2024有色金属行业趋势分析报告

一、钛合金,现代工业不可或缺的高性能金属

钛被誉为“太空金属”、“海洋金属”、“现代金属”和“战略金属”。钛在地壳中的储量非常丰富,仅次于铁、铝、镁,其熔点高(1668°C),属于难熔稀有轻金属,具有密度小、比强度高、导热系数低、耐高温低温性能好,耐腐蚀能力强等突出的特点,此外还具备形状记忆、超导和储氢三种特殊功能,被广泛用于航空航天、海洋工程、化工、石油、电力、建筑、生物医药、交通运输、体育、日用品等多个领域,被誉为“太空金属”、“海洋金属”、“现代金属”和“战略金属”。

按照下游领域,钛工业产业链有两条不同的分支:一是钛白粉工业,是钛矿最主要的消费领域,主要用于涂料、塑料和造纸等行业。二是钛材工业,从钛铁矿和金红石采选开始,制造海绵钛,然后制成各种金属产品,主要用于化工(50%)、航空航天(23%)、医药(4%)、电力(4%)、船舶(3%)、海洋工程(2%)等领域。

二、我国钛金属产业链完整,全球供需占比高

(一)钛矿:我国资源丰富,但高品位矿对外依赖度高钛主要存在于钛铁矿(占比93%)和金红石(占比7%)中,其中金红石品位远高于钛铁矿,具备更高的稳定性和纯度、较高的折射率和介电常数以及较低的热传导,主要用于高端领域。2022年全球钛铁矿资源储量6.5亿吨,主要分布在中国(29%)、澳大利亚(25%)、印度(13%)等地,中国钛铁矿资源集中在四川攀西、河北承德、广东兴宁等地区,四川(81%)为最大分布地;全球金红石资源储量4900万吨,主要分布在澳大利亚(63%)、印度(15%)等地,中国金红石储量较少,湖北(38.4%)、云南(32.2%)等地存在少部分。

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近年来全球钛铁矿产量稳定增长,金红石矿产量受资源枯竭逐步下滑。根据中国钛锆协会数据,2022年全球钛铁矿产量890万吨,和2021年持平,并实现连续5年正增长,而金红石产量59万吨,同比减少4.53%。中国钛矿产量稳居世界之首(36%),预计2023年小幅增长。根据中国钛锆协会数据,2022年中国钛矿产量314.4万吨,同比增长+10%,占比36%,其次为莫桑比克(占比14%)、南非(占比10%)。根据涂多多数据统计,2023年,受钛矿需求大幅增加,四川地区钛矿产量增幅较大,受环保检查及检修影响,承德、云南因环保检查及检修钛矿开工受限,预计2023年中国钛矿产量同比增长10%。


从企业看,当前钛矿产量分布较为集中,但新增产能有限,其中:1)海外矿山增量减量并行,总量有限:主要钛矿生产商为力拓集团(英国)、Kenmare公司(爱尔兰)、Iluka公司(澳大利亚)等,根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会及各公司公告,2022年力拓集团钛矿产量108.6万吨(TiO2),预计23年产量增量1.4-31.4万吨;Kenmare 2022年钛铁矿109万吨,金红石0.89万吨,23年钛铁矿98.63万吨(-10.2万吨),金红石0.84万吨(-0.05万吨);Iluka公司2022年钛铁矿59万吨,金红石13.9万吨,23年钛铁矿减少13万吨,金红石减少8.6万吨;Base Resource23年钛铁矿减量14万吨,金红石减量2.8万吨,根据已有的24年指引,预计未来增量仍十分有限。


2)国内产量分布较为集中,增量有限:主要矿企龙头主矿区均集中在攀西地区,2022年攀钢集团、龙佰集团、安宁股份、重钢西昌四家企业合计钛精矿产能约390万吨,其中2022年龙佰集团收购丰源矿业,新增钛精矿30万吨。我国是全球最大的钛资源需求国,对外进口依赖度高。2022年中国钛矿进口量346.5万吨,中国钛矿产品对外依存度为53%,整体依存度仍然较高。2023年,中国钛矿进口量427万吨,同比增长23%,进口来源国主要是莫桑比克(51%)、挪威(8%)、越南(7%)、美国(4%)等,可以看到目前高品位优质钛矿需求缺口仍需进口来弥补。


(二)钛白粉:国内产能稳步释放,行业供应整体呈宽松钛白粉是钛矿最主要的下游领域(约占8成),是一种白色无机颜料,俗称钛白,又称为二氧化钛(TiO2)。钛白粉物理化学性质稳定,同时具有优良的光学、电学性能及颜料应用性能,被认为是目前性能最好的一种颜料,因此具有广泛的使用价值。涂料、化纤、造纸、塑料、油墨、搪瓷、电焊条、冶金、电子工业、日用品工业等都要使用钛白粉做原料。


