各领域对镁的需求情况如何？

双碳政策助力下，打开新能源用镁需求空间。

1.汽车轻量化大势所趋，刺激用镁需求爆发

轻量化应用领域广。镁合金按制造工艺可分为变形镁合金和铸造镁合金。变形镁合金多 用于航空航天器的结构材料和飞机蒙皮，铸造镁合金用于飞机、汽车、摩托车等机械零部件， 起到减轻重量，提高性能的作用。因其良好的铸造流动性和轻量化特点，市场中有 70%的镁 合金被应用到汽车领域，包括车门、前端框架、板式车顶等车身系统，车轮、驾驶盘等底盘 系统，发动机、油盘等动力系统，座驾、中控台支架等内部系统。受限于锻造技术及成本问 题，目前镁汽车零部件大多用于小型件，部分大型件仅在高端赛车上有所应用。

镁合金可在铝轻量的基础上再减轻整车重量 15%～20%。近十年来，我国汽车保有量稳 步增加，耗油量占石油消费总量的 59%，平均百公里油耗远高于国外发达国家，对环境带来 极大压力。轻量化技术可以降低油耗，提高续航能力。与钢铁和铝相比，镁合金零部件轻量 化效果显著。据轻合金国家工程研究中心，每使用 1kg 镁，可使轿车寿命期减少 30kg 尾气 排放；德国大众汽车统计，每使用 1kg 镁合金，汽车可减重 4kg 左右，自重每降低 100kg， 每百公里油耗可减少 0.7 升,可减少 CO2排放 1.75g，年排放量减少 20%以上。2006 年起， 戴姆勒-克莱斯勒公司发布镁密集轻量化概念车身和概念车，通过在车身和底盘中大量使用镁， 整车质量减轻 20%。

我国汽车供需稳定增长，轻量化效果低，需求空间广阔。据找镁网数据，2022 年我国 汽车单车用镁量从 2015 年的 1.5kg 增加至近 5kg，而北美汽车生产厂家单车用镁量 15kg， 我国单车用镁量相比发达国家差距大。随着锻造技术进步与加工成本的下降，部分大型结构 件已经具备普及的可能。根据我国汽车轻量化路线目标，到 2025 年和 2030 年，纯电动乘 用车轻量化系数需分别降低 15%、25%，镁合金需求空间广阔。

据工信部、发改委和科技部发布的《汽车产业中长期发展规划》，预计 2025 年我国汽 车产量将达到 3500 万辆。根据《节能与新能源汽车技术路线图》规划，2025 年我国汽车单 车用镁量将达到 15kg，考虑到 2022 年我国单车用镁量为 5kg，我们保守假设 2025 年我国 单车用镁量增长至 10kg，据此测算，2025 年我国汽车镁合金需求量为 35万吨，2022-2025 年汽车镁合金需求量 CAGR+36.6%，未来汽车镁合金用量或将迎来快速增长。

2.建筑业趋于轻量环保，镁建筑模板将批量供货

住建部出台《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》指出“从节能绿色建筑扩展到 装配式建筑、绿色建材，把节能及绿色发展理念延伸至建筑全领域、全过程及全产业链”。 节能、环保、绿色、可持续发展成为建筑行业的大趋势。建筑模板现场需要人工搬运，轻量 化的要求高，镁相对其他材料在轻量化方面更有优势：1）刚度强、重量轻；2）耐碱腐蚀、 可回收，能有效减少建筑垃圾，不容易沾水泥，镁建筑模板清理费用也比较低；3）镁的压 铸性能好，镁合金建筑模板使用压铸工艺一体化成型，加工的成本更低。随着镁价的稳定， 已经有多家企业开始生产镁合金建筑模板并在建筑工地使用，2023 年将批量供货，为镁合 金在建筑领域的应用打下了坚实的基础。

