1. “兰炭—镁”产业链受限 原镁供应弹性减弱
1.1 榆林“兰炭—镁”产业链成熟
生产受环保等政策影响大 陕西榆林兰炭产业发达，已形成“煤—电—兰炭—硅铁—金属镁—铝镁合金”的循 环经济产业链。兰炭是榆林的支柱性产业，其生产过程中产生大量尾气，自 2002 年开 始，榆林当地企业开始尝试利用这类尾气作为燃料进行金属镁的冶炼。该方法不仅实现 废气的再利用，还节约了镁冶炼的燃料成本，根据行业协会数据，2020 年榆林地区原镁 生产成本较国内其他地区低约 3000 元/吨镁左右，并且兰炭尾气制镁已占全国产能的 64%。凭借独特的区域和资源优势，榆林地区已成为全球最大的原镁生产基地。
以榆林市府谷县为例，当地涉镁企业已经形成完整的循环经济产业链：1）采用低阶煤高温热解工艺把煤炭分质，产出兰炭、煤焦油和兰炭尾气；2）兰炭代替焦炭用于生产硅铁和电石，硅铁用作生产金属镁的还原剂；3）兰炭尾气用作冶炼金属镁的燃料（用于白云石煅烧以及氧化镁还原环节）；4）镁渣等工业废料生产免烧砖、水泥等建筑材料。
“兰炭—镁”产业链受环保、双控政策影响大，21 年生产状况不佳。兰炭主要通过 神府煤田的优质侏罗精煤块烧制而成，平均 1 吨兰炭需要消耗 1.6-1.7 吨煤；生产过程 具有高能耗、高污染的特点，是典型的“两高行业”。2021 年，涉兰、涉镁企业生产状 况不佳，9 月份，陕西因未能完成“双控”要求，被列为重点监管区域，约 15 家镁厂被 要求暂停运营，30 家镁厂被要求减产 50%，；12 月环保督察组进驻陕西，指出当地淘汰 兰炭落后产能不力；随后，榆林发改委发布涉兰企业整改通知，涉及 22 家兰炭企业， 产能合计 1535 万吨，占榆林市总产能 20.74%。
榆林地区涉镁企业整合，约束当地产能无序扩张。榆林地区涉镁企业一直具有“小 而散”的特点，产能分散且民营企业多。2020 年 10 月，陕西榆能集团煤炭进出口公司、 府谷县政府、陕西有色金属交易中心有限公司联合榆林主要金属镁生产企业组建全球最 大的镁产业集团—陕西榆林镁业；集团旗下目前共有金属镁生产企业 20 家，金属镁总 产能 55 万吨/年，兰炭总产能 1650 万吨/年，硅铁总产能 55 万吨/年。镁产业集团的组 建将推动产能合理增长，促进下游应用开拓，并帮助行业长期健康发展。
1.2 兰炭产能扩张或将停滞 原镁供给增长乏力
下游需求萎缩抑制兰炭产能扩张。硅铁以及电石是兰炭下游主要需求来源，两者均 属于“双高”行业，主产区集中于西北地区，如内蒙古、宁夏、新疆。2021 年，硅铁、 电石主产区对于此类高耗能行业不断实施电价调控、限电限产以及淘汰落后设备等调控 政策，全年开工率不高；同时，新增产能的审批较难，产能置换政策严格，厂家产能投 放不及预期。
生产每吨硅铁、电石分别需要 1.2 吨、0.6 吨兰炭，在硅铁、电石开工率持续走低、 新增产能审批困难的情况下，下游需求的不足或将抑制兰炭产能的增长。
产能置换要求叠加环保、能耗政策，榆林地区兰炭产能扩张乏力。近年来，榆林政 府也多次发文称，将严格控制兰炭产能“只减不增”，并对新建兰炭项目严格实施兰炭产 能置换；同时，2022 年 1 月，榆林发改委针对涉兰企业的环保、节能问题发布整改通知， 涉及 22 家兰炭企业，产能合计 1535 万吨，占榆林市总产能 20.74%。在需求偏弱、产能 置换以及环保、能耗政策的压力下，我们认为未来榆林地区兰炭产能增长困难。
受限于兰炭产能规模以及低产能利用率，未来榆林地区原镁供给或将边际收缩。根 据调研了解，“兰炭—镁”产业链中，约 13 吨兰炭生产对应 1 吨原镁，若兰炭产能增长 陷入停滞，榆林地区原镁冶炼增速也会放缓；同时，由于榆林现有镁锭冶炼产线相对落后（横罐皮江法），能耗较高，在“双控”的背景下，偶发性减产、停产可能性大，未来 产能利用率也将保持低位。综合来看，未来榆林地区原镁供给增速将大幅放缓。
2. 下游应用场景有望不断延伸镁合金需求爆发窗口临近
