鈦材性能優越,應用領域十分廣泛。鈦金屬具有密度小、比強度高、導熱系數低、耐高溫低溫性能好、耐腐蝕能力強、生物相容性好等優良特性,被廣泛應用于航空航天、艦船制造、化工石化等眾多領域。全球有近一半的鈦材用于航空領域,相比之下,中國的鈦材消費則相對集中在化工領域,航空航天領域占比較低。
隨著國民經濟結構戰略性調整以及產業轉型升級,未來鈦行業在航空航天、船舶、石化、消費電子、新能源、生活用鈦等產業上仍有較大的市場發展機遇。需求量將進一步增長,但航空航天及軍工領域需求以高端產品為主,進入門檻較高,因此大多數企業難以享受到其帶來的紅利。

我國鈦加工材的應用領域正在發生變化。2023 年,我國鈦加工材的用量超過14.8 萬噸,同比增長2.1%。化工和航天航空依然是最主要的消費領域,占比分別為49.8%和19.8%。
其他應用領域的占比均未超過10%。在鈦加工材的應用占比方面,航天航空和醫藥行業的用量占比分別下降了2.8%和1.3%;而新興的3C 領域占比超過6%,增長最為迅速。其他領域的應用比例基本持平。
具體到鈦加工材的應用數量, 3C 領域的用量呈現爆發式增長。全年增長接近1 萬噸,冶金和電力領域也出現了較好的增長。然而,在海洋工程、醫藥、船舶和航天航空領域,鈦加工材的用量明顯下降,分別下降了32.8%、31.6%、22.9%和10.4%。其他行業的用量與2022 年基本持平。
化工:需求大勢已過,增速放緩
化工行業為我國鈦材最大的應用領域。其廣泛運用于煉油生產中的冷凝器、空氣冷卻換熱器,氯堿行業中的冷卻管、鈦陽極等,電解槽工業和電鍍行業中的電解槽設備主要結構件等都需要應用到鈦材。我國化工用鈦的范圍也在不斷擴大,用量逐年增加,鈦已成為化工裝備中主要的防腐蝕材料之一。鈦作為一種用于化工裝置中的耐腐蝕結構材料,已經成為化工設備中的理想材料,2023 年該領域鈦加工材需求量為 7.4 萬噸,占比49.8%,同比+1.3%。

近年來,隨著民營大型煉化項目的增加,我國對具有強抗腐蝕性的鈦材PTA(PureTerephthalic Acid)的需求顯著增長。鈦材在PTA 裝置中主要以襯鈦和全鈦設備形式應用,襯鈦設備利用外層碳鋼承擔介質壓力,內層鈦則抵抗介質腐蝕;全鈦部件則完全由鈦材承擔介質的腐蝕和壓力。鈦材在PTA 裝置中廣泛應用于氧化單元、結晶單元和溶劑回收單元,例如氧化反應器、結晶器及超過120 度的脫水塔再沸器的管子及塔盤。鈦行業盡管在疫情期間依然保持快速發展,與國內PTA 行業的迅速擴張密切相關。
我國PTA 投產高峰已過,其鈦材需求增速隨之回落。根據PTA 項目的投產計劃,2020年至2022 年是中國PTA 項目的建設和投產高峰期,導致鈦材需求提前出現高峰。2019 年至2021 年,我國化工領域對鈦材的需求保持旺盛。然而,從2022 年起,化工領域對鈦材的需求逐漸趨于平穩。
未來化工行業對鈦材的需求將呈現持續下降趨勢。2023 年以來,隨著國際原油市場的不斷走低,以及PTA 新裝置集中投產,PTA 行業對新裝備的需求量急劇減少,這也使得該行業對鈦材的需求量在大幅度減少,這也體現到今年第二季度開始國內鈦材市場逐漸趨冷,訂單大幅度減少。我們預計2024-2026 年該領域用量同比減少-5%/-8%/-10%, 用量為7.0/6.5/5.8 萬噸。
航空航天:軍民機齊放量,市場潛力巨大
