%，成為推 動全球汽車產(chǎn)銷量增長的中堅力量。同時，美國、日本、印度、德國等國家 汽車銷量也居世界前列且銷量表現(xiàn)不俗。

汽車行業(yè)發(fā)展迅速，使得燃油消耗和 CO2排放量不斷增加。工信部 2016 年 數(shù)據(jù)中，95 家國內(nèi)乘用車企業(yè)中有 42 家企業(yè)的平均油耗實際值大于油耗限 值 6.9 規(guī)定，27 家進口乘用車企業(yè)中有 23 家企業(yè)的平均燃油消耗實際值大于 6.9L/km?，F(xiàn)行汽油車的 CO2 排放量接近 200g/km，混合動力車的 CO2 排放量 達 130g/km。隨著汽車銷量的增加，總的燃油消耗持續(xù)加大，CO2 排放量也 隨之不斷增加，已經(jīng)占到 CO2 排放總量的 20%以上。我國 CO2 排放量已經(jīng)居 世界首位，且遠(yuǎn)高于其他國家。

各國紛紛制定節(jié)能減排目標(biāo)，以減輕碳排放對環(huán)境的影響。我國、歐盟、日 本均制訂了 2020 年油耗限值目標(biāo)，分別為 5L/100Km、4L/100Km、

4.93L/100Km，美國制訂了 2025 年油耗限值降到 4.3L/100Km 的目標(biāo)。

2014 年 12 月，我國國家質(zhì)檢總局正式公布新版 GB 19578-2014《乘用車燃料 消耗量限值》和 GB 27999-2014《乘用車燃料消耗量評價方法及指標(biāo)》，整體 上對車型燃料消耗量限值和企業(yè)平均燃料消耗量目標(biāo)加嚴(yán)了 20%。2016 年， 《節(jié)能與新能源汽車發(fā)展技術(shù)路線圖》發(fā)布，提出至 2030 年，乘用車新車油 耗 3.2 升/百公里，商用車油耗同步國際先進水平，新能源汽車銷量占汽車總 體銷量的比例達到 40%以上，完全自動駕駛車輛市場占有率接近 10%。

在 CO2 排放方面，歐洲 2014 年設(shè)定的法案要求，從 2020 年起，歐盟范圍內(nèi) 銷售的 95%的新車的 CO2 排放平均水平必須達每公里不超過 95 克，到 2021 年，這一標(biāo)準(zhǔn)要覆蓋所有新車。油耗限值和 CO2 排放目標(biāo)彰顯了各國對節(jié)能 減排的迫切需求。 

 我國“碳配額”&“雙積分”制度出臺，加速汽車業(yè)向低油耗低碳排放發(fā)展。2016 年 8-9 月，《新能源汽車碳配額管理辦法》和《企業(yè)平均燃料消耗量與新 能源汽車積分并行管理暫行辦法》征求意見稿相繼發(fā)布，分別被稱為“碳配 額”和“雙積分”制度。“碳配額”制度為企業(yè)制定了一年的碳配額指標(biāo)，而 企業(yè)則可以通過生產(chǎn)和銷售新能源汽車的方式生成碳配額，也可通過交易市 場進行買賣，通過獎懲分明的方式鼓勵企業(yè)由高油耗高碳排放的傳統(tǒng)燃油汽 車更多地向低油耗低碳排放轉(zhuǎn)型。“雙積分”制度提出了平均燃料消耗量+新 能源汽車生產(chǎn)比例兩種積分，使得企業(yè)不得不向低油耗車型抓緊布局。

