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再生铝保级利用,前途光明龙头可期

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 再生铝“节能减排”优势明显。生产1吨再生铝能耗仅为电解铝能耗的3%~5%,可减少0.8吨的二氧化碳排放,节省10吨以上的水,同时可以减少固体废料、废液和废渣的处理,具有明显的节能减排优势。

1、天时地利:“双碳”政策叠加国内废铝回收阶段性高峰,再生铝发展空间打开

 

  1.1电解铝产能“天花板”将近,政策持续利好再生铝

 

  国内的电解铝产能有望在2022年接近“天花板”,新增供给或将依赖再生铝。截至2020年底,我国的电解铝产能已达到4256万吨,据百川盈孚数据显示,2021年我国或新增200.5万吨电解铝产能,至2021年底我国电解铝产能将达4456万吨。国内电解铝产能即将接近“天花板”,新增供给或将依赖再生铝。

 

  再生铝“节能减排”优势明显。生产1吨再生铝能耗仅为电解铝能耗的3%~5%,可减少0.8吨的二氧化碳排放,节省10吨以上的水,同时可以减少固体废料、废液和废渣的处理,具有明显的节能减排优势。

  政策持续利好再生铝。再生铝行业利用各种废铝材料生产铝合金锭,相对于铝土矿、氧化铝、电解铝、铝合金的产业路线,较大幅度地减少了热能消耗和温室气体排放,再生铝行业在资源节约、节能减排、环境保护方面具有重大的社会效益。再生铝行业属于《产业结构调整引导目录》规定的鼓励类行业,得到国家产业政策的支撑。未来伴随废铝保级利用以及回收体系的完善,再生铝的行业空间将持续打开。

 

  1.2国内铝产品陆续服役期满,废铝供应有望提升

 

  废铝进口量逐年下滑,国内废铝供应有待释放。2011-2020年,我国再生铝产量由440万吨增长至735万吨,年均复合增长率为5.3%,废铝原料供应增长偏缓是制约我国再生铝行业发展的主要原因之一。2018年后,我国加强了对海外铝废料进口的管控措施,实施了新的贸易进口铝锭标准,很多国外废料无法达到进口标准,叠加2020年以来新冠疫情的冲击,使得进口废铝在国内再生铝生产原料中的占比出现了较大幅度下降。由于废铝进口量逐年下滑,近年来国内废铝成为再生铝的主要原料来源。有色金属工业协会数据显示,相较于发达国家,我国铝工业起步较晚,20世纪70年代才形成雏形,很多铝制品仍在服役期,国内废铝供应有待释放。

 交通运输、建筑和包装容器是我国废铝的主要来源。我国是传统的用铝大国,截至2019年底我国的铝蓄积量已经达到3.4亿吨。根据2018年的数据,交通运输领域是我国第一大废铝回收来源,占比达41%。其次是建筑业(34%)和包装容器(21%)。建筑用铝寿命在40-60年、交通运输工具使用寿命在10-20年,食品等包装业用铝寿命周期基本在1-2年左右。

 

  汽车报废回收主导,未来几年我国将迎来废铝回收的阶段性高峰。进入21世纪以来,我国的汽车年销售量突破200万后,保持了快速增长。考虑到交通运输工具的使用寿命在10-20年,未来几年将有越来越多的汽车将达到使用寿命。据Mysteel在《废铝进口及供给预测分析》一文中推算,2021-2023年我国交通运输行业的废铝回收量的增长率达18%-21%,带动废铝回收总量增速8%-16%。我国将迎来废铝回收的阶段性高峰。

我国的资源回收体系也在不断完善,再生铝产量将持续增长。《再生资源回收体系建设中长期规划(2015-2020)》、《再生有色金属产业发展推进计划》、《循环经济发展战略及近期行动计划》等政策法规将废旧金属回收体系的完善作为主要任务之一,规定利用、规范和整合现有废旧有色金属回收渠道、加快废旧有色金属规范化交易和集中处理,逐步在全国形成覆盖全社会的再生有色金属回收利用体系。再生资源回收体系的完善对于再生资源行业的发展具有积极的推动作用。

 

  2、行业趋势:我国再生铝保级利用水平提升,易拉罐和汽车成为重点应用领域

 

  2.1我国废铝回收率高但保级回收利用水平偏低

 

  我国废铝回收比例已基本达到发达国家水平。我国的再生铝行业起步于上世纪70年代,经过多年发展已取得阶段性成果,至2019年我国废铝的整体回收率达76%,是世界上废铝回收率最高的国家之一。据IAI数据,除电缆和航天材料的回收率略低外,其余各领域的废铝回收率均达到发达国家水平,其中易拉罐的回收率更是接近100%。

 废铝成分复杂,再生铝以铝合金形式产出。铝合金被广泛应用到各个领域,不同牌号的铝合金成分差别较大。铝合金产品在服役期满后,废品中含铝量各异,几乎不可能重新炼制成纯铝,即便能够实现,成本也十分高昂,不具有明显的经济价值。因此废铝经预处理、熔炼、精炼、铸锭等生产工序后,以合金(或液态合金)的形式产出。

