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(zhì)量輕、合金強(qiáng)度高，具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性和延展性等眾多優(yōu)良屬性，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)原材料。對比全球鋁土礦和氧化鋁產(chǎn)量分布區(qū)域來看，全球鋁土礦供需格局表現(xiàn)出了資源國進(jìn)行開采，而消費(fèi)國進(jìn)行進(jìn)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(dá)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(yīng)端充裕。然而它是一種相對較新的工業(yè)金屬，其商業(yè)生產(chǎn)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(yōu)異的耐腐蝕性和耐久性，這決定了其下游應(yīng)用非常廣泛。無論從數(shù)量還是價(jià)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(chǎn)業(yè)鏈上看，鋁產(chǎn)業(yè)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(zhì)不同，通常將工業(yè)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(jié)晶性粉末，沒有夾雜和團(tuán)塊，熔點(diǎn)2050℃、沸點(diǎn)2980℃、相對密度3.965，具有易吸潮但不潮解、硬度大等特點(diǎn)，它的硬度僅次于金剛石，熔點(diǎn)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(yōu)質(zhì)的電絕緣體且?guī)缀醪蝗苡谒耙掖?、乙醚等非極性有機(jī)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(shí)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(yè)氧化鋁的主要化學(xué)成分是Al2O3，通常還有少量SiO2、Fe2O3、TiO2、Na2O、MgO、CaO和H2O.國家標(biāo)準(zhǔn)《氧化鋁》(GB/T 24487-2022)是2022年10月1日實(shí)施的一項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)，要求工業(yè)氧化鋁必須有較高的純度，雜質(zhì)含量特別是SiO2應(yīng)盡可能低。氧化鋁按主要化學(xué)成分、物理性能分為三個(gè)牌號：AO-G、AO-I、AO-2。
氧化鋁具有良好的燒結(jié)性能轉(zhuǎn)化率，是生產(chǎn)耐熱、耐磨、耐腐產(chǎn)品的基本原料。生產(chǎn)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(fèi)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(chǎn)電解鋁，5%的氧化鋁用于生產(chǎn)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(qiáng)度激光、條形掃描儀、耐磨軸承的纖維等電學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、生物、吸聲、熱學(xué)等領(lǐng)域以及精細(xì)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(jié)法、拜耳—燒結(jié)聯(lián)合法三種。高品位鋁土礦采用拜耳法生產(chǎn)，中低品位鋁土礦采用聯(lián)合法或燒結(jié)法生產(chǎn)(燒結(jié)法的能耗大約是拜耳法的3倍)。拜耳法是當(dāng)前氧化鋁生產(chǎn)中最為主要的一種方法，產(chǎn)量可占全球氧化鋁生產(chǎn)總量的90%以上。
鋁土礦儲量分布
鋁在自然界中不是以單質(zhì)狀態(tài)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(shí)際上是指工業(yè)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(tǒng)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(zhì)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(zhì)較差。按照鋁土礦床的賦存狀態(tài)，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(zhì)優(yōu)良的三水鋁石型為主，主要分布在赤道附近，如幾內(nèi)亞、澳大利亞、牙買加、巴西、印度等。巖溶型礦床以品質(zhì)次之的一水硬鋁石型為主，主要分布在溫帶地區(qū)，如中國、南歐、加勒比海等地區(qū)。