1.2、輕量化已經(jīng)成為全球汽車業(yè)發(fā)展的共識 

 整車輕量化是實現(xiàn)汽車節(jié)能減排的最優(yōu)措施。汽車輕量化是在保證汽車功能 的前提下，汽車自制重量的下降。分析比較不同的整車優(yōu)化方案的節(jié)油率， 汽車質(zhì)量每降低10%，能夠降低油耗6-8%，相較于其他優(yōu)化措施，對降低油 耗、減少CO2排放的優(yōu)勢更加明顯。此外，汽車減重10%，能夠使加速時間減 少8%，制動距離減少5%，輪胎壽命提高7%，電池能量密度提升9%，疲勞壽 命明顯提升，轉(zhuǎn)向力明顯降低，對汽車的環(huán)保性、燃油經(jīng)濟性、動力性、制 動性、耐久性、安全性等均有十分明顯的提升作用。因此，汽車輕量化也成 為目前整車優(yōu)化的最主要趨勢。

圖 6、不同措施的節(jié)油率

在汽車輕量化趨勢推動下，國外汽車輕量化發(fā)展如火如荼。1993-2013 年， 歐洲、日本等的汽車平均重量已降低了 25%，未來 10-15 年，將追求平均車 重再降 20%-25%。美國計劃到 2020 年，汽車整備質(zhì)量相較于 2010 年實現(xiàn) 25% 的下降。很多國外知名企業(yè)均制訂了輕量化階段性目標(biāo)，其中福特的輕量化 目標(biāo)是到 2020 年大幅推進車輛輕量化，新款轎車及卡車將采用輕質(zhì)材料， 減重幅度將在 110-340Kg。

我國已將汽車輕量化提上日程，并制訂了汽車輕量化三步走計劃。我國計劃 于 2020 年達到單車用鋁量 190kg、單車用鎂量 15kg，于 2025 年達到單車用 鋁量 250kg、單車用鎂量 25kg，于 2030 年達到單車用鋁量 350kg、單車用鎂 量 45kg。從汽車輕量化目標(biāo)可以看出，我國對汽車輕量化的重視，這有望帶 動汽車輕量化進入新的階段。

材料是實現(xiàn)汽車輕量化的重要方式之一，主要汽車輕量化材料包括：高強度 鋼；鎂合金、鋁合金等輕金屬；碳纖維、陶瓷、塑料等非金屬。常用的輕量 化材料與汽車用材的構(gòu)成密切相關(guān)，通常家庭乘用車用材構(gòu)成為：鋼為54%， 鑄鐵為10%，塑料為8%，鋁合金為8% 鎂合金為1% 橡膠玻璃為7%，其他為 12%。

 圖 8、汽車輕量化材料

1.3、新能源汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，對輕量化提出新需求 

 新能源汽車相較于普通汽油車，碳排放量更低，清潔環(huán)保性更高。純電動客 車只在發(fā)電階段有 CO2 排放，柴油車和插電式客車的 CO2 排放則主要集中在 車輛行駛階段。比較現(xiàn)行汽油車、混合動力車、氫燃料電池車、電動汽車每 運行 1 公里時的 CO2 排放量，新能源汽車要顯著的少于現(xiàn)行的汽油車，特別 是電動汽車，每運行 1 公里的 CO2 排放量要較汽油車低 70%，清潔環(huán)保優(yōu)勢 明顯。

近兩年新能源汽車產(chǎn)銷兩旺，未來仍有望保持高增長。根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2016 年新能源汽車產(chǎn)量 51.7 萬輛，同比上漲 52%，銷量達到 50.7 萬輛，同比上漲 53%，產(chǎn)銷量上漲幅度均超過 50%。其中純電動汽車銷量為 40.9 萬輛，同比 上漲 65.3%，插電式混動汽車銷量為 9.8 萬輛，同比上漲 17.2%。在節(jié)能減排、綠色環(huán)保的倡導(dǎo)下，未來的 10 年，預(yù)計新能源汽車的產(chǎn)銷量仍將保持高速的 增長，到 2020 年，新能源車銷量有望達到 140 萬輛。

新能源車的發(fā)展對輕量化提出了新的要求。新能源汽車銷量增加，帶動動力 電池需求，但是電池的重量也使得電動車比同級汽油車更笨重一些，所以， 十分有必要進行車體的輕量化，以及電池和容器的輕量化，才能實現(xiàn)整車性 能的提升。此外，輕量化還能夠有效解決新能源車的續(xù)航能力不足的問題。