我国模板发展经历了 5 个阶段：第一阶段（20 世纪 70 年代），主要是竹木模板；第二 阶段（20 世纪 80 年代），组合钢模板得以推广；第三阶段（20 世纪 90 年代中期开始）， 建设部 10 项新技术推动模架技术兴起；第四阶段（进入 21 世纪），模架技术高速发展，组 拼式大模板技术、液压爬升模板技术日益成熟，中空、玻纤塑料模板生产制造工艺显著提升， 铝合金模板 2008 年后开始进入市场，市场占比从 2%～5%发展到 2021 年的 30%。第五阶 段（2020 年至今），新常态下模板脚手架供给侧改革。“低排放、低损耗、轻型化”的模 架产品将是我国模架行业发展的趋势，铝（镁）模板以其轻便、耐用、环保优势，赢得了市 场的认可，铝模板进入平稳增长期，镁模板逐渐进入行业视野。

据华经产业研究院数据，目前我国建筑模板以木质为主，占到 50%，其次为铝合金模板 （30%）、钢模板（15%）、塑料模板（5%）。木模板价格低，重量较轻，运输成本低， 搬动和组装便捷，但木模板易燃性强，泡水后易形变，防火防水性差，也影响绿色环保；组 合钢模板的拼缝较严密，强度大，不会轻易产生形变，但组装困难，成本费用回收周期时间 长；塑料模板可以取代木模板，具有符合绿色环保，但易损坏，影响成型混凝土的表面质量。 据中研产业研究院报告，铝模板长度一般在 2.6 米左右，宽度 400-500 ㎜，重量轻，单人即 可以搬运，无需技术熟练工人拼装，适合缺少劳务来源和劳务费用昂贵的地区。

镁合金性能好，适用于建筑模板行业。相比铝合金模板，镁合金具有密度小、重量轻、 强度高、弹性模量大、散热好、消震性好、承受冲击载荷能力大、腐蚀性能（耐有机物和碱） 好等优点。相同面积的镁模板比铝模板的重量约轻 25%，每吨原材料可生产的镁合金模板面 积比铝合金模板多 50%。镁模板在强度上与铝模板基本持平，但延伸率低于铝模板；镁模板 不耐酸，在施工现场复杂的环境下表面涂层容易脱落，易发生腐蚀。

镁铝比价下降，镁模板更具成本优势。目前，根据我们测算，如果镁价回归，镁铝比价 降低，镁模板具有价格优势。我们以 2023 年 7 月 7 日镁锭价格 22800 元/吨，铝锭价格 18210 元/吨计算，得到每平方米镁/铝模板（压铸）成本分别为 583.3 / 605.3 元，随着压铸技术进 步，生产成本有望进一步降低，未来镁合金模板在成本方面更具优势。

镁模板渗透率快速提升，替代空间广阔。目前我国建筑模板行业正逐渐实现“以铝代木”， 铝合金模板市场规模快速增长。据中商产业研究院数据，2015 年我国铝模板市场占有率约 为 8%，2022 年上升至 30%，到 2025 年预计将达到 50%左右，2020-2022 年我国铝模板 保有量从 6200 万平方米增长至 7600 万平方米，CAGR+10.7%。我们假设 2023-2025 年铝 模板保有量增速均为 7%；铝模板旧版翻新和新板占保有量比例均为 30%；镁模板替代翻新 +新增铝模板比例 2025 年增长至 50%，据此测算，2025 年建筑模板镁合金需求量为 22.3 万吨，2022-2025 年 CAGR+130.5%。

3.镁储氢材料性能优异，应用前景广阔

国家能源局发布《2023 年能源工作指导意见》提出，加快攻关新型储能关键技术和绿 氢制储运用技术，推动储能、氢能规模化应用。镁基固态储氢材料，作为氢的可逆“存储” 介质，具有优良的吸放氢性能以及长期循环无动力学衰减和容量损失的优点，可实现大容量 固态储氢，不但可降低氢气的储运成本和能耗，而且安全便捷，有望成为氢储运领域的重要 关键材料，从而推动氢能行业的发展。