全球钛白粉产能第一生产国中国(55%)的产能逐年增长。根据iFinD数据,2023年全球钛白粉产能为980万吨,同比上升4%,主要来自中国钛白粉产能增加。根据涂多多数据,2023年中国产能占全球产能55%,受国际市场需求及钛白市场行业运行情况影响,科慕、泛能拓部分产能退出,中国钛白粉产能份额继续扩大。

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受进口钛白粉价格高位以及中国钛白粉产量提高的影响,国内钛白粉进口疲软,钛白粉出口稳中有升。根据海关数据,2023年中国进口钛白粉累计约8.45万吨,同比减少31.4%,进口量减少3.86万吨,对外依赖度低,主要进口为高端。2023年全年出口钛白粉约164万吨,同比增长16.8%,出口量增加约23.6万吨,钛白粉出口市场占据国内产量占比不断增加,2023年钛白粉出口量占全年总产量的39.21%。


国内政策鼓励氯化法工艺,带动国内钛白粉产能扩张进行时。我国钛白粉生产包括硫酸法(80%)、氯化法(18%)和盐酸法(2%),近年来,国家出台了一系列相关行业政策,鼓励钛白粉行业优化硫酸法和氯化法产品结构,对此,企业积极调整产业结构,根据中国化信数据,共有11个钛白粉规划新建、扩建项目,共计产能366万吨/年,其中:氯化法186万吨/年,硫酸法70万吨/年,盐酸法110万吨/年(2025年60万吨/年),带动了国内钛白粉产能持续扩张,根据涂多多预测,预计2024年国内钛白粉产能将达到600万吨,月度产量将突破50万吨,预计钛白粉行业供给仍呈宽松格局。


(三)海绵钛:国内规模遥遥领先,优质产品进口依赖仍存海绵钛是钛矿第二大应用领域(8%),是制备钛加工材的原料。其呈现疏松多孔的海绵状,不能直接使用,需要经过熔铸加工成钛锭或者研磨加工成钛粉。根据纯度的不同来划分,海绵钛可以分为WHTi0至MHTi4五个等级,可分中高端和低端两种,其中中高端以航空航天、船舶、医疗、体育休闲等行业为主,主要产品为零级和1级海绵钛,低端以化工、制盐、冶金等行业为需求对象,主要产品为2级、3级海绵钛。海绵钛主流生产方法为镁热还原法,包括全流程和半流程两种工艺,其中半流程工艺成本高于全流程工艺,产能正逐步出清:1)全流程生产包括富钛料制备、氯化、四氯化钛精制、镁热还原蒸馏、氯化镁电解几个环节,企业将富钛料氧化和精制成四氯化钛,再用镁对四氯化钛还原得到海绵钛,还原过程中生成的氯化镁经过电解法还原为氯气和镁,以供循环使用,根据有色金属网数据,全流程企业生产1吨海绵钛仅需补充0.15吨镁锭;2)半流程工艺仅包括镁热还原蒸馏环节,其需要外购精制的四氯化钛,省略了氯化精制和镁电解流程,无法对镁进行循环,其成本一般高于全流程企业,根据有色金属网数据,半流程企业需要补充镁锭1.1吨左右。


假设全流程企业单吨海绵钛用高钛渣2.62吨,煅后焦0.57吨,液氮1.08吨,电耗28000千瓦时,镁锭70千克,半流程企业单吨海绵钛电耗7500千瓦时,镁锭1.2吨,四氯化钛4.42吨,粗略计算全流程单吨海绵钛原料成本3.9万元/吨,而半流程单吨海绵钛成本5.9万元/吨,远高于全流程企业,半流程生产在当前海绵钛价格下难以为继。受2021年下半年镁锭价格大幅上涨影响,国内半流程海绵钛企业由于成本与售价倒挂相继被迫减产、停产,进而开始推进全流程改造升级工程。至2022年年中,各家企业改造工程相继完工,我国全流程海绵钛产能占比提升至85%以上。

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中国是最大的海绵钛生产国(62.7%),海绵钛产量实现连续多年增长。2011年以来,除2014年受海绵钛价格下滑和原材料采购紧张影响国内海绵钛产量下滑,其余年份均呈增长态势。2022年全球海绵钛产量为27.9万吨,同比增长14.6%。其中,中国海绵钛产量17.5万吨,占全球比例62.7%,2015-2022年均复合增速达到16.80%,产量主要分布在辽宁、云南、新疆等地。根据涂多多数据,2023年中国海绵钛产量21.54万吨,同比增长21.72%,主要分布辽宁(28%)、云南(17%)、新疆(15%)等地。


