2024年汽车轻量化材料行业研究：千亿市场迎爆发，铝镁碳塑谁主沉浮

在"双碳"政策持续推进和新能源汽车渗透率快速提升的背景下，汽车轻量化已成为汽车产业实现节能减排的关键手段和长期发展的重要趋势。根据深企投产业研究院的最新研究报告，当前以材料成本计，我国汽车轻量化市场规模已达2500亿元左右；以对应的汽车零部件产值计，市场规模更是达到5000-6000亿元。汽车轻量化材料主要包括铝合金、镁合金、碳纤维复合材料和改性塑料四大类，每种材料都有其独特的性能优势和应用场景。本报告将从市场规模、竞争格局、技术趋势和产业链布局等多个维度，深入分析汽车轻量化材料行业的发展现状与未来前景。

一、铝合金主导轻量化市场，一体化压铸技术革新制造流程

目前铝合金材料是汽车轻量化的主要选择，这主要得益于其多重优势。铝合金是轻型合金，其比重仅为钢制材料的三分之一，可实现整车减重20-30%，对应燃油车油耗降低约14%-21%，新能源车提升续航里程约12%-18%。同时，铝合金材料在性价比、加工成型性、循环利用、力学性能等方面具备比较优势，仍是当前整车轻量化最佳材料。

从应用范围来看，铝合金在汽车中的应用已经从最初的发动机缸体、变速器壳体和轮毂等扩展到了车体的各个重要零部件中。根据国际铝业协会(IAI)的数据，2023年我国传统燃料、纯电动、混动乘用车单车用铝量分别为163、202、224千克，对应《节能与新能源汽车技术路线图2.0》设定的轻量化系数目标，到2030年单车用铝量增长空间分别为37%、41%、18%。纯电车型单车用铝量提升空间最大，特别是在车身开闭件、结构件以及底盘等结构部位仍然具有较大渗透空间。

市场规模方面，2023年国内车用铝合金用量为527万吨，对应市场规模为1054亿元，预计2024年用量为589万吨，市场规模1120亿元，到2030年用量为822万吨，市场规模1395亿元。压铸铝合金占汽车用铝量80%，汽车用铝主要通过压铸、挤压、压延三种方式应用，其中，压铸铝合金约占80%，挤压和压延铝合金各占10%左右。

技术发展方面，铝铸件一体化压铸技术正在革新传统的汽车制造流程。与传统的冲压和焊接工艺相比，一体化压铸技术能够实现部件的一次性完整成型，省去了内部额外的连接需求，显著减少了焊接、铆接和涂胶等后续工艺的使用，其材料利用率从60%-70%提升至90%以上，显著减少材料浪费，降低了成本。2023年4月，工信部等3部门联合发布《关于推动锻造和锻压行业高质量发展的指导意见》，提出2025年全面实现一体化压铸等先进工艺技术产业化应用。

竞争格局方面，车用铝合金压铸件的行业集中度较低，规模较大的企业(以上市企业为主)有数十家，基本为原有的零部件厂商技术升级。主要企业包括广东鸿图、文灿股份、爱柯迪、旭升集团、拓普集团等上市公司，以及江苏纽泰格、广东肇庆动力、浙江宏鑫科技、重庆溯联塑胶、江苏中捷精工、滨州盟威戴卡等成规模的汽车轻量化材料部件厂商。

上游原料市场方面，汽车用铝合金压铸件的生产过程中所需的原材料主要是由铝锭AOO或再生铝添加铜、镁、硅等金属或非金属元素后加工形成的铝合金锭。电解铝市场集中度高，对应的铝锭、铝合金锭主要企业包括中国铝业、山东宏桥、云南铝业等。全国再生铝企业有上千家，主要以民营和外资(合资)企业为主，是个充分竞争的市场，行业市场集中度不高。

二、镁合金应用潜力巨大，成本下降驱动市场渗透率提升

镁及其合金是迄今在工业中应用的最轻的金属结构材料，镁合金的主要特点有密度小，比强度、比刚度高，抗震、降噪能力强、压铸性能优，电磁屏蔽性好，易回收和易加工等。镁合金密度大约是铝合金的67%，在减重效果方面具有明显优势。

在汽车行业，镁合金原来主要用于发动机阀盖、变速箱壳、仪表板基座、方向盘、座椅框架、高端汽车轮毂以及部分结构件等领域，应用范围有限。根据2017年发布的《节能与新能源汽车技术路线图》，2020年、2025年、2030年，我国汽车单车用镁量计划达15千克、25千克、45千克，未来十年的复合增长率达到11.61%。然而实际情况是，根据中国有色金属工业协会镁业分会数据，2023年我国镁合金产量34.52万吨，同比减少3.5%。汽车镁合金的消费量占整个镁合金的比重约为70%，以此测算，2023年我国汽车行业镁合金消费量24万吨左右，单车消费量约8千克，与欧美(单车用量15千克-20千克)相比存在较大差距，也未达《路线图》中设定的15千克目标。