鈦合金是飛機機體、發動機、艦艇等高端裝備的重要結構材料之一。作為減輕結構重量、提高結構效率、改善機體結構可靠性、提高機體壽命、滿足高溫及腐蝕環境的良好機體材料,從20 世紀50 年代至今,世界鈦市場中的最大用戶始終屬于航空,近 50 年來鈦合金在商用及軍用飛機領域的用量伴隨各自產品的升級換代呈穩步增長趨勢:美國50 年代,鈦基本上只用于軍用航空;60 年代開始商用航空采購量逐漸上升。70~80 年代軍用與商用基本持平;90 年代至今,商用航空鈦材采購量比例繼續上升,2000 年首次反超軍用航空,軍用4000噸 vs 商用12000 噸。美國戰斗機和轟炸機上鈦合金用量也不斷增高,在F-22 上達到了高峰41%。
十四五開始,鈦合金行業迎來主戰裝備升級迭代所帶來的需求快速擴張紅利,中國在航空航天領域實現多個重大突破。近幾年國內航空航天領域鈦材消費持續放量,2018-2023 年CAGR 達到23.3%,2023 年國內航天航空領域鈦材消費突破達2.9 萬噸,同比-10.4%。小幅回落的原因是,軍工行業作為計劃性很強的行業,受中長期裝備建設目標的指引,具有“多品種、小批量”和“以銷定產”等特點,通過一個個的五年計劃滾動實現,因此呈現一定的周期性。在五年計劃的執行過程當中,參考“十三五”可以看出一般呈現“前低后高”的特點:即一個完整的五年計劃,前2~3 年行業的訂單、產值等增速較低,后2~3 年的訂單、產值等增速較高。2023 年處于承上啟下的中間調整階段,未來隨著國內軍用、民用航空等領域的發展,新增需求的逐步落定,高端鈦材需求有望恢復高增長態勢。
軍費開支呈加速態勢,與發達國家差距依舊顯著
國防預算支出同比增速連續三年提升,呈加速態勢。2023 年處于“十四五”的中間年份,隨著中期調整新訂單需求的逐漸落地,國防軍工行業有望迎來景氣度上行期。軍費與國家經濟發展存在正相關性,國防建設是國家安全與經濟發展的基本保證。據新華社報道,中國財政部在發布的政府預算草案報告中表示,2024 年國防費預算約為15537 億元,同比+7.2%,略高于5%的GDP 增速目標。
軍費開支與發達國家差距進一步拉大。世界各國或進入軍費高增周期,我國軍費仍有較大增長空間:1)近年來美國、日本、印度等國家國防預算增幅都保持在兩位數以上,美國2024 財年國防經費達8860 億美元,約占全球軍費總額的40%,相當于中國軍費的3.8 倍;而日本2024 年防衛預算同比增速也高達16.5%,保持連續11 年增長;2)我國國防費與應對安全威脅的需求還顯不足,與世界主流國家差距較大,未來或有不斷增長的空間:據央視新聞報道,2024 財年美國國防預算約占美國2024 年GDP 的3.2%,據上觀新聞消息,日本或將在2027 年將國防開支占GDP 比重升至2%;相比而言,中國2024 軍費占GDP 比重僅為1.3%,遠低于美、日等國水平。
軍用飛機用鈦量穩步提升
在軍用飛機領域,鈦合金的用量已成為衡量機型先進程度的新指標。我們假設新交付的飛機數量為存量的一倍,成材率為30%,預計未來十年中國軍用戰機發動機的更新換代將釋放23838 噸左右的發動機高端鈦合金需求,年均需求量2383.8 噸。
舊機換發和新機列裝都會為航空發動機用鈦合金材料帶來需求??紤]到未來訓練演習次數的增加以及老機型十年左右的發動機更換周期,我們假設目前存量飛機數量中的50%在未來10 年內將更換發動機,新交付的飛機數量為存量的一倍, 新增軍用飛機裝2 備1,發動機鈦合金占比35%,鈦合金部件成材率30%。我們預計未來十年中國軍用戰機發動機的更新換代將釋放19215 噸左右的發動機鈦材需求,年均1921.5 噸。