原镁在下游主要应用于镁合金的深加工、铝合金添加剂以及炼钢脱硫；镁合金具有 强度高、弹性模量大、散热好、消震性好、耐冲击、良好的机械性能等特点，下游应用 主要集中于交通运输领域，占比超 60%。
2.1 镁深加工技术持续进步 推动行业进一步发展
大吨位压铸机的推出为大尺寸镁结构件压铸提供技术支持。目前可用的镁合金汽车 零部件有转向支架、方向盘骨架、气囊支架、座椅支架、仪表盘背板、仪表盘支架、车 门内框、轮毂等。受限于锻造加工难度以及成本问题，目前较为普及的镁合金零部件主 要为转向支架、方向盘骨架等小型结构件。
近年来，海天、伊之密等压铸机公司相继推出 7000T 以上压铸机产品；大吨位压铸 机在镁加工企业中日渐普及，以镁行业龙头云海金属为例，公司已有 24 台 1000-4200 吨 进口大型压铸单元，其中最大吨位达 5000T。大吨位压铸机不仅缩短加工工艺流程，降 低零件重量，更是实现了轻量化和成本降低，有力提升了产品结构强度，为大尺寸镁结 构件压铸提供技术支持，助力镁结构件推广使用。根据调研了解，已有镁深加工企业成 功为车企开发镁合金中大型结构件并获得订单，如汽车变速器集成壳体，重量可达 15kg。
半固态注射成型技术带来镁合金深加工革命。传统的金属成形主要有两类：一是液 态成形，如铸造、液态轧制等；二是固态成形，如挤压、锻造、冲压等。半固态成形是 区别于液态成形和固态成形的新工艺，该方法利用金属从液态向固态转变过程中所具有 的特性进行成形；其中，触变注射成形是唯一用于镁合金工业生产的半固态成形技术， 在形状复杂、致密度高的零件的成形中优势明显。
在半固态触变注射成形过程中，镁合金粒子在给料器和螺旋作用下向前推进，积累 在螺旋前端并加热至半固态，最后在注射缸作用下，半固态金属液经由喷嘴注射入模具 内成型。与压铸镁合金产品相比，该技术产品具有机械性能好、致密度高、气孔少、无 需熔炼设备、生产安全环保等特点。
国内相关企业加快半固态注射成形工艺、设备研发。触变注射成形技术最早由美国 Thixomat 公司在多个国家取得专利权；随后日本制钢所以及加拿大 HUSKY 公司获得授 权进行相关设备的生产。近年来，国内相关企业开始加大对半固态注射成形设备、工艺 的研发投入，伊之密已研发 UN300MGII-UN2000MGII 机型，覆盖从 3C 产品等小型零件到新能源汽车中大型零件；国内镁合金压铸企业，如宁波星源卓镁， 也与伊之密等企业加强合作，共同开发多流道、大吨位半固态注射成形机。
根据调研了解，压铸技术用于镁合金小型件生产已经相对成熟，未来半固态注射成 形技术有望应用于大尺寸镁合金件；随着半固态注射技术的推广应用，镁合金零部件有望实现更高的产品质量、成品率以及生产过程的安全环保。（报告来源：未来智库）
2.2 镁汽车轮毂及镁电池包结构件渗透率有望实现零的突破
镁合金是最具前途的轻量化材料之一，未来市场空间巨大。目前新能源汽车受限于 续航里程的技术问题，而电池数量及能量密度的提升短期内较难实现，因此对车身轻量 化的需求更加迫切。轻量化材料是汽车轻量化的重要研究方向之一，由于镁合金具有比 强度和比刚度高、表面加工性能和铸造精度较高等优点，在降低汽车整车重量，提升整 车性能方面，具有巨大的开发潜力和竞争力。根据规划，假设到 2030 年单车用镁量达 到 45 公斤，汽车销量达到 3800 万辆，届时汽车领域镁需求量将达 171 万吨。
镁合金轮毂对汽车减重效果明显，可有效降低能耗。镁合金汽车轮毂在安全性、节 能性、操作性和舒适性上优势显著，其中节能性主要体现在镁合金车轮质量轻，降低整 车负载，从而降低能耗，节约燃料。根据相关研究，虽然在生产阶段，镁合金相对于传 统钢轮毂消耗的能量更多，但是在车辆使用过程中，镁合金轮毂减重所引起的使用阶段 能耗明显下降：当行驶里程超过 38855km 后，镁合金轮毂的全生命周期能耗开始小于钢 制轮毂的能耗。