镁电池成本低、安全性高、燃料密度与锂电池相当，镁基储氢应用前景广。目前储能行 业资源有限、成本高、存在安全性问题，尤其是锂离子电池资源短缺、安全隐患、污染等问 题凸显。中国工程院研究认为，到 2050 年可再生能源装机容量可以比 2020 年增加 10 倍， 需要大量的能源储存，按照目前的储能量远远不够，现有储能技术遇到了严重的瓶颈。根据 中国氢能联盟预计，到 2025 年我国氢能产业产值将达到 1 万亿元；到 2050 年氢能在我国 终端能源体系中占比超过 10%，产业链年产值达到 12 万亿元，将对镁基储氢材料提供大量 市场需求。

目前，氢气的储存和运输方式主要有高压气态储运氢、液态储运氢、固态储运氢。其中， MgH2/Mg储氢体系因其储氢密度高（质量储氢密度为 7.6%（wt），体积储氢密度为 110kg/m³）、 镁储量丰富（地壳中 Mg 元素丰度排在第 8 位）、安全性高、能满足氢气长距离输送的需求 等优点，适用于楼宇/园区/家用燃料电池热电联供系统、燃料电池氢源、氢储能系统、氢冶 金/氢化工等应用场景，是极具潜力的储氢体系。镁合金储氢的原理是，当氢气与镁合金接触 发生化学反应，将氢气吸附在镁表面形成 MgH2，这种反应是可逆的，只需将 MgH2 加热， 即可释放出储存在其中的氢气。 利用镁基储氢材料供氢主要有热分解放氢和水解产氢 2 种途径。MgH2水解产氢系统主 要包括水解反应器、氢气纯化、热交换器、防爆阀等安全辅助系统等，其优点在于能量密度 高、安全性高，且产物 Mg(OH)2无毒并可回收利用，适用于千瓦量级以下的中小型备用电源、 无人机、水下潜航器等，但该系统具有实际耗水量大、产氢不稳定、反应难控制等问题。

Mg 基固态材料与储氢原理为，Mg 在 300~400℃和 2.4~4MPa 氢压下可与氢气直接反 应生成 MgH2。相应地，MgH2在高温、真空或者低氢压的条件下会发生分解放氢。MgH2热 分解时发生相变转变为固溶体，氢原子从固溶体层中扩散到表面，接着从化学吸附态转变为 物理吸附态，最后氢原子结合成氢分子从 Mg 颗粒表面释放。由于镁基储氢材料在吸放氢时 会放出大量的热量，导致储氢容器发生温度骤变，导致容器吸/放氢速率降低，对固态储氢系 统的传热传质过程还需优化设计。

未来需进一步开发高效、高安全的镁基固态储运氢技术。镁基储氢材料方面，将开发低 成本、长寿命的镁基储氢材料及其规模稳定制备技术，用于氢气大规模低成本安全运输；镁 基储运氢系统方面，需改善氢热耦合理论模型，优化设计高填充密度、高传热性能、低流阻 的镁基固态储运氢系统，并结合加氢站、氢冶金、氢化工、氢储能等应用场景，展开示范应 用与推广。给氢燃料电池车供氢或进行氢-电转换后稳定地供电，是未来镁基固态储运氢技术 重要的应用方向。

2022 年我国氢气产量 2800 万吨，根据中国氢能联盟预计，到 2030 年，中国氢气需求 量将达 3500 万吨，在终端能源体系中占比 5%。到 2050 年氢能将在中国终端能源体系中占 比至少达 10%，氢气需求量接近 6000 万吨。镁基固态储氢材料的主要成分为 MgH2，根据 云海金属投资者交流平台，1 吨氢气需要 20 吨镁储氢材料，1 吨镁储氢材料中原镁占比 80% 以上。我们按原镁占比 80%测算，2022-2030 年镁储氢材料中原镁需求量 CAGR+2.8%。