导致汽车行业镁合金应用比例偏低的主要原因有两个：前几年镁合金价格高企，成本难以控制；另外镁合金的耐蚀性较差导致其与外界接触容易发生腐蚀。但是这一情况正在发生积极变化。近年来，中国铝业成功研制了新型镁合金材料，具有高强度和耐腐蚀的特性，天镁新材料开发的镁压延板材质量稳定性较高。而自2023年以来，镁合金价格下探至与铝合金大约同价的水平，价格几乎腰斩，同样体积用料而言，镁合金的成本只有铝合金的64%左右。镁合金在汽车的新应用包括电驱动壳体、电池包壳体等。

市场规模方面，根据方正证券测算，预计2030年国内汽车镁合金总用量为45.4万吨，平均单车用量14.8千克。根据reports and data网站预测，2022年全球车用镁合金市场规模为33亿美元，预计2032年将实现翻番、达77.8亿美元，2022年至2032年全球车用镁合金的年复合增速约达10%。

竞争格局方面，镁合金轻量化部件上游的镁合金行业集中度较高，龙头企业宝武镁业(原南京云海金属)占比超三成。产能规模较大的企业主要有宝武镁业、山西运城瑞格镁业、海美特、山西水发镁业、山西运城八达镁业，CR5超过80%，其中云海金属占比35%。云海金属镁合金产能约占行业总产能的35%，是全球镁合金龙头企业，在巢湖、五台山、惠州、安徽宝镁四大基地拥有20万吨/年镁合金产能。其他镁合金主要企业包括陕西银光华盛镁业、陕西榆林天宇镁业等。

汽车镁合金压铸件主要企业有宝武镁业、万丰奥威(收购的加拿大镁瑞丁公司是镁合金压铸业务的全球领导者)、宁波星源卓镁、鸿特科技、东莞宜安科技、嘉瑞国际、宁德文达镁铝科技(三祥新材与宁德时代合资)、重庆镁业(重庆丰华的子公司)、苏州春秋电子(用于车载中控屏等汽车电子领域,进入量产阶段)等。

三、碳纤维复合材料处于导入初期，高端应用引领未来发展

碳纤维较钢类金属件的减重效果可达50%-70%、较铝合金结构件的减重效果可达20%-40%，且强度是钢的7-9倍，具有良好的耐腐蚀性，耐高温低压、以及耐疲劳等特性，在航空航天、风电、光伏、氢能、汽车工业、建筑行业、休闲体育等领域已实现较为广泛的应用。

由于碳纤维的制造成本相对较高，因此现阶段其主要应用于高端豪华轿车以及赛车等领域。截至目前，碳纤维复合材料在汽车中可应用于车身、底盘、车顶、车门、头盖、引擎盖、尾翼、压尾翼、中控台、装饰条、传动轴、板簧、构架、刹车片、内饰和外饰配件等系统。比如宝马i8车身车架完全用碳纤维材料制成，其重量比钢轻50%，整车总质量为1480千克。

市场规模方面，根据奥碳纤维《2023全球碳纤维复合材料市场报告》数据，2023年全球汽车行业用碳纤维需求为9000吨，占比为7.8%，全球市场需求规模仅为1.75亿美元。从渗透率来看，预计2023年我国车用碳纤维需求量在2500-3000吨之间，单车用量约为0.1千克，目前仍处于导入初期阶段。根据中国复合材料学会预测，2021年至2025年全球汽车碳纤维年复合增速将维持在7.41%左右的水平。

根据奥碳纤维数据，2023年全球碳纤维的需求量为11.5万吨，同比下降14.8%，自1995年以来首次出现需求负增长；国内需求量为6.9万吨，同比下降7.2%。目前汽车行业用碳纤维当前处于市场导入初期，总体需求量占比低，仅用于个别豪华车型和赛车。伴随全球汽车品牌竞争格局剧烈变革，碳纤维复合材料应用的需求存在不确定性。当前，国内汽车零部件进行定向开发的厂商极少。

竞争格局方面，碳纤维复合材料上游为碳纤维，市场集中度较高。全球产能十强企业包括日本东丽(含卓尔泰克)、吉林化纤、中复神鹰、美国赫氏Hexcel、日本东邦/帝人、日本三菱、德国西格里SGL、新创碳谷、宝旌、韩国晓星，CR10达到77%。其他重点企业还有台塑、上海石化、索尔维、土耳其DowAksa、新疆隆矩、光威复材、恒神、中简科技、长盛科技、太钢钢科、UMATEX、蓝星等。前十企业中包含了吉林化纤集团、中复神鹰、新创碳谷、宝旌四家中国大陆企业，我国企业产能合计占全球的47.7%，位列全球第一。

