一、我國(guó)鎂資源豐富，為生產(chǎn)鎂合金提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)
鎂合金是以鎂為基礎(chǔ)加入其他元素組成的合金。鎂資源是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)資源，為生產(chǎn)原鎂及鎂合金提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。鎂是地殼中含量最多的八大元素之一，主要分布在菱鎂礦、白云石礦、鹽湖、海水等資源中。2023年全球菱鎂礦儲(chǔ)量約為77億噸，其中俄羅斯、斯洛伐克和中國(guó)位列前三，儲(chǔ)量分別為23億噸、12億噸、5.8億噸，占比合計(jì)超50%。
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我國(guó)鎂資源礦種齊全、分布廣泛，陸地鎂資源蘊(yùn)藏量占全球總量的50%以上。其中含鎂白云石礦儲(chǔ)量同樣豐富，已查明儲(chǔ)量在40億噸以上，產(chǎn)地主要分布在遼寧、陜西、山西等省份；鹽湖鎂鹵水中的鎂鹽儲(chǔ)量達(dá)48億噸，其中硫酸鎂儲(chǔ)量約16億噸、氯化鎂儲(chǔ)量約32億噸，鎂鹽主產(chǎn)區(qū)集中在西藏北部和青海省柴達(dá)木盆地，兩地合計(jì)儲(chǔ)量占全國(guó)總量的99％。
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由于資源和成本優(yōu)勢(shì)，我國(guó)是最大的原鎂供應(yīng)國(guó)。從產(chǎn)量占比看，2023年全球共生產(chǎn)原鎂94萬(wàn)噸，其中中國(guó)生產(chǎn)83萬(wàn)噸，占比近88%。從產(chǎn)量變化情況看，2018年以來(lái)，我國(guó)原鎂產(chǎn)量大約在90萬(wàn)噸水平，整體上產(chǎn)量變動(dòng)并不明顯。
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二、鎂價(jià)不穩(wěn)定致使我國(guó)鎂合金產(chǎn)量整體規(guī)模較小
我國(guó)鎂加工產(chǎn)業(yè)起步較晚，鎂合金產(chǎn)量整體規(guī)模較小。鎂合金產(chǎn)量基本維持在30-40萬(wàn)噸水平。2018-2023年，我國(guó)鎂合金產(chǎn)量整體較穩(wěn)定，其中2019年產(chǎn)量增長(zhǎng)較為明顯，當(dāng)年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量39萬(wàn)噸，但隨后由于鎂價(jià)快速上漲直接影響了下游需求，2023年鎂合金產(chǎn)量回落至34.52萬(wàn)噸?？梢钥闯?，鎂合金產(chǎn)量一直沒(méi)有大的增長(zhǎng)跨越，究其原因和鎂價(jià)不穩(wěn)定關(guān)系較大，尤其是在材料發(fā)展的前期階段，穩(wěn)定的價(jià)格有利于充分釋放下游需求以及穩(wěn)定供應(yīng)鏈。因此較為穩(wěn)定的鎂價(jià)格對(duì)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展至關(guān)重要。
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三、鎂合金產(chǎn)業(yè)集中度較高
相比于原鎂冶煉，鎂合金產(chǎn)業(yè)整體集中度較高。鎂合金頭部企業(yè)合計(jì)產(chǎn)能40萬(wàn)噸以上，2020年CR5產(chǎn)量集中度超過(guò)80%。尤其是龍頭企業(yè)寶武鎂業(yè)加速鎂合金布局，截至2023年底擁有20萬(wàn)噸鎂合金產(chǎn)能，行業(yè)市占率已近半，并且公司在五臺(tái)和青陽(yáng)分別新建10萬(wàn)噸/30萬(wàn)噸鎂合金產(chǎn)能，進(jìn)一步集中供給格局。當(dāng)前鎂合金整體應(yīng)用還處于前期導(dǎo)入階段，擁有資金、研發(fā)實(shí)力的龍頭公司布局有利于引導(dǎo)鎂產(chǎn)業(yè)向深加工方向發(fā)展，并且能較快的優(yōu)化行業(yè)格局，有利于進(jìn)一步打開(kāi)市場(chǎng)。
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三、下游市場(chǎng)發(fā)展打開(kāi)鎂合金成長(zhǎng)空間