2、鋁：“鋁代鋼”步伐不停，汽車用鋁空間廣闊 

2.1、鋁合金量輕質(zhì)優(yōu)，掀起“鋁代鋼”新革命 

 鋁合金量輕質(zhì)優(yōu)，是汽車應(yīng)用的理想材料。鋁合金比重只有 2.68g/cm3，僅為 鋼的 30%，較鋼質(zhì)量更輕，且在抗腐蝕性、硬度、韌度等方面特點更為突出， 因此，已經(jīng)成為汽車工業(yè)的理想材料。

 第一，鋁合金能夠促進輕量化和節(jié)能減排的實現(xiàn)。據(jù)美國鋁業(yè)公司數(shù)據(jù)，汽 車中典型的鋁質(zhì)零件的一次減重效果可達 30～40％，二次減重可進一步提高 到 50％。汽車使用期內(nèi)，多用 1kg 鋁，轎車、載重汽車、公交客車分別減少 CO2 排放 20kg、28kg 和 45kg，且鋁合金回收率高達 85%以上，90%的汽車用 鋁合金均來資源回收的廢料，在資源回收再利用方面優(yōu)勢大。 

 第二，鋁合金抗腐蝕性能優(yōu)異。鋁及鋁合金在空氣中，其表面能夠生成一層 致密的氧化膜，耐腐蝕性和耐氧化性能均優(yōu)于鋼鐵材料。且鋁合金具有卓越 的成型性。 

 第三，鋁合金的使用有助提升車輛駕駛的平衡及安全性能。一方面，鋁合金 對整車的減重是在不減小汽車容積的前提下實現(xiàn)的，汽車因此將更加穩(wěn)定， 受到?jīng)_擊時，鋁合金還能夠?qū)崿F(xiàn)能量吸收和分散，使得駕駛更加安全。

以加工形式分，汽車用鋁主要分為壓鑄、擠壓和壓延三種形態(tài)，其中壓鑄件 在汽車領(lǐng)域的用量占比最高，達到 80%左右，擠壓件和壓延件在汽車上的應(yīng) 用占比各約 10%左右。壓鑄件主要用于發(fā)動機、車輪等部位，擠壓件主要用 于座架、行李架、門梁等，而壓延件主要是生產(chǎn)車身用鋁板等。

2.2、全鋁車身備受寵愛，“四門兩蓋”有望成最大增長點 

 目前鋁合金鑄件、型材在汽車上的應(yīng)用也較多，但最受關(guān)注的是板材。汽車 板在覆蓋件方面，主要的應(yīng)用是 4 門（車門）2 蓋（引擎蓋、貨艙蓋）1 頂 （頂棚），此外，一些結(jié)構(gòu)件也用到板材。

全鋁車身在汽車的減重及減排方面表現(xiàn)十分出色。鋁車身可使汽車整體減重 10%～15%，特別是對于商用車而言，全鋁車身的骨架可減重 30%～45%，蒙 皮可減重 50%～60%，減重效果將更加明顯。根據(jù)研究顯示，使用 1kg 鋁， 能夠使汽車減重 2.25kg，使汽車生命周期內(nèi)減少廢氣排放 20kg。奧迪 A8L Hybird 的電機等組件給整車增加了額外 130kg 的負(fù)重，其全鋁車身框架結(jié)構(gòu) （ASF）的使用使得整備質(zhì)量僅 2035kg；而東風(fēng)全鋁車身混合動力公交車， 車身相較于同類鋼制車身減重 40%，整車質(zhì)量較鋼制車減少 15.2%，燃油經(jīng) 濟性更加出色；近年來大熱的特斯拉 Model S 為了較長的續(xù)航能力，搭載了 500kg 電池組，其車身 95%以上均采用鋁材，以減輕整車重量。 