目前国内面向车企开发、供应碳纤维复合材料的企业主要有恒瑞(HRC，旗下的江苏亨睿碳纤维)、中复神鹰、敏实集团(子公司宁波泰甬)等，恒瑞市场份额处于行业第一位置。

四、改性塑料应用成熟，国产替代助力市场格局重构

改性塑料行业的发展依赖下游应用产业发展，改性塑料制品广泛应用于家电、汽车、通讯、电子电气、医疗、航天航空等多个领域。在轻量化趋势下，改性塑料在汽车制造中的应用正在迅速增加，目前改性塑料已经普遍应用于仪表板总成、座椅系统附件、门板、立柱护板等内饰件，以及保险杠、散热格栅、车灯、轮罩等外饰件产品制造，并向结构性及功能性部件延伸，应用领域持续扩大。

改性塑料在汽车轻量化应用的优势主要体现在以下5个方面：轻量化方面，以塑代钢可显著减轻车身重量，对新能源汽车尤其有利，能减重约30%，纯电动车可减重约100千克。成本效益方面，塑料易于成型，简化加工过程，减少模具和工艺调整时间，加快产品上市，降低成本，提高效率。节能减排方面，增加塑料使用比例，减少燃油消耗，降低二氧化碳和其他有害气体排放，提升燃油效率。性能提升方面，改性塑料具有高强韧性、高刚性和抗冲击能力，提高汽车部件耐用性和可靠性，同时优化外观设计和空气动力学性能。续航增加方面，塑料材料有助于减轻电池系统重量，对提升新能源汽车的续航里程至关重要，自重每降低10%，续航里程可提升2%-3%。

汽车用改性塑料产品中，改性PP(聚丙烯)是主要的细分市场，市场份额接近五成，其他重点品种还包括改性PA(聚酰胺树脂)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂)、PC(聚碳酸酯)、POM(聚甲醛)和PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)等。

市场规模方面，根据中国化工信息中心数据，2023年，中国汽车改性塑料市场规模约800亿元，已成为全球规模最大的汽车改性塑料市场之一，并且持续增长。

从产业链来看，上游是各种未经改性和加工的通用塑料、工程塑料和特种工程塑料等原料；中游是在树脂原料基础上添加适当的改性剂，并通过填充、共混、增强等工艺，获得具有新结构特征的塑料制品；下游是各类汽车零部件，包括汽车内外饰、电器件和发动机室部件等。

竞争格局方面，国内涉足改性塑料行业的企业众多，但普遍生产规模较小。改性塑料产品的核心竞争力在于配方，配方设计中原材料和改性助剂的微小调整都可能导致产品性能的显著变化。当前，中国车用改性塑料行业分为三类企业：大型外资企业，如陶氏、巴斯夫、沙特基础工业SABIC等，在高端市场占主导地位，拥有强大的资金和研发实力；规模较大的内资企业，以金发科技为龙头，面向中低端市场，技术、品牌和市场等方面还需继续加强；小型内资企业，在技术、资金、市场方面相对欠缺。

随着市场对高端改性塑料产品需求的增长，技术进步使国内企业在高端市场逐渐缩小与国际巨头如巴斯夫、SABIC的差距，促进了中高端改性塑料的本土化替代。尽管在外资汽车品牌中，国际巨头仍占据较大市场份额，但国产新能源汽车销量的快速增长，为国内厂商提供了机遇，国内改性塑料企业在高端市场的渗透率有望进一步提升。

以上就是关于2024年汽车轻量化材料行业的全面分析。从整体来看，汽车轻量化材料市场正在迎来快速发展期，四大类材料各有特点和发展路径：铝合金作为当前主流选择，市场规模已达千亿级别，一体化压铸技术正在改变传统汽车制造流程；镁合金虽然当前应用比例较低，但随着成本下降和技术突破，未来增长潜力巨大；碳纤维复合材料仍处于导入初期，主要应用于高端车型，成本是制约其大规模应用的主要因素；改性塑料应用相对成熟，国产替代正在重塑市场格局。

在"双碳"目标和新能源汽车渗透率不断提升的背景下，汽车轻量化已成为不可逆转的趋势。不同材料之间不是简单的替代关系，而是根据性能、成本和工艺要求形成互补共生的生态系统。未来随着技术进步和成本优化，多材料混合应用将成为主流趋势，为汽车轻量化材料行业带来更多发展机遇。

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