有色金属铝产业研究：新能源遇上“碳中和”重构供需格局

有色金属铝产业研究：新能源遇上“碳中和”，重构供需格局一、过去：周而复始，“铝败铝战”铝作为典型的周期品，有明显的上涨和下跌周期，具体表现为：需求增加—供给小于需

求—价格上涨—利润增加—产能扩张—供给增加—供需再平衡—供给持续增加—价格下跌—产能出清，最终形成一轮周期。因此，周期的本质是供需矛盾的出现和再平衡。铝价格形成中，往往需求是自变量，需求变动是供需矛盾出现的前提；供给是因变量，

供给的滞后性是供需再平衡的先决条件。（一）供给：重资产属性，不易出清电解铝冶炼属于典型的重资产业务模式。根据上市公司公告显示，电解铝冶炼单工序投

资额约为

7300

元/吨，其中设备购置费约占

40%，投资回收期一般为

5~7

年。因此，铝

冶炼厂的固定资产折旧和维修费用摊销比重大，只要未达到现金亏损，其往往会继续生

产，减产意愿较低。电解铝行业因经济和社会因素产能不易出清。一方面，铝冶炼厂的固定资产折旧和维修

费用摊销比较大，且电解槽重启费用高昂，减产意愿普遍较低。另一方面，铝行业可以

带动就业，并为当地政府带来大量税收，潜在社会价值较高。根据国际铝协会数据显示，2019

年中国铝工业直接就业人数总计达到约

75.1

万人，间接就业人数为

278

万。根据公

司年报数据显示，2020

年中国铝业税金及附加为

16

亿，神火股份

4.3

亿，云铝股份

2.78

亿，南山铝业

2.4

亿。电解铝行业无序扩张，叠加产能不易出清，曾长期处于利润亏损状态。2017

年前，电解

铝产能持续扩张，根据

ALD数据显示，2011/10

至

2016/01，电解铝冶炼产能从

2366

万

吨一路攀升至

3876

万吨，年复合增长率为

12%，产能的持续增加导致开工率从

85%下降

到

78%。根据

SMM数据显示，同期，电解铝冶炼行业却进入了长达

4

年的亏损期，期间电解铝冶炼成本不断下降，但产能的持续增加导致电解铝价格下跌幅度更大。受供给

影响，行业盈利持续偏低。（二）需求：随经济稳步增长全球经济增长，推动各终端行业的用铝需求稳步增加。铝被广泛应用于建筑、交通、机

械制造、电力电子等国民经济的支柱行业，因此经济增长将带动铝需求的稳步增加。根

据

IAI数据，2009

年-2019

年，全球铝消费从

3538

万吨，稳步增长至

6414

万吨，年复

合增长率为

6.1%，约为全球经济增速的

2

倍。二、供给：产能天花板下，“碳中和”持续压减供给弹性（一）供给侧改革敲定电解铝产能天花板2013

年国务院发布《关于化解产能严重过剩矛盾的指导意见》（国发[2013]41

号文），

强调钢铁、水泥、电解铝等高消耗、高排放行业产能普遍过剩，且仍有一批在建、拟建

项目，产能过剩呈加剧之势，因此坚决遏制产能盲目扩张、清理整顿建成违规产能、淘

汰和退出落后产能。2015

年工信部和发改委接连发布《部分产能严重过剩行业产能置换实施办法》（工信部

产业〔2015〕127

号文）和《关于印发对钢铁、电解铝、船舶行业违规项目清理意见的

通知》（发改产业〔2015〕1494

号文），通过对各省电解铝产能统计，以产能置换的方

式，逐步确立合规产能。2017

年

3-10

月，发展改革委、工业和信息化部、国土资源部、环境保护部联合开展了清

理整顿电解铝行业违法违规项目专项行动，对违规建成产能，立即停产；并发布《关于

企业集团内部电解铝产能跨省置换工作的通知》（工信厅原〔2017〕101

号）文件，进一步简化产能置换程序。2018

年工信部发布《关于电解铝企业通过兼并重组等方式实施产能置换有关事项的通知》

（工信部[2018]12

号文），通知再次明确电解铝指标实施等量或减量置换，规定