民用飛機帶來新機遇
從民用飛機的歷史發展來看,鈦在民用飛機中的使用量不斷增加,對航空工業的發展起到了關鍵作用。70~80 年代軍用與商用基本持平隨著民用航空工業的發展,鈦材將擁有越來越大的市場空間,從兩大國際飛機制造商的數據來看,波音和空客主要機型的用鈦量逐步提高。由于減輕飛機重量、增加運載能力、降低油耗是航空公司選擇飛機的重要依據,所以提高鈦材用量對于未來民用客機的開發具有重要意義。根據《航空用鈦及鈦合金的發展及應用》、《鈦合金在民用飛機上的應用及發展趨勢》,特別是Ti-1023 在波音777 起落架上的成功應用,打開了波音和空客公司在大型客機起落架選材中越來越偏好Ti-1023 的局面。
國產飛機訂單量持續保持充沛狀態。根據上海市科委發布的《2022 上??萍歼M步報告》,我們測算目前C919 大飛機訂單至少1095 架,ARJ21 訂單至少730 架。未來10 年預計將拉動鈦合金需求量1.7 萬噸,年均需求量1720.6 噸。
3C:需求爆發增長,占比仍較低
2023 年,鈦加工材在3C 領域的爆發增長,使得全年鈦加工材產量、消費量維持小幅增長的態勢。智能手機的支撐結構手機中框(用于固定手機屏幕、后蓋板及內部元器件)對材質要求較高的強度及硬度、較好的耐腐蝕性隨著智能手機不斷更新迭代,智能手機的背板及邊框的用材會更加多樣化。
2023 年,榮耀、蘋果、三星等廠商紛紛采用鈦合金材料,推動其在手機上、智能穿戴、平板電腦和筆記本等消費電子領域的應用。目前,鈦材料已經初步應用于高端直板機手機中框以及折疊屏手機鉸鏈和軸蓋。已上市的使用鈦合金中框的產品包括使用5 級鈦(Ti-6Al -4V)的iPhone15 Pro/Pro Max,使用99%TA-2 鈦金屬的小米14 Pro 鈦金屬特別版以及三星Galaxy S24 Ultra;折疊屏手機領域,榮耀 Magic V2 和榮耀Magic Vs2 首次采用魯班鈦金鉸鏈等創新材料, 軸蓋使用3D 打印鈦合金,大幅提升了鉸鏈的堅固程度與耐折可靠性,也極大提高了榮耀在中國折疊屏手機市場的市占率,其Magic V2 的銷量位列2023 年Q3 中國折疊屏手機的銷量榜首,2023 年全年獲得折疊屏手機市場第三,份額17.7%,出貨量同比增速高達467.0%;智能手表方面,蘋果發布的第二代Apple Watch Ultra 的部分(約1/10)鈦金屬機械部件采用3D 打印技術制造。鈦合金具有較強的物理與化學性能,越來越多的 3C廠商有望采用鈦合金。
2018 年,全球智能手機市場出貨量首次出現年度下降,標志著其增長軌跡的轉變。自此,市場一直處于下行趨勢。疫情在智能手機需求方面發揮了正向的刺激作用,2021 年,隨著人們在家中度過更多時間,對智能手機進行教育、工作和娛樂的依賴性也隨之增加,導致封鎖解除后對智能手機的需求激增,尤其是在較低的價格段,市場從2020 年受新冠疫情的嚴重打擊中短暫回升。IDC 數據顯示,從2021 年Q3 以來智能手機經歷了連續9 個季度的下行周期,2022 年全球智能手機出貨12.02 億臺,同比-11.1%; 2023 年全球智能手機出貨11.7 億臺,同比-2.9%;其下降原因是供需問題的雙重影響,包括地緣政治沖突、經濟通脹、疫情長尾效應等宏觀因素的持續影響,疊加手機新品缺乏主要硬件創新、市場飽和、換機周期延長、二手和翻新智能手機市場增長。市場調研機構Techlnsights 發布了一項預測報告,數據顯示,消費者市場的換機周期長達51 個月,從而導致2023 年全球智能手機的換機率持續下跌至歷史新低23.5%。
