廣西航空鋁合金產業的鉆石模型分析

摘要：文章采用國家和地區產業競爭力分析常用的鉆石模型，從六個維度對廣西航空鋁合金產業競爭力進行分析，包括以下幾個方面：①電解鋁資源、電力資源、人力和技術資源、設備資源和資金資源等生產要素的優勢；②我國民航運輸業、大型民機制造業的巨大市場需求，以及我國“低空經濟”的市場前景；③廣西投資集團的全產業鏈、能源和金融優勢；④以南南鋁加工為龍頭的廣西鋁業集團戰略定位及與同業企業的差距；⑤廣西地方人大立法保障；⑥國內外環境帶來的發展機遇等。最后，根據鉆石理論，基于廣西航空鋁合金產業現狀，從企業、政府兩個層面提出提升廣西航空鋁合金產業競爭力的相關措施建議。

關鍵詞：廣西；鋁產業；航空鋁合金；鉆石模型；發展戰略

中圖分類號：TG146;V25" " " "文獻標識碼：A" " " 文章編號：1674-0688（2024）09-0017-05

0 引言

鋁作為一種廣泛應用的金屬材料，在建筑、機械設備、交通運輸、3C（計算機、通訊和消費電子產品）以及包裝容器等行業發揮著重要作用，與國民經濟各行業的相關度高達95%。鋁合金更是軌道交通、汽車、航空、航天以及航海等領域中高端裝備所需的基礎材料，是高科技產業發展的重要戰略物資［1］。其中，代表鋁合金科技最高水平的航空鋁合金材料［1］具有以下主要特點：①不可替代性。從20世紀90年代至今，波音、空客等公司的機型結構選材變化可以看出，雖然現役大型客機復合材料的用量已明顯增加，但鋁合金仍在部分重點機型結構材料的用量中占據第二位，并且用量超過20%［2］。由于鋁合金技術成熟，數據積累較多，并且經過了數十年可靠性的應用驗證，可以預見在未來很長一段時間內，鋁合金依然是航空器的關鍵主結構材料之一［3］。②技術難度大。航空器設計要求結構材料具備最優綜合性能，這使得航空鋁合金材料必須具備高強度、高韌性以及高耐久性等性能。特別是大型客機、大型軍用運輸機機翼和機身等部位對大尺寸、大厚度板材的應用需求，進一步提高了對航空鋁合金板材規格的要求，加大了其制造難度。③認證門檻高。無論是軍用還是民用飛機，都要求其材料供應商通過嚴格的質量管控體系認證，并通過多批次材料試驗來驗證材料性能和工藝的穩定性，從而確定其基于概率的許用值，并表明其對材料規范的符合。④競爭激烈。隨著高端裝備制造業的發展，我國對高性能鋁合金材料產生了緊迫的需求，促使國內多家企業的鋁材產能迅速提升，并有多家鋁合金加工企業的制造裝備進入世界先進行列［1］。熊柏青等［3］指出，目前國內主要航空制造企業對航空鋁合金的需求量為3萬 t/a，預計到2025年將達到5萬～10萬 t/a，到2035年可能達到15萬～20萬 t/a；王國軍等［4］預測，2015—2035年國產航空器制造業對航空鋁合金的需求約為2.5萬 t/a。而2022年我國鋁材產量為6 221.6萬 t［5］，相對于實際產能，上述預測需求量簡直微乎其微。巨大的產能和小眾的需求，突顯了國內航空鋁合金競爭激烈的市場格局。⑤效益巨大。作為高附加值產品，航空鋁合金能為企業帶來可觀的經濟效益，其在“大國重器”這類軍民用航空器上的應用也能給企業贏得社會聲譽。此外，從產業安全而言，應用國產材料生產國產航空器還有助于保障產業鏈安全，規避供應鏈風險。