2011-2017

年关停并列入淘汰公告的产能指标必须在

2018

年

12

月

31

日前完成置换，不能完成置换的将彻底淘汰。2011-2017

年共淘汰并公告的产能为

468

万吨，其中已经公告完成置换的

产能为

375

万吨。根据公开数据整理，全国合规产能合计约为

4510

万吨，其中山东

862

万吨，新疆

657

万

吨，内蒙古

656

万吨，云南为

472

万吨，甘肃

306

万吨，排全国产能前五，占总产能比

例为

65.5%。预计中国宏桥将转移

203

万吨产能至云南，当前已转移

25

万吨，未来产能

增量将主要在云南、广西等水电丰富的省份。截止

2021

年

8

月，全国已建成产能

4325

万吨，拥有产能指标的计划产能为

184

万吨，

预计在政策允许下，2022

年底将逐步建成投产。自

2013

年政策公布，

2015

年政策实施，2017

年多部门督察政策落实和

2018

年《通知》

“盖棺定论”，全国电解铝产量同比增速自

10%以上逐渐降至

3%以下，其中

2017

年受

高铝价影响同比增速反弹至

14.4%。中国电解铝产能步入“控制总量、优化存量”阶段，大规模去产能行动已基本结束，未

来政策将以结构调整为主，预计

2022

年底全国电解铝产能触及

4500

万吨天花板，2023

年全国电解铝产量达到峰值。（二）“碳中和”压减供给弹性，提高供给干扰率2020

年

9

月，中国在第七十五届联合国大会提出：二氧化碳排放力争于

2030

年前达到

峰值，努力争取

2060

年前实现碳中和，即

2030

年前，二氧化碳的排放不再增长，达到

峰值之后逐步降低；2060

年前，温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，

抵消自身产生的二氧化碳排放，实现二氧化碳的“零排放”。2020

年

12

月，中国在联合国气候雄心峰会提出：到

2030

年，中国单位国内生产总值二

氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，

森林蓄积量将比

2005

年增加

60

亿立方米，风电、太阳能发电总装机容量将达到

12

亿千

瓦以上。“碳中和”背景下，“高耗能、高排放”的电解铝行业面临巨大减排压力，4500

万吨产

能天花板几乎没有打破可能，电解铝供给弹性大大降低。根据安泰科数据，火电生产

1

吨电解铝约消耗

4.32

吨标煤，排放

11.23

吨

CO2，水电生产几乎不排放

CO2。按照

2020

年中国电解铝产量

3708

万吨，火电占比

85%测算，电解铝冶炼环节碳排放量约为

4.2

亿

吨，而冶炼过程消耗能源约占全产业的

80%，故全产业链碳排放量约为

5.2

亿吨。根据

BP数据显示，2020

年中国

CO2总排放量达

98.94

亿吨，电解铝行业碳排放量约占

5.3%，

仅次于钢铁和水泥行业，是有色行业中碳排放最高的品种。根据国家统计局数据，2020

年中国用电量为

75110

亿千瓦时，电解铝冶炼环节耗电量约为

5005.8

亿千瓦时，占全社会用电量的

6.7%。电解铝行业实现“碳中和”的路径主要有两条，一是控制总量，压减产能；二是调整能

源结构，即提高清洁能源用电比例，尤其是水力发电。1、压减产能：内蒙古“能耗双控”初显威力根据发改委披露，2019

年内蒙古“双控”考核未完成目标，为积极实现“双控”的考核

达标，2021

年

2

月，内蒙古发改委通过《关于确保完成“十四五”能耗双控目标任务若