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)鎂合金行業(yè)現(xiàn)狀深度研究與發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告（2024-2031年）》顯示，鎂合金密度?。?.8g/cm3左右），強(qiáng)度高，彈性模量大，散熱好，消震性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐有機(jī)物和堿的腐蝕性能好，被廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、電子等領(lǐng)域。鎂合金產(chǎn)業(yè)具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ陙?lái)，汽車、建筑等下游市場(chǎng)發(fā)展，打開(kāi)鎂合金成長(zhǎng)新空間。
1.汽車
汽車輕量化大勢(shì)所趨，鎂合金迎發(fā)展機(jī)遇。鎂合金質(zhì)輕、高強(qiáng)度和高韌性使其在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。汽車是鎂合金最主要的下游應(yīng)用領(lǐng)域，占比約70%。隨著汽車工業(yè)快速發(fā)展，用鎂量也初具規(guī)模。由于鎂合金密度較小，強(qiáng)度高，彈性模量大，散熱及消震性好等特征，使用鎂合金材料制作座椅、方向盤、橫梁等部件，提高了汽車的舒適性和操控性。
汽車用鎂逐步向中大型鎂鑄件發(fā)展，相應(yīng)的單車用鎂量有望快速提升。鎂合金初期產(chǎn)品主要是汽車小件，當(dāng)前逐步向中大型鎂鑄件發(fā)展，比如一體化車身鎂鑄件、座椅骨架、中控支架等。中大型鎂鑄件能較大程度實(shí)現(xiàn)汽車輕量化，并且比如車身鎂鑄件大約在10kg以上，其快速滲透有望大幅度提高單車用鎂量。伴隨著鎂合金力學(xué)性能逐步提高、壓鑄工藝提升尤其是鎂價(jià)處于合理位置，鎂產(chǎn)業(yè)將愈發(fā)成熟，相應(yīng)的鎂在汽車輕量化領(lǐng)域的應(yīng)用預(yù)計(jì)將更加廣闊。
單車用鎂合金情況
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結(jié)構(gòu) |
應(yīng)用領(lǐng)域 |
特征 |
用量 |
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車身系統(tǒng) |
車門 |
鎂合金車門內(nèi)板材料具有輕質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，一般選擇抗拉強(qiáng)度大于 220MPa，延伸率大于 10%。由于鎂合金易腐蝕，其連接一般不采用焊接，而是采用螺栓或膠粘。 |
4.56-26kg |
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前端載體和前部上部組件 |
用壓鑄鎂合金替代液壓成型鋼、管狀鋼、擠壓鋁和塑料復(fù)合材料作為前端載體組件，有助于降低額外的可變成本 |
3.5-6.49kg |
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底盤系統(tǒng) |
車輪 |
與鋁材料相比，鎂合金車輪具有更高的強(qiáng)度和韌性，并且美觀性、減震性能和散熱性也是主要優(yōu)勢(shì)。目前適用于高性能車或賽車 |
0.56kg |
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方向盤 |
鎂合金在方向盤中的應(yīng)用在全球范圍內(nèi)得到了高度認(rèn)可和接受，主要由于其吸能和減振性能 |
0.8765kg |
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次框架 |
鎂合金下橫梁是實(shí)現(xiàn)汽車底盤結(jié)構(gòu)輕量化的最有效方式之一，它還具有隔絕道路震動(dòng)、提高穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)；裝配過(guò)程中零部件數(shù)量少，易于安裝，可降低裝配成本 |
- |
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動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) |
發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器外殼 |
由于鎂合金的優(yōu)良鑄造性能，發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、汽缸頭、變速箱和油底殼開(kāi)始從原來(lái)的鋁合金材料轉(zhuǎn)變；將汽缸蓋從鋁合金更換為鎂合金材料可以實(shí)現(xiàn)約 33%的減重，可以顯著改善發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音、振動(dòng)和粗糙度（NVH）性能。 |
8.43kg |
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底殼 |
油底殼對(duì)各種機(jī)械性能，尤其是抗拉強(qiáng)度有明確的要求。減少振動(dòng)和噪音導(dǎo)致對(duì)鎂輕量材料的需求 |