镁合金成形技术不断升级，国内厂商加快镁合金轮毂推广步伐。近几年，国内镁合 金深加工企业加快镁汽车轮毂相关项目的投资，林州鼎鑫镁业和河南德威科技已完成正 反挤压成型生产线的建设与投产；云海金属与健信科技、合肥信实共同投建年产 100 万 件汽车镁轮毂生产项目；中镁宏海也在山西阳泉建设 320 万件镁锻造汽车轮毂项目。此 外，科研机构也不断改进镁汽车轮毂的生产工艺，例如上海交大研发出铸造+旋压复合 成型技术，明显提高镁汽车轮毂铸坯成品率。在技术进步以及生产厂商的推动下，国内 镁合金汽车轮毂有望加快进入商业化生产、使用阶段。
根据我们的测算，假设镁合金轮毂重量为 18kg，悲观预测，至 2025 年轮毂领域镁 合金用量将增加 11.83 万吨；乐观预测，至 2025 年轮毂领域镁合金用量将增加 24.33 万 吨。
电池结构件或成为未来镁合金重要应用领域。电池包是新能源汽车核心能量源，主 要包括动力电池模组、结构系统、电气系统等；其中，结构系统由壳体（包括上、下壳 体两部分）、各种金属支架、端板等组成，目前普遍使用钢板或者铝合金作为结构件材 料。镁合金结构件不仅性能优良，而且密度小，可有效减轻车重；以特斯拉 MODEL S 为例，其电池包所使用的铝合金结构件总重量约 125 公斤，若全部采用镁合金，重量有 望减少至 80kg 左右，减重效果达 30%。
镁加工企业深化与下游企业合作，镁电池包结构件需求有望放量。目前，镁加工企 业正在大力推广镁合金材料实现电池包结构系统的轻量化，如三祥新材子公司-宁德文 达镁铝已为宁德时代成功开发镁合金电池端板，并已导入宁德时代多个牌号产品。根据 调研反馈，镁加工企业也正在积极向车企推广，或与车企合作开发镁合金电池支架以及 镁合金电池包壳体。以镁合金电池包外壳为例，其平均重量为 60 公斤，到 2025 年，悲 观预测电动车镁合金电池包外壳将增加镁合金需求量 32.4 万吨；乐观预测将增加镁合 金需求量 54 万吨。
2.3 镁建筑模板技术路径统一 “镁代铝”前景广阔
铝建筑模板已成为目前主流的金属建筑模板。建筑模板是一种用于现浇混凝土结构 施工的临时性支护结构，根据材料可分为木模板、钢模板、塑料模板、铝合金模板等， 目前，我国建筑模板仍以木模板为主，但是木模板存在周转使用次数低、资源浪费、回 收困难等短板，多地政府推行禁用木模板、提倡使用铝模板等新材料政策。铝模板因强 度高、稳定性好、低成本、高效率、绿色可回收等特点，市场份额增长迅速，目前市占 率约为 30%。
镁建筑模板性能更加优异，且生产技术路线形成统一，有望形成规模化效应。铝建 筑模板相对于木模板优势显著，但铝建筑模板耐酸不耐碱，模板表面易与混凝土产生亲 和反应，不仅影响成型混凝土的表面质量，而且水泥容易沾粘在模板上，后期清洗难度 大。相对于铝建筑模板，镁建筑模板更轻，模板的拆装更方便，每平米重量镁建筑模板 比铝建筑模板轻约 25%；并且镁建筑模板耐碱，不与混凝土发生反应，清洗再利用难度 小，每平米节约 40 元左右清理费。
此外，镁合金的压铸性能要比铝合金好，根据调研反馈，近两年镁建筑模板生产企 业生产技术路线逐步形成统一，压铸成为行业认可的首选工艺，生产成本大幅下降，相 对铝建筑建筑模板具有经济性。考虑到镁建筑模板的优异性能，以及镁合金模板制造成 本、再利用清理费用以及二次加工成本均低于铝合金建筑模板，“镁代铝”潜力巨大。
相关企业加快布局，需求爆发期临近。镁建筑模板的发展潜力已促使相关企业加快 投资步伐。以云海金属为例，其在 2021 年 12 月发布公告称子公司将投建 200 万片建筑 模板项目，并于 2022 年 3 月，再次发布公告称，将于南京领航共同投建又一镁铝建筑 模板项目。根据中国基建物资租赁承包协会统计，2021 年全国建筑铝合金模板销售收入 63 亿元，租赁收入 320 亿元，周转使用量 7050 万平方米，与 2020 年 6200 万平方米相 比，同比增长 13.71%。假设镁建筑模板每平方米 16kg，乐观预测下（镁、铝建筑模板 比例为 7：3），则镁需求将增加 78.96 万吨；悲观预测下（镁、铝建筑模板比例为 5：5），则镁需求将增加 56.40 万吨。