 乘用車：捷豹XFL——全鋁車身打造捷豹獨特標(biāo)簽。捷豹XFL是于去年上市 的國產(chǎn)車型，以“全鋁車身”為宣傳點，整備質(zhì)量僅1705kg，作為同級別的最 輕車型，掀起了一股全鋁車身熱潮。輕量化帶動了改車型燃油效率的提升， CO2排放量降低至104g/km。XFL在質(zhì)量大大減輕的同時，韌性和強度也均有 提高。此外，鋁合金在車身兩側(cè)、前后懸架、發(fā)動機艙蓋和前翼部分得到完 美應(yīng)用，整車的操控性、舒適性、瞬時響應(yīng)能力均得到大大提升。

商用車：福特F150——全鋁車身的首次嘗試。福特的F150車型，首次采用了 全鋁車身的設(shè)計，實現(xiàn)了約400公斤的減重，整車動力性能和燃油經(jīng)濟型均得 到了大大提升。F150在實現(xiàn)輕量化的同時，全鋁的車身為其剛性指數(shù)的提高 也貢獻了極大力量，在北美等市場的銷售成績也是十分亮眼。

2.3、汽車用鋁需求有望加速增長 

 縱觀全球，乘用車當(dāng)中使用全鋁車身的比例仍很低，全鋁客車的發(fā)展更是處 于萌芽階段。目前僅有不足5%的汽車采用全鋁車身。除了全鋁的車身以外， 鋁合金在發(fā)動機、車輪、座駕等方面代替鋼制構(gòu)件的趨勢也逐漸明朗。未來 鋁合金在汽車工業(yè)的應(yīng)用有望迎來黃金發(fā)展期。 

 我國汽車用鋁市場提升空間很大。根據(jù) 2014 年的統(tǒng)計結(jié)果，北美的單車用鋁 量已達到約 158kg，約占 9%。2015 年有望達到 10.4%，約 179kg。2014 年北 美汽車中使用鋁合金引擎蓋的比例從 2008 年的 8%提升到了 30%，歐洲汽車 中使用鋁合金引擎蓋的比例從 2008 年的 18%迅速提升至了 40%。海外市場 鋁合金在汽車工業(yè)的應(yīng)用近幾年已經(jīng)實現(xiàn)了高速的發(fā)展。而目前我國每輛汽 車平均用鋁僅約為 115kg，與汽車工業(yè)發(fā)達的北美、歐洲等地區(qū)的單車用鋁 量差距較大。 

 特別是商用車方面，從全球的鋁合金貨車分布來看，日本、歐洲和北美的鋁 合金半掛車保有量占比分別高達 80%、54%和 54%，均達到了半數(shù)以上，鋁 合金貨車市場發(fā)展已經(jīng)較為成熟，而我國的鋁合金商用車保有量占比甚至不 足千分之二，因此，我國在汽車用鋁市場上還有非常大的提升空間。

2020 年乘用車用鋁合金板需求有望超過 26 萬噸。隨著汽車的產(chǎn)量的逐年增 長，以及鋁材在汽車工業(yè)滲透率的加速抬升，根據(jù)測算，到 2020 年，我國僅 乘用汽車用鋁合金板的需求量就有望超過 26 萬噸，加上鋁板在其他結(jié)構(gòu)件方 面的應(yīng)用，以及更為龐大和具備極高的成長性的商用車市場，到 2020 年，我 國的汽車用鋁合金板需求量有望達到 100 萬噸。

3、鎂：資源得天獨厚，汽車“鎂化”前景可期 

3.1、鎂資源豐富，原材料易取 

 我國探明的鎂總儲量占世界總產(chǎn)量的 2/3，鎂資源豐富。目前我國的鎂金屬 主要來自于菱鎂礦、白云石、蛇紋石、鹽湖鹵水和沿海鹽場鹵水幾大類。其中菱鎂礦已探明的儲量有 29.7 億噸，白云石探明的儲量大于 40 億噸，蛇紋 石已探明的儲量達 30 億噸，鹽湖鹵水已探明儲量達 48 億噸。豐富的鎂資源 是我國進行汽車輕量化的一大優(yōu)勢。