 

  我国的废铝回收利用方式仍相对落后。长期以来,受废铝原材料成分复杂的影响,我国出产的大部分再生铝合金锭延展性较差,只能用于生产铸造铝合金产品,很多优质的变形铝合金废料被降级使用。这样一来,铝产品的回收价值被大大地打了折扣,造成废铝资源的巨大浪费。据SMM数据,我国每年只有约20%的再生铝能够重新生产相应牌号的变形铝合金,达成保级回收利用,保持废铝的价值。而在发达国家的再生铝产品结构中,变形铝合金的占比超过一半以上。因此,如何做好铝制品的保级回收是我国再生铝产业转型升级、高质量发展的重要课题。

2.2工艺改进,再生铝保级利用技术水平在提升

 

  再生铝合金的生产需要经过废料回收、预处理、重熔、浇铸和热加工等步骤。在当前行业发展阶段,再生铝回收工艺主要关注以下几方面问题,并做出了改进:

 

  铝废料分离。区分出铸造铝合金与变形铝合金,进行粗分离。将薄铝废料和大块废铝料分开,以便后续分别熔化处理,减少薄铝废料直接受高温造成烧蚀损耗。

 

  除去油污及表面涂层。通过热脱漆、化学脱漆、机械脱漆等方法,对废铝进行清洁和脱漆处理,能够降低废铝回收过程中有害气体排放量,提高废铝的出水率及再生铝合金的力学性能。

 

  去除铁等非铝料杂质。铁元素是再生铝熔炼中最常出现含量超标的元素,会极大削弱再生铝合金的力学性能。通过风选、浮选等方法,去除非金属类夹杂物;通过磁性分选去除其中的铁磁性夹杂物;通过重介质、涡电流等方法去除其他有色金属夹杂物。

 

  避免氧化烧损,去除夹杂和气体。在再生铝熔炼过程中,易与空气中的水汽发生反应,造成氧化烧损,降低再生铝合金的收得率;夹杂物则会降低再生铝合金的力学性能。采用双室炉的生产工艺,物料输送均采用密闭输送带,隔绝空气;在相关产尘点设置有效集气装置。(报告来源:未来智库)

  未来铝罐、车用铝材将会是废铝保级回收利用的重点发展领域。我国废铝回收来源主要来自交通运输、建筑业和包装容器。其中建筑业的铝合金成分比较宽泛,相对易于回收,目前国内市场6系的型材铝回收最为常见。此外,铝罐等高等级铝材可以降级回收为铸造铝合金,用于生产铝合金门窗。而用于易拉罐和汽车的铝合金对性能指标要求高、生产难度大,再生价值高。因此,未来铝罐、车用铝材将会是废铝保级回收利用的重点发展领域。

 

  3、铝易拉罐:追赶国际保级回收利用的先进水平

 

  3.1铝罐保级回收利用的经济效益明显

 

  全铝易拉罐通由3种铝合金构成,简单混炼只能降级使用,造成浪费。铝制易拉罐是大家生活中最常见的铝制品,也是目前回收再利用体系最成熟的铝制品。全铝易拉罐通常采用3种铝合金制成,罐身与罐底连成一体为3104合金,罐盖为5182合金,拉环为5052合金。如果采用落后工艺将易拉罐整体进行简单混炼,这些铝材将全部被降级使用,制作成副牌102、ADC-12等低附加值的铸造铝合金,在经济上造成很大的浪费。

保级回收利用,实现从“旧罐”到“新罐”的回收。采用保级回收利用的方法,先通过专门的预处理设备将罐体和罐盖分离,再经过专业的破碎和脱漆、脱胶处理,则能够将罐体和罐盖分别制成相对应的再生3104铝合金和再生5182铝合金。由再生铝合金制造出新的铝罐,最终实现从“罐”到“罐”的回收利用过程。

 

  保级回收利用最大程度上保持铝罐的经济效益。再生3104铝合金和再生5182铝合金的价格参考相应的原生铝合金的市场价确定,而ADC-12等铸造铝合金则通常由买方定价,保级回收利用显著保持了铝罐的经济效益。如果再加上制造再生铝罐的附加值,保级回收利用最大程度上发挥了铝罐的价值。

 3.2追赶铝罐保级回收利用的国际先进水平

 

  国际上铝罐的保级回收利用已较为成熟。近年来,欧美发达国家凡是商业化生产铝罐料的铝板带生产企业都建有废罐回收与再生项目,最大项目再生3104合金扁锭生产能力已达40万吨/年。全球生产的铝易拉罐中废旧罐的含量越来越高,除中国外的其他国家与地区2020年3104铝合金的平均废旧罐含量已达60%。诺贝丽斯铝业企业(Novelis)是全世界最大的3104合金箔罐身带材生产商,几乎占到全球总产量的45%,其中的废旧罐含量高达90%,真正实现了最优化循环。