干保障措施》（征求意见稿），率先确定了

2021

年能耗双控目标，并对电解铝等高耗能

产业的审批、用电等系列事项做出重要安排。“碳中和”主线下，内蒙古“能耗双控”政策提高电解铝供给干扰率。根据我的有色网

统计，内蒙古电解铝合计产能为

615

万吨，占全国

4325

万吨产能的

14.2%。受“能耗双

控”政策影响，各铝厂合计减产

38.7

万吨，国电投白音华煤电有限公司预计

40

万吨投

产计划被迫终止，政策合计影响

78.7

万吨产能。电力成本是电解铝生产成本的主要差异，因此电解铝产能转移的主线为寻找电价洼地。

近年来，新疆、内蒙古等地依靠低廉的煤价和自备电厂体系，接收了大量电解铝转移产

能，并贡献了全国主要增量。未来，在“双碳”计划和双控考核的硬约束下，新疆、内

蒙古等地电解铝总量将暂无上升空间，且存在结构优化的风险，比如因能耗问题出现的

减产和限电政策。2、调整能源结构：关注产能转移阵痛期调整电解铝用电结构，提高水电铝比例是解决碳排放的根本途径。根据

SMM数据，2020

年中国电解铝用电结构中火电占

85%，远高于全球

64%的平均水平；水电占10%，相较

全球

25%的占比还有巨大提升空间。产能转移的阵痛期，电解铝供给干扰率走高。当前能源结构调整的主线为“北铝南移”，

即将北方高碳排放的火电铝转化为云南、广西等地低碳排放的水电铝。从历史经验看，

产能投放节奏和最终落地情况存在一定不确定性，我们认为，主要受到以下三点因素干

扰：1）产能转移过程中存在产量损失。转移过程中，现有设备拆除与新项目投产之间存在时

间差，会造成一定产量损失，“碳中和”政策或将加大此损失。2）水电供应存在季节性，且稳定性差，或导致产能投放不及预期。水利发电因丰水期和

枯水期存在明显的季节性，因此，枯水期必须补充大量其他电源来平衡负荷用电；另一

方面，水利发电受气候和降水影响较大，存在一定不可控性。例如，2021

年

5

月和

7

月，

云南因枯水期发电量不足和夏季用电高峰负荷过大，两次要求电解铝企业压减负荷，叠

加电解槽重启耗时耗力等技术因素，电解铝供给干扰率不断走高。电解铝能源结构的调整涉及到生产线搬迁、政策协调、电力供应和供电平稳性评估等诸

多复杂的问题，期间容易造成不同程度的产量损失，如果涉及产能较大，会影响总供给，

造成价格波动。（三）国外产量增长停滞国外电解铝产量已进入长期增长停滞期。根据

IAI数据，中国电解铝产量占全球半壁江

山，且自

2000

年以来全球电解铝增量基本源于中国，尤其近

5

年，中国电解铝增量占全

球增量超过

90%，国外电解铝产量同比增速不到

1%，已进入长期增长停滞期。根据

IAI数据，2000

年-2020

年，北美洲电解铝产量从

604

万吨减少至

397

万吨；南美

洲产量从

216

万吨减少至

100

万吨；大洋洲产量从

209

万吨略微下降至

191

万吨；欧洲

产量维持

749

万吨不变；非洲产量从

117

万吨增长至

191

万吨；亚洲（除中国外）产量

从

222

万吨增长至

414

万吨，贡献全球除中国外主要涨幅。全球“碳中和”背景下，欧美和大洋洲电解铝产量将基本维持现有数量，且易跌难涨。

非洲和南美洲受限于基础设施等因素，增量有限。亚洲增量主要在中东地区，廉价的能

源为主要推动力，但整体空间有限。（四）“X”因素再生铝或为缓解全球原铝供给偏紧的有效途径，但低基数下短期影响有限。氧化铝冶炼环节产生的赤泥污染尚未有效解决，需持续关注环保政策。1、再生铝：未来发展方向，但短期增量有限“碳中和”背景下再生铝为未来发展方向，但短期内增量有限。欧美等发达国家经历了长期的工业化进程，社会积蓄较多废铝，已拥有比较完备的废铝回收和再生铝生产系统。

