2020年汽车轻量化行业市场需求情况分析及趋势
汽车的轻量化，就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，汽车质量降低一半，燃料消耗也会降低将近一半。由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。为了提升乘用车节能水平，缓解能源和环境压力，我国出台了一揽子政策，为我国汽车轻量化水平的提高注入了强劲的动力。
20 世纪 70 年代的石油危机推动了国外汽车轻量化技术的发展。经过 40 多年的发展，形成了从车身结构优化、新材料的开发、先进制造工艺到材料回收再利用等技术。汽车轻量化主要有以下三种方法：（1）结构优化设计；（2）轻量化新材料；（3）轻量化成形制造工艺。其中又以新材料和新工艺的效果最为显著，因此本报告只阐述汽车轻量化材料。目前在汽车中应用较多轻量化材料包括铝合金，镁合金，碳纤维和先进高强度钢。其中碳纤维复合材料减重效果最佳，最高可减重 70%。无论在传统燃油汽车或者节能与新能源汽车领域，都有足够的驱动力为汽车“减肥”。铝合金是最成熟的轻合金材料，主要轻量化汽车的车轮、动力系和悬架系零部件。汽车车身用铝合金零件主要有铸造（铸铝）连接件、覆盖件（板材冲压）、挤压型材骨架结构件、液压成形板材覆盖件和管材结构件等。 铝的密度只有钢铁的1/3，导热性比铁高 3 倍，机械加工性能比铁高 5 倍。用铝合金取代钢铁，可以使整车重量减轻 30％到 40％左右，制造发动机的话可减轻 30％的重量，铝制散热器比相同的铜制品轻 20％到 40％左右。汽车铝车轮可减重 30％左右，由于车身重量减轻，可使刹车效能增长 5％，而且吸收冲击的能力是钢铁的 2 倍，从而在发生碰撞事故时避免对行人的二次伤害。汽车轻量化是缓解新能源汽车续航里程痛点的重要途径。国家补贴对续航里程的要求将逐步升高，轻量化将减重并提高续航，帮助车企获取政府补贴，同时可以满足市场对汽车操控、NVH的更高要求。然而此前较低程度的汽车轻量化已经陆续实施了多年，但当前轻量化水平不满足国家“双积分”政策对2020年油耗的要求。2017 年全球汽车销量首次超过 9000 万辆，我国汽车产销量分别达到 2991.5 万辆和 2887.9万辆。美国、欧美对平均燃油经济性不达标的企业进行经济处罚。到 2025 年，美国轻型车（包括轿车、SUV、MPV 及皮卡）的平均燃油经济性必须达到每加仑 54.5 英里（mpg），约合百公里油耗 4.18 升。从 2016 年开始，未达到 CAFE（企业平均燃料经济性）标准的罚款额从 5.5 美元上涨到了 14 美元，因为如果离标准 0.1mpg，车企就需要付 8.5美元乘以车型年份所售出车型数量的总额。如果超过标准 0.5mpg，罚款金额还要乘以 5。2010 年欧洲平均每辆车的二氧化碳排放为 140g/km；至 2020 年，排放标准为 95g/km，每超出 1g 每辆车罚款 5 欧元，2g 罚款 15 欧元，3g 罚款 25 欧元，4g 以及以上罚款 95 欧元；至 2025年，排放标准为 75g/km，每超出 1g 罚款 190 欧元。若按照 2010 年汽车排放量 140g/km 来算，到 2020 年每辆车的罚款最高可达到 4035 欧元；到 2025 年，每辆车的平均罚款最高可达到 12350欧元。这样高昂的罚款措施，对于整车制造商来说，是难以接受的。因此，尽量减少车辆的平均排放是唯一的选择。据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国汽车轻量化市场竞争策略及投资可行性研究报告》统计数据显示：2000 年我国汽车全年销售量仅有 208.6 万辆，2000-2017 年间，中国汽车销量增长 13.8 倍，复合增长率达到 22.7%。从 2006 年到 2013 年，全球汽车保有量平均以 4%的速度增长，而中国的增长速度更高达 20%以上。2014 年全球汽车保有量超过 10 亿辆，预计至 2020 年全球汽车保有量将超过 14 亿辆，截至 17 年 6 月份，我国汽车保有量已达 2.05 亿辆。千人汽车保有量达到146 辆，但距离欧美、日本等发达国家的 550-800 辆/千人有较大差距，仍有较大提升空间。随着我国汽车产业的迅速发展，其造成的环境污染问题不容小视。2016 年 1 月，环保部发布《2015 年中国机动车污染防治年报》：2014 全国机动车排放污染物 4547.3 万吨，汽车尾气是大气污染物的主要贡献者，其排放的 NOx 和 PM 超过 90%，HC 和 CO 超过 80%。机动车排放的污染物是造成灰霾、光化学烟雾污染的重要原因，其防治的紧迫性日益凸显。基于环境压力和缓解原油对外依赖，中国汽车工程学会发布《节能与新能源汽车技术路线图》提出标准：至 2020 年，乘用车新车平均油耗 5.0 升/百公里，2025 年 4.0 升/百公里，2030年 3.2 升/百公里。同时，国务院印发的《节能与新能源汽车产业发展规划》也指出到 2020 年，乘用车平均燃料消耗量降至 5.0 升/百公里。目前各国政府针对汽车能源消耗和污染排放制定高压限制政策。以氮氧化物排放为例，欧盟、美国和日本自 1990 年代以来排放标准不断趋严，2020 年欧盟、日本汽车百公里油耗目标降到 3.8L、4.9L，而美国 2025 年将达到 4.84L。2016 年欧盟、美国、日本、中国汽车销量占全球销量的 67%，这些国家和地区的政策，影响着全球的汽车发展趋势，同时这些国家和地区汽车发展的方向也代表了全球汽车的发展方向。我国新能源汽车则从 2012 年的 2.8 万辆增加至 2017 年 77.7 万辆，复合增长率高达 112%。2020 年将达到 200 万辆。由于新能源汽车对轻量化的需求更加迫切，所以中国新能源汽车市场快速增长将会快速拉动汽车轻量化行业。2017 年我国乘用车产量约 2472 万辆，按照每年 4%的增长率估算，2020 年我国乘用车产量可达 2780 万辆，乘用车的轻量化市场规模将达到 3807.5 亿元，2015-2020 年的复合增长率为25.9%。对于先进高强度钢，《节能与新能源汽车技术路线图》中给出的规划是至 2020 年，强度 600MPa 以上的 AHSS 钢应用达到 50%。届时高强度钢的单车用量约为 550kg。按照 9000 元/吨的单价，先进高强度钢的市场空间将超过 917.4 亿元。对于铝合金和镁合金，“路线图”中给出的规划是至 2020 年单车用量分别达到 190kg 和 15kg。按照铝合金零汽车零部件 4 万元/吨的市场价格计算，其市场空间将达到 2112 亿元；镁合金汽车零部件按 10 万元/吨来计算，2020 年的市场空间达到 417 亿元。
轻量化的发展受到汽车电动化、节能减排、性能提升等多重需求牵引，其中新能源汽车细分市场将有望率先取得突破。中国轻量化材料市场广阔。一方面，对比国外发达国家，中国的轻量化技术起步晚，平均整车质量更大，以国外的轻量化材料占比作为标杆，中国发展的空间还很大；另一方面，受益于政策的驱动，中国新能源汽车行业的快速发展将带动轻量化的需求，促使车企往轻量化方向前进。