铝合金期货系列专题一之电解铝生产工艺与成本及供需情况

2025年4月 铝合金期货系列专题一之电解铝生产工艺与成本及供需情况 [table_research]分析师：王文虎（F03087656，Z0019472）研究所金属研究室Tel：010-82293558Email：wangwenhu@swhysc.com [table_main]报告摘要： ➢国家标准《重熔用铝锭》（GB/ T1196-2023）中Al99.85、Al99.80、Al99.70三个牌号，是上海期货交易所电解铝期货合约的交割型号。 ➢现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。 ➢根据上海有色网数据，截止2025年4月11日，中国电解铝平均生产完全成本为16544元/吨。 相关研究 ➢供给端：海外电解铝产能仍存增加预期，国内电解铝产能越发接近上限而增量有限。 《美联储货币政策存变数贵金属市场等待新驱动》，期货日报《沪镍重心将震荡下移》，期货日报《铜价重心下移但难回2020年以前水平》，期货日报《低库存使铜价下跌具有抵抗性》，期货日报《冲突螺旋式升级间接支撑有色金属》，期货日报《青山做空伦镍险遭百亿美元浮亏？但镍价终将回归产业运行逻辑》，腾讯财经《全球镍仍在持续去库短期供需仍然偏紧》，金融界《央行降准后结构性宽松仍可期》，金融界《避险需求支撑趋弱，黄金中期中心将下移》，期货日报《两大因素主导金价走势》，期货日报《有色重心逐步下移》，期货日报《沪铜：谨慎追涨》，期货日报《黄金中长线配置时点仍需等待》，期货日报 ➢需求端：光伏行业需求边际增速趋降，汽车行业需求仍存增加预期，国内铝材出口预期或下降。 ➢供需平衡情况：2025年全球电解铝供需预期偏紧。 目录 一、电解铝定义及分类.........................................................................................................................................................3二、电解铝生产工艺.............................................................................................................................................................5三、电解铝生产成本.............................................................................................................................................................8四、海外电解铝供给难抵需求预期增量............................................................................................................................10五、中国电解铝产能越发接近上限而未来供给增量有限..................................................................................................16六、全球电解铝潜在需求预期趋增....................................................................................................................................18（一）国内光伏行业自律生产促边际增速放缓.................................................................................................................19（二）全球汽车贡献用铝仍存增加预期.............................................................................................................................23（三）国内房地产需求以稳为主.........................................................................................................................................26（四）国内铝材出口或边际下滑.........................................................................................................................................28七、2025年全球电解铝供需预期偏紧...............................................................................................................................29 上海期货交易所正在稳步推进铸造铝合金期货研发上市工作，助力全球铝工业低碳转型，这意味着铸造铝合金期货将在不久的未来与我们见面，铝合金行业将面临新的发展机遇。因此，我们将通过撰写铝合金系列专题来梳理铝合金的上下游发展现状，帮助投资者了解铝合金产业链及潜在交易策略。