据国际铝业协会和

USGS数据显示，欧洲再生铝约占原铝和再生铝总量的

60%，美国约

为

83%。中国再生铝占比仅为

17%，不仅远低于欧美等发达国家，而且低于全球

34.3%

的平均水平，我国再生铝产量相对原铝产量仍然偏低，再生铝产量具有广阔的空间。生

产

1

吨再生铝能耗仅为原铝

5%，仅产生

0.5

吨二氧化碳排放，因此发展再生铝为行业实

现“碳中和”的重要途径。2012-2020

年，中国再生铝生产进入低速增长阶段，年复合增长率仅为

5.3%，低于原铝

增速，再生铝占比也持续维持低位。短期来看，原铝产能的持续释放将压制再生铝增长，

且再生铝产量基数低，增量对铝供给影响较小。2、环保问题：赤泥问题尚未解决氧化铝的冶炼会产生大量赤泥，目前仍然缺乏大规模综合利用的技术路线。电解铝的原料为氧化铝，冶炼

1

吨氧化铝会附带产出

1~2

吨赤泥，赤泥为强碱性土，属于有害废渣，

只能依靠大规模堆场堆放。赤泥的处理和综合利用仍然是世界性难题，目前缺乏大规模

综合利用的技术路线，实际综合利用率不超过

5%。未来，赤泥的环保问题或对产业链供

给产生一定扰动。三、需求：新能源驱动铝需求二次增长电解铝需求随经济发展缓慢增长。2012

年-2020

年，中国电解铝表观消费从

2274

万吨，

稳步增长至

3816

万吨，年复合增长率为

6.69%，略高于经济增速，除

2017

年-2018

年，

供给侧改革对铝供需造成较大影响，铝需求一直稳定增长约

150~200

万吨/年。铝作为性能优异的结构材料和功能材料，随着新能源汽车和光伏等新兴行业的快速发展，需求有望迎来新的增长点。（一）新能源汽车“碳中和”背景下，降低燃料消耗和限制尾气排放已成为汽车发展的首要目标，而汽车轻量化是实现这一目标的有效途径。中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术

路线

2.0》也将汽车轻量化作为节能汽车、新能源汽车与智能网联汽车的共性基础技术。

目前来看，铝是汽车轻量化的最理想材料。相较于传统汽油车，新能源汽车对轻量化的需求更加迫切，不仅可以减轻重量缓解旅程焦虑，而且可以优化车身动态性能，从特斯拉

Model3

的钢铝车身到蔚来

ES8

的全铝车

身，均展现出电动车企业的用铝“偏好”。未来，随着新能源车渗透率及汽车轻量化的

提升，电解铝需求有望进一步抬升。1、单车用铝量汽车轻量化趋势下，中国单车用铝量有较大提升空间。铝合金材料在汽车轻量化过程中扮演极其重要的角色，除传统的“四门两盖”、轮毂、座椅等零部件，新能源汽车的电