未來幾年,4G 向5G 的過渡將在新興市場和低端價格段帶來主要增長機會,預計將占全球手機出貨量的近一半。雖然5G 在發達市場的快速普及在很大程度上歸功于蘋果公司和三星,但中國手機品牌廠商在降低5G 智能手機成本方面發揮重要作用,推動5G 在全球范圍內(尤其是在印度、拉丁美洲和非洲等新興地區)快速推廣,但其主打中低端機型,不是高端機型的目標群體。我們預測 2024-2026 年全球智能手機出貨量的CAGR 達3.4%,分別為12.1/12.5/12.9 億臺,同比增加4.4%/3.2%/3.5%。
高端機銷量有望穩步提升。根據Counterpoint research 最新公布的數據顯示,盡管2022、2023 年智能手機的出貨量呈減少的走勢,但全球高端(≥600 美元)智能手機銷量卻同比增長了1%,2023 年高端機型占總出貨比例達23%,隨著智能手機銷量的提升,我們預計未來高端手機銷量占比有望進一步提升,2024-2026 年高端機型占比將提升至25%/27%/29%,達到12.1/12.5/12.9 億臺。
其他領域:多點開花,電力、冶金增速較快
冶金
鈦合金憑借其優越的性能被廣泛運用于冶金領域。從礦石或者化合物中提取金屬有火法冶金和濕法冶金兩種辦法。其中濕法利用化學方法從礦石中提取純金屬,無高溫和粉塵危害。濕法冶金包括電解提取和精煉,使用酸性電解液,并廣泛應用鈦基材料作為陽極板(DSA 陽極)。這些陽極板需具備穩定性、耐腐蝕性和催化活性,以降低能耗。鈦在電解銅、鎳等過程中解決了腐蝕問題,其表面氧化膜既保護了材料也易于清理,適合作為濕法冶金的陽極板。
在冶金行業中,鈦主要用于電解銅和電解鎳行業的種板和耐腐蝕容器等設備。由于鈦材在冶金領域表現出穩定、損耗少的優點,近年來,冶金領域鈦材的大規模更新換代推動了鈦材使用量的快速上升。
電力
鈦因其在海水中的優良耐腐蝕性,被用于制造電站凝汽器,解決了不銹鋼和銅材料的腐蝕泄漏問題。自60 年代國外開始應用后,70 年代初鈦凝汽器實現了工業化。中國從1978年開始研究并逐步推廣使用鈦制凝汽器,目前在核電站和濱海電站廣泛應用,顯著提升了設備安全性和換熱效率。同時,中國核電發展迅速,2023 年新增商運核電機組,總裝機容量位居全球第三,且在建核電工程規模全球領先。目前沿海電廠已大量采用鈦制凝汽器,每臺凝汽器用鈦量約130 多噸。到目前為止,我國濱海電站已有9 個電廠采用18 臺全鈦凝汽器,還有6 臺是部分用鈦的凝汽器,共用鈦材近700 噸。此外鈦還廣泛用于現代化電廠的輔助冷卻器、冷卻池,發動機變壓器的冷凝器和潤滑油冷卻器以及汽輪機等。
根據《中國核能發展報告2024》,2023 年我國商運核電機組繼續保持安全穩定運行,全年新增商運核電機組2 臺,數量達到55 臺,額定裝機容量5703 萬千瓦,位列全球第三。2023 年我國在建核電工程穩步推進,全年新開工核電機組5 臺,核電工程建設投資完成額949 億元,創近五年最高水平。截至2023 年底,在建核電機組26 臺,總裝機容量3030 萬千瓦,位居全球第一。
醫療
醫用鈦合金因其卓越的耐蝕性、高強度、低彈性模量、耐疲勞和出色的生物相容性,廣泛應用于肢體植入、牙科、醫療器械等領域。其獨特的生物相容性使其在醫學領域獨具優勢,盡管耐磨性和工藝性能有待提高。隨著經濟發展,醫用鈦合金需求不斷增長,但我國在研發和應用上與發達國家仍有差距。通過加強研發和創新,鈦合金有望更好地滿足醫療需求。