- |
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電驅(qū)殼體 |
輕量化、降噪 |
20kg |
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內(nèi)部系統(tǒng) |
座椅支架 |
鎂合金在座椅上的應(yīng)用主要集中在靠背骨架和座椅底座骨架上;后排座椅功能較少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用鎂合金可以有效減輕重量 |
2.2-3.08kg |
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橫梁 |
鎂合金橫梁的高度集成具有顯著的減重效果。良好的振動(dòng)阻尼和尺寸穩(wěn)定性可以有效消除原始鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形問(wèn)題。 |
3.7-6.7kg |
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中央控制支架 |
更適用鍛制鎂合金，重量輕，具有良好的阻尼效果 |
1-2.2kg |
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2.建筑
建筑模板在建筑施工中主要應(yīng)用于澆筑混凝土，使其形成并保持所需的結(jié)構(gòu)和形狀。建筑模板具體分類主要有木模板、鋁模版、鋼模板和塑料模板等，其中木模板應(yīng)用最為廣泛，2022年市場(chǎng)份額達(dá)到60%，鋁合金模板市場(chǎng)占有率為26%，位列第二，其他材料的市場(chǎng)份額較小。
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合金模板在建筑模板的市占率逐漸上升。盡管我國(guó)目前施工中主要使用木建筑模板，但是木模板周轉(zhuǎn)次數(shù)低、浪費(fèi)資源、回收困難，具有諸多不利因素。當(dāng)前在行業(yè)和政策推動(dòng)下，合金建筑模板滲透率逐步上升，正在逐漸取代木模板。
與目前主流的鋁合金模板相比，鎂合金在抗拉伸等方面的性能與鋁合金相差不大，但是在輕量化方面具備很強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，即每噸原材料可以生產(chǎn)更多的模板；鎂模板壓鑄性能好，隨著鎂壓鑄模具攤銷降低、壓鑄成本降低，成本仍有下降空間。并且，當(dāng)前鎂價(jià)已低于鋁價(jià)，鎂的性價(jià)比凸顯，鎂合金建筑模板的量產(chǎn)與使用，或可有效降低廠商的成本。重要的是，我國(guó)原鎂儲(chǔ)量豐富，并且產(chǎn)業(yè)鏈完備，相比于依賴進(jìn)口的原鋁材料而言，供應(yīng)鏈更為安全可控。當(dāng)前較為核心的問(wèn)題仍是價(jià)格，尤其是原鎂體量?jī)H為百萬(wàn)噸水平，需求若快速增加，可能會(huì)對(duì)原鎂供應(yīng)形成壓力。因此，在鎂價(jià)穩(wěn)定的前提下，加上政策引導(dǎo)和成本優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)鎂合金建筑模板或具備較大成長(zhǎng)空間。
鎂鋁合金建筑模板性能對(duì)比
| 類別 | 鎂合金模板 | 鋁合金模板 |
| 每平方米重量 | 16 ㎏/㎡ | 21-25 ㎏/㎡ |
| 每噸原材可加工 | 約 60 ㎡ | 約 40 ㎡ |
| 抗拉強(qiáng)度 | 250MPa | 300MPa |
| 彈性模量 | 45GPa | 72GPa |
| 延伸率 | 壓鑄 3%；擠壓 10% | 12% |
| 弱堿 | × | √ |
| 弱酸 | × | √ |
| 高溫（600℃） | √ | √ |
| 20 次以上跌落 | 焊縫開(kāi)裂、掉角 | 焊縫開(kāi)裂 |
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根據(jù)數(shù)據(jù)，2023年我國(guó)鎂建筑模板用量達(dá)182萬(wàn)平方米，預(yù)計(jì)2024年我國(guó)鎂建筑模板用量達(dá)306萬(wàn)平方米，較上年同比增長(zhǎng)68.13%，預(yù)計(jì)2025年、2026年我國(guó)鎂建筑模板用量達(dá)494萬(wàn)平方米、623萬(wàn)平方米。
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3.儲(chǔ)氫
目前主要儲(chǔ)氫方式有三種，分別是氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫。其中固態(tài)儲(chǔ)氫是使用固態(tài)材料儲(chǔ)存氫氣，具有高安全性和較大的單位運(yùn)輸量，但由于成本較高，尚未大范圍普及，當(dāng)前正處于研究階段，但發(fā)展?jié)摿薮蟆?