3. 镁行业供需新格局形成 镁价或将维持高位运行
2021 年镁价迎来大幅上涨，原镁供需处于紧平衡。2021 年，受原材料价格上涨以 及供给端收缩影响，镁价过山车式高位运行。上半年，镁价在 2 万元/吨左右波动；进 入 9 月份，原镁主产区陕西因未能完成“双控”要求，被列为重点监管区域，严格管控 减污降碳，陕西地区约 15 家镁厂被要求暂停运营，30 家镁厂被要求减产 50%，镁价创 历史新高；随后镁价有一定回落，随着中央环保督察组进驻陕西，指出当地淘汰兰炭落 后产能不力，考虑到后续停产、减产的可能，镁价又呈现上涨趋势。
我国已主导全球原镁供应，原镁供应紧张对海外相关企业造成威胁。根据 CM 数 据，我国原镁供应量约占全球的 82%，欧洲 95%的原镁需求也依赖我国供应。2021 年 9 月以来的镁价飞涨和供应紧张已威胁欧洲车企、铝合金生产商等相关企业的生产经营；受此影响，ACEA、IMA、ECCA 等多个行业协会联合呼吁欧盟采取措施应对临近的供 应危机。
供给方面，在环保、双控等政策的压力下，我国原镁供应或将边际收缩。榆林地区 已形成特色的“兰炭—镁”产业链，在兰炭产能增长受抑制的情况下，原镁产能增长乏 力；并且，榆林地区原镁冶炼装置落后，偶发性停产可能性高，产能利用率维持低位。由于榆林原镁产量占全国近 60%，榆林原镁供应增速放缓会影响到全国原镁供应，甚至 影响全球镁产业链的运转。根据 CM 预测，2020-2030 年我国原镁产能年复合增长率将 从 2010-2020 年的 6.0%降至 4.3%。
需求方面，镁应用场景不断延伸，有望完成从小金属到中等规模金属的转变。随着 汽车轻量化的推进以及镁深加工技术的进步，镁合金在汽车上的应用逐渐由小型件向轮 毂等中大型件过渡，此外，镁电池包结构件渗透率也有望显著提升。对于镁建筑模板， 行业内对生产技术路线形成统一，国内生产企业正加大投资力度，镁建筑模板对铝建筑 模板的替代值得期待。供给增长放缓叠加需求放量，我们认为，镁供需格局已由供需平衡转向供需紧张， 并且供需紧张局面将持续；未来镁价会有一定回落，但仍会保持在相对较高的价位。
4. 重点公司分析
4.1 云海金属：镁行业龙头企业
深加工领域多方位布局 云海金属集团于 1993 年成立，公司主营业务为镁、铝合金材料及深加工业务，主 要产品包括镁合金、铝合金、金属锶、微通道扁管等，广泛应用于汽车和消费电子领域。目前，公司共有四大事业部：镁事业部、铝事业部、压铸事业部以及贸易公司，10 余家 子公司分布于全球及海外。
公司已实现“白云石开采—原镁冶炼—镁合金熔炼—镁合金精密铸造”产业链全面 布局，原镁产能以及镁合金产能均位列全国第一。1）上游矿石资源端，公司在巢湖拥 有青苔山矿区部分采矿权（正积极竞拍剩余矿权），新取得青阳项目配套矿权，并已与五 台政府达成战略协议，未来可获得大朴白云岩矿权；2）中游冶炼及合金端，公司现有 10 万吨原镁冶炼产能（巢湖云海 5 万吨、五台云海 5 万吨）、18 万吨镁合金产能，未来青 阳项目建成，公司冶炼、合金产能将实现跨越式增长；3）下游深加工领域，目前公司拥 有约 3.3 万吨产能，在长三角（巢湖云海）、西南（重庆博奥、荆州云海）、北方（天津 六合镁）均有生产基地，初步完成深加工布局，博奥扩产项目、镁建筑模板项目投产在 即。
深耕镁行业二十余年，自有技术赋予公司成本优势。针对皮江法的不足，公司自主 研发的“短流程粗镁一步法”使得劳动生产率提高 1 倍，冶炼总耗能降低 30-40%，不仅 保证原镁质量，也大幅降低生产成本。公司自主研发的“竖罐蓄热式燃烧技术”能耗明 显降低，一般卧式还原炉吨镁耗煤 5.5 吨，竖罐吨镁耗煤仅 3 吨，煤耗降低明显。根据 我们的测算，在当前原材料价格水平下，公司原镁生产成本比行业平均水平低约 18%。同时，公司在惠州、巢湖、印度等地均设有边角料回收再生项目，应用镁合金压铸边角 料再生回收净化工艺技术，进一步保障公司的成本优势。