醫用鈦合金在醫療器械中的應用尤為突出。適用于手術刀、手術鉗、縫合針等,因其輕巧、耐蝕和適度彈性,特別適合顯微外科手術。鈦合金在人工關節中的應用也備受關注,多孔鈦合金材料能促進骨細胞生長,生物相容性強,是理想的植入材料。2023 年醫藥領域用量的下滑可能是因為部分鈦制醫療產品被列入集采項目,相關采購政策引起的階段性變化,隨著技術進步和應用拓展,醫用鈦合金將在醫療領域發揮更大作用,鈦需求后期有望修復。
體育休閑用品
鈦合金在體育休閑領域的應用正迅速發展,成為當前最為活躍的領域之一。近年來,隨著技術的進步和市場需求的增長,各種新型鈦合金材料不斷被引入到體育休閑產品中。在我國,盡管體育休閑用鈦材用量不到1%,但其消費量約占全國鈦消費總量的五分之一,顯示出其在該領域的重要地位。
隨著海綿鈦價格下降和制造技術進步,鈦合金在民用市場尤其是體育休閑領域的應用展現出巨大增長潛力。根據《有色金屬報》在第五屆中國鈦民品高峰論壇上的報道,2023 年,鈦民用生活品的鈦板和鈦管的采購量已經達到幾十噸的規模,不再是過去零星的采購模式。這表明一個巨大的潛在市場正在逐步形成。未來,隨著海綿鈦價格的逐步下降、制造技術的不斷革新以及規模效應的顯現,鈦合金憑借其獨特的優越性能,在民用市場中展現出無限的潛力。鈦合金不僅具有高強度、低密度、耐腐蝕和良好的生物相容性,還能夠通過多種工藝加工成各種復雜形狀,滿足不同產品的需求。這些優勢使得鈦合金在體育休閑領域的應用前景更加廣闊。
海洋工程
在海洋強國戰略、《中國制造2025》計劃和“一帶一路”戰略的共同推動下,海洋工程產業迎來了巨大的市場空間?!膀札執枴?、“深海勇士號”、“全海深載人潛水器”和“深??臻g站”等國家重大項目的陸續啟動,為鈦合金材料在海洋工程上的推廣應用提供了最佳的發展時機。
鈦合金在海洋裝備領域的應用是多方面的,涵蓋海洋工程、海洋運輸和海洋環境保護等多個方面。其優異的耐腐蝕性、高強度和輕質特性,使其成為海洋裝備領域的理想材料之一。
然而,到目前為止,我國海洋鈦合金尚未形成公認的材料體系,且鈦合金的數據積累尚不能完全支撐我國海洋工程關鍵裝備的選材需求。特別是針對目前海洋裝備走向深海、遠海和兩極的目標,并無適用于深海、兩極等苛刻服役環境的專用牌號鈦合金。
在未來,隨著技術的不斷發展和對海洋資源的需求不斷增加,鈦合金的應用將會進一步拓展和深化。通過這種技術的應用,我國有望在海洋工程領域建立起完善的鈦合金材料體系,進一步推動海洋強國戰略的實現。盡管海洋工程領域在2023 年間需求明顯減弱,但是根據中國鈦工業發展報告的分析顯示,用量回落或與產業波動相關,隨著海洋工程新訂單的落地,我們預計海洋工程領域鈦材需求有望穩步回升,2024-2026 年增速為10%。
船舶
鈦材料能有效提升船舶性能并降低成本,但我國因缺乏相關生產技術,應用滯后。鈦合金用于艦船工業始于上世紀60 年代,目前美國、俄羅斯、日本、中國、英國、法國和德國等國家均有廣泛應用,主要應用包括耐壓殼體、船體結構等。相比之下,我國船用鈦合金的應用還存在較大差距:應用部位少、用量少,國外用鈦比例達到13%,而我國僅在一些零星部件上應用,比例不足1%。由于我國之前的鈦工業主要是為航空工業服務,但與航空用材相比,船舶用材的產品尺寸和單件重量更大,許多材型鈦材生產商無法提供,如寬厚板、大口徑無縫管、型材、復雜鑄件等。由于裝備能力限制,生產的品種、規格有限,加工與制造技術也相對落后?!膀札執枴彼璧拟伜辖鹬荒軓亩砹_斯進口。