 

  我国铝罐保级回收起步晚,近年来发展迅速,龙头企业率先达到国际先进水平。2014年历时三年的“十二五”国家科技支撑计划课题“废铝易拉罐保级还原技术开发及示范”通过验收,广东肇庆市大正铝业落实科技成果转化,1.5万吨/年废铝易拉罐绿色保级产业化项目于2015年投产,开我国废铝罐保级利用的先河。直至2019年期间,只有河南艾浦生年产10万吨再生铝合金项目投产。2020年以来,国内众多易拉罐用3004/3104铝合金保级利用项目陆续开工、投产,其中河南明泰科技发展有限企业年处理20万吨废铝项目(一期工程)的废旧罐含量已达到93%,率先达到国际先进水平,技术优势明显。

 4、汽车用铝:“材料脱碳”目标推动汽车制造向“闭环回收”发展

 

  4.1再生铝企业与车企合作,建立再生铝“闭环回收”

 

  再生铝企业与车企建立“闭环回收”,大幅提高金属材料的回收利用率。闭环回收(Closed Loop Recycling)是将下游企业制造产生的废料或消费后回收的废铝,重新生产相应牌号的变形铝合金,进而供应下游企业或终端消费,是一种更为高级的保级回收模式。国外发达国家非常重视废铝的保级回收,而优秀企业更是将废铝的资源价值最大化,和下游企业开展变形铝合金的闭环回收合作。以国际再生铝巨头Novelis为例,Novelis与福特、沃尔沃等主机厂合作开展“汽车板—冲压废料—汽车板”的闭环回收体系建设,将主机厂冲压废料和回收的报废汽车板生产汽车板供应客户,可以显著减少对于原铝的需求和合金元素的添加。通过建立闭环回收系统,Novelis能够将福特皮卡汽车车身90%的金属废料回收并重新利用。

  4.2再生铝在汽车“全过程减碳”中发挥重要作用

 

  原材料获取阶段纳入乘用车生命周期碳排放核算范围。最新出台的《乘用车生命周期碳排放核算技术规范》提出,将乘用车原材料获取阶段、整车生产阶段和使用阶段纳入生命周期碳排放核算范围。其中原材料获取阶段,即资源的获取和材料的生产阶段,系统边界包括资源开采、加工提出、生产制造等过程。

 

  当绿色能源成为主导能源时,材料生产将成为“减碳”重点。在“碳中和”背景下,汽车行业逐渐从燃油车向纯电动汽车转型,乘用车在使用阶段的碳排放已经大幅降低。汽车原材料的碳排放占比在纯电动车中明显提升,因此高能耗、高排放的的汽车原材料获取阶段将成为未来“减碳”的重点。

 各大跨国车企先后公布“减碳时间表”,“全过程减碳”提上日程。在全球“碳中和”背景下,“脱碳”、“减排”已成为汽车行业关注的重点。截至目前,包括戴姆勒、大众、宝马、沃尔沃、日产在内的各大型跨国车陆续后公布了各自的“减碳”目标。以沃尔沃为例,计划到2025年将在产品中更多地使用再生及生物基材料,将材料的二氧化碳排放量降到最低。其中包括25%的再生塑料、25%的再生钢和40%的再生铝,以及含有回收成分的电池。

 

  国内车企或将加强与再生铝企业合作,再生铝龙头有望构筑壁垒。我国在全球新能源汽车市场占据重要地位,虽然目前仅有长城汽车公开宣布将在2045年实现“碳中和”,预计国内车企或将顺应“材料减碳”的大趋势。车企或将加深与再生铝企业的合作,通过建立“闭环回收”体系达成更加严格的“减碳”目标。(报告来源:未来智库)

 

  4.3再生铝龙头:从被动回收到主动推出铝材解决方案

 

  汽车用铝合金板材复杂,保级回收利用难度增大。铝合金材料在汽车上有广泛应用,不同受力部位会采用不同系列型号的板材、型材、管材及高性能铸铝等铝合金材料。骨架部分受力最大,采用铜元素含量最高、硬度也较高的2000系或7000系材料。外板、车门、地板等次要的受力部位,采用主含镁元素的5000系以及镁硅含量高、抗腐蚀和抗氧化性能好的6000系材料。这无疑增加了汽车废铝的保级回收利用难度。

 再生铝龙头参与到车用铝材的设计中,通过与汽车制造商合作提高再生铝的回收效率,占据行业有利地位。为了进一步提高车用铝材的保级回收利用水平,Novelis主动推出铝材解决方案,与客户合作开发6xxx汽车内板。这种先进的合金开发理念摆脱现有6xxx汽车外板和5xxx汽车内板的合金搭配,有效减少汽车板合金种类,提高其回收效率,降低回收成本。在这个过程中,Novelis以其技术优势以及与车企的深度合作关系,极大的增强了与车企的合作黏性,占据行业有利地位。

 

再生铝

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