国内供给集中度高,龙头企业产能持续扩张。根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会,2021年,我国海绵钛生产主要集中在湘润新材料、攀钢集团、双瑞万基、金达钛业等企业,前五大生产企业市占率达到74%。截至2023年1月,根据钛合金在线不完全统计各企业23年增加的产能超5.5万吨。当前,中国海绵钛产能持续扩大,在全球产能占比逐步提升,2023年中国产能占比全球产能的63%,随着中国海绵钛新增产能陆续投产,2024年产能占比将继增加。


伴随国内产能扩张,国内海绵钛进口依赖度减少,进口仅多集中在优质海绵钛。我国是海绵钛第一大生产国,但2022年之前几年国内海绵钛进口持续大于出口,2020年由于国内大型海绵钛生产企业看好后市需求增长,不断兼并、重组和扩产,国内海绵钛产能快速增长。2023年,受国内海绵钛产能陆续投产,国内海绵钛价格持续下滑及高端钛材需求有所减少的影响,我国进口海绵钛数量迅速减少,出口量大幅增加。但在单价上,进口单价整体高于出口单价,表明对海外进口集中在优质海绵钛。


(四)钛材:高端产品盈利能力强,和海外仍有差距钛材即钛加工材,是指海绵钛经熔炼形成钛铸锭,再经锻造、轧制、挤压等塑性加工方法将铸锭加工成材,按照形态可分为棒材、丝材、管材、板材、异型材等;按照钛含量程度,分为纯钛材和钛合金材。高端钛合金生产技术门槛高,固定资产投入较大,且需要长周期的研发和认证,产品销售阶段跟客户粘性比较强,存在较强的资质壁垒、技术经验壁垒、先入壁垒和资金壁垒。受航空航天等军工领域对装备服役安全性寿命的高要求,其所用高端钛合金对工艺技术、过程控制技术、产品质量要求十分苛刻,技术研发周期长,且需要长期的生产数据统计分析持续改进,技术体系复杂,企业军工航空新材料的开发都是通过参与军工配套项目的形式进行,只有预先进行大量的研发投入,才有可能通过项目招标进入项目研制阶段,再先后通过工艺评审、材料评审、地面功能试验、地面静力试验、装机考核、装机评审等一系列程序后方能成为相关材料的合格供应商,一旦通过最终评审,双方就会形成长期稳定的合作关系。


中国是全球最大钛材生产国。2022年,全球钛材产量约为21.5万吨,其中中国钛加工材产量15.1万吨,占比70%,产量同比增长11%,主要分布于陕西(44%)、新疆(14%)、江苏(11%)和湖南(11%)。


从竞争格局来看,国内高端钛材市场集中度高,盈利能力强。我国从事钛合金企业数量近千家,但行业集中度较高,目前大型的钛合金企业主要是宝钛股份、西部超导、西部材料、金天钛业等,根据中商产业研究院数据,2022年这四家钛材市场份额占比达33.32%,其中宝钛股份市场份额为21.55%,位居第一。但在高端钛材市场,西部超导和宝钛股份两家合计占据超过95%以上的市场份额,已经形成较为稳固的双寡头竞争格局。2022年,宝钛股份钛产品毛利率为21.8%,高端应用为主的西部超导毛利率高达43.3%,聚焦军品和高端民品的行业新贵金天钛业钛产品毛利率也达到33.8%,行业高端毛利率整体较强。


内钛材市场出口量稳中向好,但高端产品和海外仍有差距。我国作为世界上最重要的钛材生产国之一,近年来出口量持续高于进口量,但产品结构上,根据海关总署、华经产业研究院数据,2022年我国钛锻件进口量820吨,占全部钛加工材进口量的十分之一,但进口金额占到全部钛加工材的54.4%,钛锻件的出口单价与进口单价比仅为14%;钛条、杆、型材及异型材产品的进口单价也始终高于出口单价,进出口单价差价保持较高水平,截至2023年12月钛条、杆、型材及异型材出口均价不足进口均价的50%。