過去幾十年中,中國造船工業供給能力顯著提升,已成為全球最具競爭力的造船工業之一,實現了從大到強的轉變。中國擁有大量的造船企業,包括一些規模龐大的國有和私營企業,建造的大型船舶數量占全球總量的較大比例。新船訂單結構不斷優化,綠色低碳化加速推進。2023 年,我國船企鞏固優勢船型地位,抓住細分市場輪動機遇,新船訂單結構不斷優化。在全球18 種主要船型中,我國有14 種船型新接訂單量居全球首位。2023 年,全國造船完工量達4232 萬載重噸,創歷史新高同比增長11.8%;新接訂單量7120 萬載重噸,同比+56.4%。截至12 月底,手持訂單量13939 萬載重噸,同比+32.0%。全國完工出口船3453 萬載重噸,同比+12.6%,受全球經濟環境不穩定以及部分國家加息政策的影響,導致出口造船訂單項目延期,出口占比在2022 年小幅下降約10%,2023 年也尚未恢復。
受船舶行業波動影響,2023 年船舶領域鈦材用量出現下滑,同比-23%。主要原因是全球經濟環境不穩定以及部分國家加息政策的影響,導致造船訂單減少和項目延期。
鈦材需求測算
化工領域:2023 年以來,隨著國際原油市場的持續走低以及PTA 新裝置的集中投產,PTA 行業對新設備的需求急劇減少,進而導致對鈦材的需求量大幅度下降。這一趨勢在今年第二季度開始明顯反映在國內鈦材市場上,訂單顯著減少。我們預計,2024 至2026 年該領域的鈦材需求量將同比減少-5%、-8%、-10%,預計用量分別為7.0 萬噸、6.5 萬噸和5.8萬噸。
航空航天領域:在航空航天領域,鈦合金的需求受到政府財政支持和軍費投入的推動。
2024 年,中央政府對國防投入的支持力度再次回升,各國軍費也處于高增長周期,我國軍費仍有較大增長空間。伴隨著軍費的增長,我國軍機數量以及舊機更換發發動機的數量有望進一步增長,同時帶動新機裝列發動機的鈦材需求,2024-2026 年航空航天領域鈦材需求將達35403/38943 /44785 噸,同比+21%/+10%/+15%。
船舶領域:隨著手持訂單逐步投產和新訂單的增加,造船業復蘇和綠色環保船舶需求增長將推動鈦材在船體結構等關鍵部位的應用,鈦材用量將逐步恢復。預計2024-2026 年,船舶領域鈦材用量將分別達到4116.2/4733.6/5443.7 噸,同比+10%/15%+15%。
醫療領域:預計相關采購政策的階段性變化落地后,隨著技術進步和應用拓展,醫用鈦合金將在醫療領域發揮更大作用,鈦需求后期有望修復,但短期內需求難以改善。預計2024至2026 年間鈦合金需求增速為0%。
海洋工程領域:2023 年海洋工程領域的鈦材需求明顯減弱,根據中國鈦工業發展報告的分析,用量回落與產業波動相關。隨著海洋工程新訂單的落地,預計該領域鈦材需求將穩步回升,2024 至2026 年增速為10%。
體育休閑領域:未來,隨著海綿鈦價格的逐步下降、制造技術的不斷革新以及規模效應的顯現,鈦合金在民用市場中展現出無限潛力。其高強度、低密度、耐腐蝕和良好的生物相容性,使其在體育休閑領域的應用前景廣闊。預計2024 至2026 年間,該領域的鈦合金需求將分別以10%/15%/20%的速度逐年增長,分別為894.3/1028.4/1234.1 噸。
3C 領域:鈦加工材在3C 領域的增長態勢有望維持,直板機和折疊屏手機有望拉動12435.4/14173.1/16204.3 噸鈦材用量,同比+64%/+11%/+11%。