鎂是所有固態(tài)儲(chǔ)氫材料中，儲(chǔ)氫密度最高的金屬材料，被廣泛認(rèn)為是最具發(fā)展?jié)摿Φ膬?chǔ)氫材料。金屬材料儲(chǔ)氫主要包括鎂基儲(chǔ)氫、鈦基儲(chǔ)氫、稀土基儲(chǔ)氫以及其他金屬儲(chǔ)氫材料。鈦金屬活性較差，與氫反應(yīng)條件較高；稀土儲(chǔ)氫量小，吸氫后易粉化。相比下，鎂基儲(chǔ)氫具備較大優(yōu)勢(shì)。鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫材料作為國(guó)家氫能戰(zhàn)略的重要組成部分，持續(xù)加大研發(fā)投入，將迎來(lái)巨大發(fā)展機(jī)遇。
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不同金屬氫化物相關(guān)性能對(duì)比
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分類 |
金屬氫化物 |
儲(chǔ)氫容量（wt%） |
放氫溫度（℃） |
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鎂系儲(chǔ)氫合金 |
MgH2 |
7.6 |
>300 |
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Mg2NiH4 |
3.59 |
>280 |
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Mg2FeH6 |
5.5 |
>300 |
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鈦系儲(chǔ)氫合金 |
FeTiH2 |
1.89 |
>30 |
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釩系儲(chǔ)氫合金 |
V0.7Ti0.1Cr0.2 |
2.4 |
>20 |
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稀土系儲(chǔ)氫合金 |
LaNi5H6 |
1.4 |
>100 |
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復(fù)合儲(chǔ)氫合金 |
MgH2-LiAIH4 |
9.4 |
>250 |
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MgH2-NaAIH4 |
7.6 |
>175 |
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MgH2-LiBH4 |
11.4 |
>350 |
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4.低空經(jīng)濟(jì)
工業(yè)和信息化部、科學(xué)技術(shù)部、財(cái)政部、中國(guó)民用航空局等四部門聯(lián)合印發(fā)《通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)施方案（2024—2030年）》，提出到2030年，基本建立以高端化、智能化、綠色化為特征的通用航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展新模式，使通用航空裝備全面融入人民生產(chǎn)生活各領(lǐng)域，成為低空經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的強(qiáng)大推動(dòng)力，并形成萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)規(guī)模。
鎂合金是輕量化的重要材料，在通用航空、飛行汽車領(lǐng)域有望加速滲透。低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了上下游產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展，鎂合金作為輕量化核心材料，可以促進(jìn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，可以用于制造無(wú)人機(jī)、電動(dòng)垂直起降（eVTOL）、飛行汽車等低空飛行器。鎂合金可以用于飛行汽車的儀表板管梁總成、中通道左右下支架總成等關(guān)鍵零部件。伴隨著低空飛行領(lǐng)域逐步發(fā)展，有望形成鎂合金需求新的增長(zhǎng)極。
《通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)施方案（2024—2030年）》主要內(nèi)容
| 類別 | 主要內(nèi)容 |
| 主要目標(biāo) | 到 2027 年，我國(guó)通用航空裝備供給能力、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力顯著提升，現(xiàn)代化通用航空基礎(chǔ)支撐體系基本建立，高效融合產(chǎn)業(yè)生態(tài)初步形成，通用航空公共服務(wù)裝備體系基本完善，以無(wú)人化、電動(dòng)化、智能化為技術(shù)特征的新型通用航空裝備在城市空運(yùn)、物流配送、應(yīng)急救援等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。到 2030 年，以高端化、智能化、綠色化為特征的通用航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展新模式基本建立，支撐和保障“短途運(yùn)輸+電動(dòng)垂直起降”客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)、“干-支-末”無(wú)人機(jī)配送網(wǎng)絡(luò)、滿足工農(nóng)作業(yè)需求的低空生產(chǎn)作業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全高效運(yùn)行，通用航空裝備全面融入人民生產(chǎn)生活各領(lǐng)域，成為低空經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的強(qiáng)大推動(dòng)力，形成萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)規(guī)模。 |
| 重點(diǎn)任務(wù) | 增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力；提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈競(jìng)爭(zhēng)力；深化重點(diǎn)領(lǐng)域示范應(yīng)用；推動(dòng)基礎(chǔ)支撐體系建設(shè)；構(gòu)建高效融合產(chǎn)業(yè)生態(tài) |
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