宝钢金属战略入股，共同开发青阳项目。目前，宝钢金属共持有云海金属 14%股份， 是公司第二大股东。依托于宝武集团，宝钢金属客户资源丰富；同时，宝钢金属以成为 “轻量化解决方案领军者”为愿景，聚焦发展轻量化材料与制品，与云海金属战略方向 一致，随着技术以及客户资源的共享，强强联合有望加速合金材料在汽车轻量化领域的 渗透。
2020 年，公司发布公告称，公司拟与宝钢金属、青阳建投共同投资设立安徽宝镁， 该合资公司作为主体投建位于安徽省池州市青阳县酉华镇花园吴家白云岩矿区、26.5 公 里廊道，运营年吞吐量 3000 万吨码头，建设年产 30 万吨高性能镁基轻合金、15 万吨 镁合金压铸部件、年产 100 万吨熔剂、年产骨料及机制砂 2500 万吨项目。该项目建成 后，将成为公司继巢湖云海后又一“白云石开采—原镁冶炼—镁合金熔炼—镁合金精密 铸造”的全产业链基地，进一步巩固公司行业龙头地位。
不断布局镁合金深加工领域，深加工基地遍布全国。在汽车用镁合金产品方面，2019 年收购重庆博奥，布局西南市场；2021 年，收购天津六合镁，开拓北方汽车市场；至此， 公司镁合金压铸布局初成：长三角地区有巢湖精密；西南地区有重庆博奥、荆州云海；北方地区有天津六合镁；国际上有瑞宝金属（印度）。同时，公司开始发力镁建筑模板， 全资子公司巢湖云海轻金属精密投资建设年产 200 万片建筑模板项目；2022 年 3 月， 公司宣布与南京领航合作，共同开发镁铝建筑模板项目。
公司盈利状况良好。2021 年，公司实现营业收入 81.17 亿元，同比增长 36.52%；实 现归母净利润 4.93 亿元，同比增长 102.21%；实现扣非归母净利润 4.20 亿元，同比增长 83.81%。2021 年的优异业绩得益于高镁价，未来，随着产能的逐步释放，公司业绩有望 稳步提升。（报告来源：未来智库）
4.2 三祥新材：锆行业龙头地位稳固，切入镁合金领域开辟第二主业
三祥新材于 2016 年 8 月在上交所发行上市。自上市以来，公司不断扩张产能，丰 富锆系列制品的产业布局，积极向新材料领域拓展。目前，公司电熔锆有效产能 2.6 万 吨，居国内第一，技术行业领先；2018 年，通过收购下游工业级海绵锆生产企业辽宁华 锆，公司步入海绵锆领域，一期 3000 吨海绵锆产能已逐步投产，产能位居国内乃至亚 洲第一，二期规划新增产能 2000 吨；2020 年，公司发行可转债募资投产氯氧化锆项目， 辽宁华祥 10 万吨氧氯化锆产能已获批，一期 2 万吨产能已进入设备调试阶段；公司通 过参与三祥锆镁投资锆基液态金属，目前正在稳步发展中；2021 年初三祥纳米氧化锆 2000 吨已顺利投产，市场开拓情况良好；此外，2021 年公司通过定增募投的 1500 吨特 种陶瓷项目也在积极推进。
携手宁德时代，进军镁铝合金市场。2020 年 11 月 13 日公司与宁德时代新能源科 技股份有限公司、江苏万顺机电集团有限公司、中山市隽达股权投资管理企业、中山银 泰股权投资管理企业共同出资成立宁德文达镁铝科技有限公司（“文达镁铝”），合作的 产品为镁铝合金，注册资本 30,000 万元，项目总投资额 3 亿元。目前宁德文达镁铝已成 功为宁德时代开发镁合金电池端板，并已导入宁德时代多个牌号产品；后续双方有望在 更多电池包结构件上形成合作。
2020 年，公司实现营业收入 7.33 亿元，同比下滑-3.68%；实现归母净利润 0.65 亿 元，同比下降-21.61%，原因系疫情影响下，公司产品需求疲软。2021 年，公司业绩明 显好转，根据业绩预增公告，预计实现归母净利润 1-1.05 亿元，同比增长 54.23%-61.94%。
（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。）