全球鋁土礦探明儲量為320億噸，主要分布在幾內(nèi)亞、越南、澳大利亞等地，這三個(gè)地區(qū)儲量占全球總儲量的57%。全球鋁土礦產(chǎn)量3.9億噸，其中澳大利亞、幾內(nèi)亞、中國三國產(chǎn)量占比高達(dá)72.1%。中國以3.1%的儲量貢獻(xiàn)了21.8%的產(chǎn)量。全球鋁土礦貿(mào)易流向主要包括：印尼、澳大利亞、幾內(nèi)亞、印度流向中國；巴西、牙買加流向北美；幾內(nèi)亞流向歐洲。
中國鋁土礦資源匱乏，經(jīng)過幾十年野蠻的發(fā)展，貧化現(xiàn)象嚴(yán)重，礦石中雜質(zhì)含量較多。2022年，中國鋁土礦產(chǎn)量6781萬噸，同比下滑24.5%。2022年，中國鋁土礦進(jìn)口量1.25億噸，同比增長43.8%，進(jìn)口依賴度不斷上升，2022年我國鋁土礦進(jìn)口依賴度達(dá)65%。
圖為我國燒堿產(chǎn)能、產(chǎn)量(單位：萬噸)
燒堿可以使鋁土礦中的氧化鋁轉(zhuǎn)變成鋁酸鈉溶液，然后解析出氫氧化鋁，經(jīng)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(chǎn)1噸氧化鋁需要燒堿130kg，燒堿占氧化鋁生產(chǎn)成本的16%—20%。
2022年，全球燒堿產(chǎn)能約10353萬噸，主要集中于中國、北美和西歐，前三個(gè)地區(qū)產(chǎn)能合計(jì)占比達(dá)73%。中國燒堿產(chǎn)能約占全球總產(chǎn)能的46%，產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的47.9%，是全球最大的燒堿生產(chǎn)與消費(fèi)大國。我國燒堿基本上實(shí)現(xiàn)自產(chǎn)自銷，2011—2021年，我國燒堿年進(jìn)口量最高為7萬噸，不及國內(nèi)消費(fèi)總量的0.2%，2021年出口量148萬噸，占國內(nèi)總產(chǎn)量的3.8%。
2021年，中國燒堿產(chǎn)能為4542萬噸，產(chǎn)量3891萬噸。燒堿消費(fèi)區(qū)域主要集中于華北、華東地區(qū)。2021年，中國燒堿消費(fèi)量約3748萬噸。生產(chǎn)企業(yè)分布于全國27個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)，產(chǎn)區(qū)主要集中于華北、華東、西北地區(qū)。
氧化鋁供需對比
數(shù)據(jù)顯示，2022年，全球氧化鋁產(chǎn)量約1.4億噸，其中前四大生產(chǎn)國中國、澳大利亞、巴西、印度占比分別達(dá)到55%、14%、8%、5%，累計(jì)占比達(dá)82%。其中澳大利亞、巴西、印度基本實(shí)現(xiàn)自給自足，中國原料鋁土礦進(jìn)口依賴度65%。幾內(nèi)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(chǎn)量約6900萬噸，全球氧化鋁基本維持供需平衡。
圖為全球氧化鋁供需對比(單位：萬噸)
圖為2022年全球氧化鋁產(chǎn)量占比
中國氧化鋁進(jìn)口依賴度逐年下降，2022年中國氧化鋁進(jìn)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(chǎn)能9950萬噸，產(chǎn)量7280萬噸。相較于電解鋁4500萬噸的天花板，產(chǎn)能過剩。我國氧化鋁產(chǎn)能擴(kuò)張追隨電解鋁擴(kuò)張的腳步。原料為國產(chǎn)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(chǎn)能82.5%，供應(yīng)充裕，外送至新疆、內(nèi)蒙古、云南等地。
圖為我國氧化鋁供需對比(單位：萬噸)
氧化鋁下游產(chǎn)業(yè)
從產(chǎn)業(yè)上看，電解鋁是氧化鋁最大的下游。供給側(cè)改革規(guī)定了電解鋁產(chǎn)能天花板4500萬噸。近年來，氧化鋁產(chǎn)能快速擴(kuò)張，當(dāng)前供應(yīng)過剩。2022年電解鋁產(chǎn)能較2017年增加約88萬噸，氧化鋁產(chǎn)能新增約1830萬噸，產(chǎn)業(yè)集中度較高，中鋁、宏橋、信發(fā)、錦江、東方希望、博賽、國電產(chǎn)能占全國80%以上。
圖為我國氧化鋁、電解鋁建成產(chǎn)能變化(單位：萬噸)
圖為我國氧化鋁、電解鋁產(chǎn)能變化(單位：萬噸)
我國電解鋁產(chǎn)量占全球57.2%，消費(fèi)量占比為58.2%。截至2022年年底，我國電解鋁產(chǎn)能4450萬噸，產(chǎn)量4003萬噸。生產(chǎn)1噸電解鋁通常需要1.92噸氧化鋁、13500千瓦時(shí)電、0.55噸陽極，冰晶石、氟化鋁等原料，其中電費(fèi)和氧化鋁是最大的成本支出，占比分別達(dá)到38%和35%。因此電解鋁產(chǎn)能主要集中在電力資源富裕地區(qū)，如煤炭資源豐富的內(nèi)蒙古、新疆等地，西南地區(qū)水電資源豐富，吸引電解鋁產(chǎn)能轉(zhuǎn)入，新疆、內(nèi)蒙古、云南電解鋁產(chǎn)能占比40.9%，但西南地區(qū)枯水期水電資源使用率下滑影響生產(chǎn)。山東地區(qū)憑借優(yōu)質(zhì)的港口、自備電及龐大的鋁加工優(yōu)勢，電解鋁產(chǎn)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(fèi)的近60%。加工產(chǎn)品主要包括鋁型材、鋁板帶箔、鋁線纜等，終端應(yīng)用體現(xiàn)在建筑、交通、電力、耐用消費(fèi)品、機(jī)械設(shè)備、包裝等領(lǐng)域。(作者單位：廣發(fā)期貨)