三、航空航天需求蓬勃发展,水下船舶需求焕发新生,3D打印带来新增量

(一)航空航天:军机升级换代叠加民机国产化,钛合金市场空间潜力大钛是飞机机体和航空发动机最主要的结构材料之一。主要用于制造航空发动机的机匣、风机叶轮、机座、压气机匣、叶轮、集气管,飞机机身结构件、机翼结构件、高压油管、尾翼结构件、舱门、座椅导轮、起落架,以及航天火箭发动机叶轮、燃料箱、压力容器、火箭喷嘴套管、输送泵、星箭连接带,人造卫星外壳、天线,载人飞船船舱、起落架、推进系统等。相对其他材料,钛合金在用于航空航天时有能够减轻结构重量、提高结构效率、耐高温、高抗蚀性和寿命长等优势。


全球航空航天用钛占比50%左右,国内22年仅为23%,高端钛合金材料市场广阔。根据中国有色金属协会数据,全球钛在航空航天领域占比50%左右,其中美、俄军事强国,航空钛材在整个钛合金应用市场占比超过了70%。根据《2022中国钛工业发展报告》,2022年我国钛材需求量为14.5万吨,同比增长17%,其中航空航天用钛3.3万吨,同比增长50%,总量占比23%,占比相比2021年提升5pct,但航空航天领域钛材销量与全球乃至发达国家仍存在一定差距,随着国内军用飞机的升级换代和新增型号列装,以及商用飞机通过适航认证后的产能释放,未来高端钛合金材料市场空间广阔。


1、军机数量提升和更新换代并行,带动高端钛合金用量增长目前,我国军机数量不足美国四分之一。根据Flight global发布的《World air forces 2023》,截至2022年末,全球现役军用飞机总计53265架,其中,美国排名居前,拥有军用飞机13300架,我国拥有的各类军用飞机3284架,排在俄罗斯之后,位居世界第三。目前仅从飞机数量的角度考虑,中国军机数量不足美国的四分之一;此外随着近年来我国军用飞机的升级换代,国防军工对于高端钛合金的需求也会逐步稳定增长。此外,国内军机升级换装需求推动钛合金需求增长。根据《World Air Force 2023》报告数据,美国现役战斗机已经实现了全三代以上,并开始加速列装F-22、F-35等四代战机。中国军机发展时间短,中国现役军用飞机数量少,且老旧型号战机的占比较高,军机补短板列装及升级换装的需求巨大。


先进军机对钛合金用量不断提升。钛合金对于减轻结构重量、提高结构效率、改善结构可靠性、提高机体寿命、满足高温及腐蚀环境等方面具有其他金属不可替代的作用,其应用水平成为衡量飞机结构选材先进程度的重要指标,是影响军用飞机性能的重要方面。自20世纪60年代末以来,军用飞机的用钛量逐年增长,当前欧美设计的各种先进战斗机和轰炸机中钛合金用量已经稳定在20%以上,例如世界上具有代表性的第四代战斗机美国F-22战斗机用钛量高达41%。伴随新型战斗机用钛量不断提升,为高端钛合金材料带来巨大市场空间。


例如,在机体方面,以美国军用飞机为例,其战斗机单机机体钛用量占比从F-16的2%增至F-35的27%及F/A-22的41%;轰炸机从B-1的21%增至B-2的26%;运输机从C-5的6%增至C-17的10.30%。我国战斗机亦呈相同趋势,我国战斗机单机机体钛用量占比从X-8的2%增至X-20的20%及X-31的25%。在发动机方面,美国军用飞机发动机单台钛用量占比从F100的25%增至F119的40%;我国军用飞机发动机单台钛用量占比从秦岭的10%增至太行的25%。


2、民用航空前景广阔,飞机国产化带动国内高端钛合金需求增长中国民航运输市占率呈增长态势。伴随经济发展和人均收入水平提高,2011-2019年,中国各类交通运输方式运输旅客公里数不断增长,运输业持续高速增长。2020年,受疫情影响三类运输方式(航空、铁路、公路)旅客周转量均有所下滑,幅度达40%-50%。从主要交通运输方式来看,航空旅客周转量占比逐年增长,2021年占比为33.1%。未来,民用航空前景广阔,中国有望成为全球最大的单一航空市场。根据中国商用飞机有限责任公司发布的《中国商飞公司市场预测年报(2022-2041)》,2041年全球客机机队规模将达到47,531架,将有超过42,428架新机交付,价值约6.4万亿美元,用于替代和支持机队的发展,其中中国航空市场将成为全球最大的单一航空市场,预计未来20年中国将接收其中9284架新机,市场价值约1.5万亿美元,中国有望成为全球最大的单一航空市场。根据中国产业信息网发布的研究数据,在民用航空飞机设备价值构成中,发动机占整架飞机价值的比例约为27%,则按照此数据测算,预计未来20年我国商用飞机带动的航空发动机市场规模合计约4050亿美元,年均202.5亿美元。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)


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