3.2、鎂合金輕量化效果優(yōu)異，汽車工業(yè)應(yīng)用廣泛 

鎂合金作為綠色環(huán)保材料，是極具前景的汽車輕量化材料。鎂合金具有阻尼 減震性能高，比強度、比剛度高，回收率高，回收無污染，易于加工等優(yōu)點，在汽車上應(yīng)用時，能夠有效減輕汽車質(zhì)量，提高載荷及有效承載能力，降低 廢氣排放以及燃油成本，提高燃油經(jīng)濟性綜合指標(biāo)，降低汽車噪音及震動， 對整車性能的提升效果明顯。

鎂合金在汽車上應(yīng)用的輕量化效果顯著。在汽車不同的系統(tǒng)中，鎂合金潛在 取代重量不同。其中最為顯著的取代效果體現(xiàn)在殼體和懸掛件上，可減輕取 代之前重量的 58%，其次是剎車和框架，分別可以減輕重量的 54%和 50%.。 合計所有可取代配件，鎂合金大體可以減輕原配件 45%的重量，輕量化效果 非常顯著。

現(xiàn)階段鎂合金在汽車上的應(yīng)用主要集中于車身、發(fā)動機和內(nèi)飾三大部分。具 體的，包括底盤（如剎車支架和支架總成、剎車踏板支架、安全氣囊機架、 離合器踏板支架和總成）；動力傳動系統(tǒng)（如交流發(fā)電機支架、閥蓋、凸輪蓋 和變速箱）；內(nèi)部設(shè)施（如座椅基座、IP 支撐柱和支架、方向盤骨架、轉(zhuǎn)向 柱支架和輪轂）；外部設(shè)施（如天窗蓋總成、外后視鏡骨架和頂棚框架）；車 輪、底盤前端框架、坐墊和靠背，以及動力傳動系統(tǒng)的齒輪箱等等。

3.3、我國單車用鎂尚低，汽車用鎂合金市場前景可期 

 北美、歐洲、日本等地汽車用鎂持續(xù)增長，我國成長空間大。目前北美地區(qū)單車用鎂量已經(jīng)達到 3.8kg，使用和研發(fā)中的鎂合金零部件達 100 多種；日本 單車用鎂量高達 9.3kg，越來越多的在汽車的變速桿、座椅架等部位采用鎂合 金材料；歐洲車用鎂合金鑄件的使用量以年均 25%的速度增長，PASSAT 和 Audi A4 的單車用鎂量甚至已經(jīng)達到 14kg。奔馳、通用、寶馬的部分車型， 鎂合金用量已經(jīng)超過了 20kg。而與此同時，我國單車用鎂量約為 1.5kg，因 此我國汽車用鎂合金需求成長空間很大。

預(yù)計 2020 年汽車業(yè)對鎂合金需求將超過 40 萬噸。2015 年國內(nèi)汽車產(chǎn)量達到 2450 萬輛，同比小幅增長了 3.3%，若未來國內(nèi)汽車銷售按照 3%的復(fù)合增長 率計算，到 2020 年，2025 年，2030 年汽車產(chǎn)量將分別達到 2840 萬輛，3293 萬輛，3817 萬輛。根據(jù)最新發(fā)布的節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖，2020 年、 2025 年和 2030 年國內(nèi)單車用鎂量目標(biāo)分別 15kg、25kg 和 45kg，則預(yù)計到 2020 年，2025 年，2030 年該領(lǐng)域?qū)︽V合金的需求量達到 42.6 萬噸，82.3 萬 噸和 171.8 萬噸。與此同時，2015 年我國鎂合金產(chǎn)量僅 24.16 萬噸，同比縮減 6.17%。