池模组、电机等会产生新的用铝需求，未来随着全铝车身的推广，新能源汽车用铝量还

将有质的提升。根据中国汽车工程学会规划，2020/2025/2030

年单车铝用量将分别达到

190/250/350kg。

根据科达全球(DuckerWorldwide)数据，我们预计

2020/2025/2030

年新能源汽车单车用铝

量将分别达到

200/270/380kg。2、总量汽车轻量化叠加新能源汽车爆发式增长，将持续拉动电解铝需求。中国汽车业协会预计

未来

5

年，中国新能源汽车

CAGA将不低于

40%，则我们预计

2021-2025

年我国新能源

汽车产量分别为

230、325、450、635

和

890

万辆。根据

Marklines数据，我们预计

2021-2025

年全球新能源汽车产量分别为

460、660、945、1300

和

1750

万辆。预计

2021

年全球和中国新能源汽车产量分别为

460

和

230

万辆，用铝量约为

96.6

和

48.3

万吨，到

2025

年全球和中国新能源汽车产量分别为

1750

和

890

万辆，用铝量约为

472

和

240

万吨。2021-2025

年中国新能源汽车用铝量

CAGR约为

40%，预计

2025

年中国新

能源汽车用铝量将占到中国铝需求总量的

5.3%，为铝需求贡献新的稳定增长点。（二）光伏光伏用铝主要为光伏组件的边框和光伏支架。光伏边框是用于固定、密封太阳能电池组

件，增强组件强度，延长使用寿命，便于运输、安装。除光伏组件外，光伏发电系统或

应用产品的安装过程需要光伏支架，而铝合金型材是用于制造光伏支架的主要材料之一。能源结构转化浪潮下，光伏保持高速发展。根据欧洲光伏协会数据，2015

年-2020

年，

全球光伏新增装机量从

56GW增长至

130GW，年均复合增长率为

18.3%。根据国家能源

局数据，2015

年-2020

年，中国光伏新增装机量从

15.1GW增长至

48.2GW，年均复合增

长率为

26%。“碳中和”背景下，预计光伏高速发展带动电解铝需求。根据

CPIA和

Bloomberg数据，

我们预计

2021

年全球和中国光伏新增装机量分别为

165GW和

60GW，到

2025

年全球和

中国光伏新增装机量分别为

350GW和

145GW。通过光伏各部件计算，单位

GW光伏装

机耗铝量约为

1.9

万吨，则

2025

年全球和中国光伏装机对铝需求量分别为

665

万吨和

275

万吨。预计

2025

年中国光伏用铝占总需求的

6.1%，边际拉动效用明显。四、展望：打破周期，重塑价值政策驱动下，电解铝有望打破周期，重塑价值。供给侧改革前，电解铝产能无序扩张，

供过于求导致铝价被持续压制；供给侧改革初步确定全国

4500

万吨产能天花板，需求增

加—价格上涨—产能扩张—供给过剩—价格下跌—产能出清的周期路径被打破。“碳中和”背景下，高能耗的电解铝行业管理将进一步趋严。“碳中和”政策，一方面，

降低了中长期产能天花板开放的概率，另一方面，增加了短期基于能耗双控导致的减产，

提高供给干扰率。同时，新能源汽车、光伏等新兴产业的快速崛起，为电解铝行业带来

新的稳定增量需求。电解铝供给端的系统性修复和需求端的持续向好，将助推铝价中枢

持续上移。未来，电解铝行业将迎来“高铝价，高利润”的新格局，中国企业的全产业链布局有望

充分受益铝价上涨。（一）“碳中和”浪潮下，供需持续紧平衡持续低库存是供需紧平衡的最强佐证。从历史周期看，2011-2015

年，中国电解铝产能无

序扩张，供给严重过剩，2013

年

LME铝库存为

550

万吨，中国现货库存也达到

128

万

吨。随后国外产能逐渐出清，LME库存也随之下降，中国电解铝产量增速也随之下降，

但整体依旧处于供给过剩状态。2016-2019

年，中国供给侧改革促使铝价大涨，高利润下

促使

2017

年电解铝产量同比增长

14.5%，远高于

2016

年同比

5%的增速，中国电解铝库

存也达到

225

万吨的高点。2020

至今，随着产能指标置换的截止，电解铝进入新的产能

投放高峰期，预计

2022

年受供给天花板影响，将停止增长。疫情后，全球经济强复苏，

电解铝需求持续高增长，供需紧平衡下电解铝库存处于历史低位，LME为

135

万吨，中国现货库存为

73

万吨，仅为

2013

年的

24%和