考虑到2023年6月氧化铝期货上市前我们撰写了《氧化铝期货系列专题1-中国铝土矿对外依存度日渐升高》《氧化铝期货系列专题2-氧化铝基础知识与生产工艺及成本》《氧化铝期货系列专题3-中国氧化铝产能供给已经过剩》，所以我们此次从《铝合金期货系列专题1-电解铝生产工艺与成本及供需情况》写起。 一、电解铝定义及分类 铝（Aluminium）是一种金属元素，元素符号为Al，原子量为27，原子序数为13，其单质是一种银白色轻金属。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉在空气中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，难溶于水。相对密度2.70。熔点660℃。沸点2327℃。 铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。在金属品种中，仅次于钢铁，为第二大类金属。主要以铝硅酸盐矿石存在，还有铝土矿和冰晶石。 铝具有特殊的化学、物理特性，不仅重量轻、质地坚，而且具有良好的延展性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性，是国民经济发展的重要基础原材料。铝的塑性很好，具有延展性，便于各种冷、热压力加工，它既可以制成厚度仅为0.006毫米的铝箔，也可以冷拨成极细的铝丝。通过添加其它元素还可以将铝制成合金使它硬化，强度甚至可以超过结构钢，但仍保持着质轻的优点。。 资料来源：网络公开资料，宏源期货研究所 国家标准《重熔用铝锭》（GB/ T1196-2023）是2024年7月1日实施的一项中华人民共和国国家标准，该标准规定了重熔用铝锭（Al）的分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、质量证明书及订货单(或合同)内容。该标准适用于氧化铝-冰晶石熔盐电解法生产的重熔用铝锭(以下简称“铝锭”)，电解原铝液参照执行。 根据该标准，重熔用铝锭按化学成分分为8个牌号: Al99.85、Al99.80、Al99.70、Al99.60、Al99.50、Al99.00、Al99.7E、Al99.6E，各自主要的化学成分、物理性能及微量元素含量应符合图3和图4所列规定。 资料来源：国家标准《重熔用铝锭》（GB/ T1196-2023），宏源期货研究所 2024年7月2日，《上海期货交易所铝期货合约（修订版）》经上海期货交易所理事会审议通过。要求自2024年7月12日期，允许按照GB/T1196-2023生产的铝锭制作标准仓单履约交割。自2026年7月12日起，按照GB/T1196-2017生产的铝锭不得入库制作成标准仓单，原已制成的标准仓单，可以继续用于期货合约的履约交割。主要修订包括以下内容： 1、铝期货合约标准品交割品级由“标准品：铝锭，符合国标GB/T 1196-2017 AL99.7规定，其中铝含量不低于99.70%”修订为“标准品：铝锭，符合国标GB/T 1196-2023 AL99.7规定，其中铝含量不低于99.70%” 2、铝期货合约替代品交割品级由：“1、铝锭，符合国标GB/T1196-2017 AL99.80，AL99.85规定。2、铝锭，符合P1020A标准。”修订为“1、铝锭，符合国标GB/T1196-2013 AL99.80，AL99.85规定。2、铝锭，符合P1020A标准。” 3、铝期货合约附件中第二条质量规定中的第一点“用于本合约实物交割的铝，其铝含量、杂质含量和其他各项规定必须符合国标GB/T1196-2017 AL99.70的规定”修订为“用于本合约实物交割的铝，其铝含量、杂质含量和其他各项规定必须符合国标GB/T1196-2017 GB/T1196-2023 AL99.70的规定。” 二、电解铝生产工艺 现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法，具体生产工艺流程如下： 熔融冰晶石作为溶剂，氧化铝作为溶质。这两者是电解过程中的电解质，用于在电解过程中传递电流。 碳素体被用作阳极，铝液被用作阴极。在电解过程中，阳极碳素体会参与氧化反应，释放出氧气，而阴极铝液则会接受电子，形成铝。 通入强大的直流电后，在950℃-970℃（烘干电解槽至930℃~970℃，一般需要4~8日）的温度下，电解槽内的两极之间进行电化学反应。这个温度范围是铝电解工艺的关键参数，因为在这个温度下，氧化铝可以有效地溶解在冰晶石中，实现电化学反应。 通过这个过程，氧化铝被还原成铝，并从电解槽中提取出来。氧气则从阳极释放出来，与一部分碳素体燃烧产生热量和二氧化碳。提取出的铝液通过进一步的处理，可以形成各种不同形状和规格的铝制品。 目前世界上所有的铝都是用电解法生产出来的，而其中最常用的方法是霍尔-埃鲁法，即冰晶石-氧化铝融盐电解法。这种方法的原理是以冰晶石为主的氟化盐作为熔剂，氧化铝为熔质组成多相电解质体系，通过电解作用将氧化铝还原成铝。 在电解铝工业中，Na2AlF6-Al2O3二元系和Na3AlF6-AlF3-Al2O3三元系是工业电解质的基础。然而，这个过程对环境的影响较大，属于高耗能、高污染的行业。在电解铝生产过程中，会排出大量的废气，主要包括二氧化碳CO2以及以氟化氢HF气体为主的气-固氟化物等。这些废气如果处理不当，可能会对环境造成严重的影响：CO2是一种温室气体，是造成全球气候变暖的主要原因；氟化物中的CF4和C2F6，其温室作用效果是二氧化碳的6500-10000倍，并且会对臭氧层造成不同程度的影响。氟化氢HF则是一种剧毒气体，通过皮肤或呼吸道进入人体，仅需1.5g便可以致死。 许多铝电解企业都致力于环保技术和循环经济的发展，例如通过回收和再利用废气中的有价成分，减少废弃物的产生，降低能源消耗，提高资源利用率等方式，以实现可持续发展。 自70年代末引进160KA中间下料预焙槽技术之后，中国开始消化国外技术，揭开了现代铝电解技术发展的序幕。此后，中国在铝电解槽热电磁力特性及磁流体数学模型研究方面开展了广泛深入的工作，取得了工艺、材料、过程控制及配套技术等方面的成果。 中国铝电解技术自上世纪七十年代末引进160KA中间下