為此，國內眾多學者對航空鋁合金技術發展趨勢，以及國家和地方在發展鋁產業特別是航空鋁合金產業方面的策略進行了深入研究。例如：鄧運來等［1］總結了我國鋁及鋁合金材料產業與高強鋁合金技術的發展現狀，并特別強調了高強鋁合金研發方面重要的技術進展；張國慶等［2］分析了近年來航空航天領域先進結構材料的技術現狀及發展趨勢，提出了包括第四代航空鋁合金、時效成形技術、超大規格鋁合金構件一體化成形等在內的技術發展方向；熊柏青等［3］通過對國內外航空鋁合金的發展現狀進行對比研究，指出了我國航空鋁合金產業發展存在的問題，并據此提出了發展目標、戰略和對策建議；徐晨光等［6］回顧了國外民用航空鋁合金的發展歷程，總結了我國民用航空鋁合金的發展現狀和制造能力，并針對在推廣應用方面存在的問題提出了解決思路。

關于地方鋁產業的發展，李秀艷等［7］分析了山東省航空鋁合金產業的發展瓶頸，并提出了相應的政策措施建議；張麗等［8］則在“雙碳”背景下探討了新疆鋁合金產業面臨的挑戰與任務，并針對“雙碳”目標提出了相應的對策建議。鋁產業是廣西的支柱產業之一。根據自然資源部發布的《2022年全國礦產資源儲量統計表》，廣西的鋁土礦礦石儲量為20 268.72 萬t，占全國總量的30%，居全國第一位。2022年，我國鋁材累計產量為6221.6萬t，其中廣西鋁材產量達到271.16萬t，居全國第五位。趙月［9］從鋁產業鏈均衡發展、鋁產業電力改革、加快鋁精深加工產業發展等3個方面，提出推動廣西鋁產業發展的建議。2022年9月，廣西頒布了《廣西壯族自治區人民代表大會常務委員會關于促進鋁產業高質量發展的決定》（以下簡稱《決定》），以立法的形式明確了廣西鋁產業的支柱地位，保障了廣西鋁產業的發展。2024年國家四部委聯合發布《通用航空裝備創新應用實施方案（2024—2030年）》，也為廣西鋁產業的發展帶來了新的機遇。

本文采用地區產業競爭力分析常用的鉆石模型［10］，針對廣西鋁產業中的航空鋁合金板塊競爭力進行分析，并圍繞廣西鋁產業產值滾動實現兩輪“倍增計劃”目標，提出提升廣西航空鋁合金產業競爭力的相關措施建議。

1 鉆石模型簡介

根據鉆石模型，影響產業競爭力的要素可分為內生要素和外部因素2類，共6項［11］：①內生要素，包括生產要素、市場需求、產業鏈支持以及企業戰略和同業競爭4項。這4個內生要素之間存在雙向強化作用，即1項要素的變化會影響其他要素的狀態和發展。②外部因素，包括政府政策，發展機遇兩項。政府的政策、法規都會對產業發展產生深刻的影響，產業的發展機遇也往往與技術變革、戰爭、國內外政治環境的變化以及國外市場需求波動等重大事件和重大變革相關。

2 廣西航空鋁合金產業的鉆石模型

2.1 生產要素

航空鋁合金產業的生產要素主要包括電解鋁資源、電力資源、人力與技術資源、設備資源和資金資源等方面。

2.1.1 電解鋁資源

根據廣西壯族自治區統計局近幾年發布的《廣西壯族自治區國民經濟和社會發展統計公報》，2017年廣西電解鋁產量為121萬t，2018年增至187萬t，2019年達到228萬t，2021年為230萬t；盡管2022年廣西電解鋁產量回落至197萬t，但是2023年再次躍升至282萬t。排除新冠病毒感染的疫情影響年份，廣西電解鋁產量總體呈逐年穩步增長態勢。

2.1.2 電力資源

鋁產業屬于高耗能行業，對電力的需求較大，電力成本占生產成本中很大的一部分。目前，廣西的工業用電價格處于全國中上游水平，較高的電價一定程度上制約了當地鋁產業的發展。

2.1.3 人力與技術資源

近年來，廣西已逐步建立起“產學研用”相結合的航空鋁合金科技創新體系，培養了一支高素質人才隊伍，掌握了多項航空鋁合金制備關鍵技術。其中，廣西南南鋁加工有限公司（以下簡稱南南鋁加工）的研發機構廣西南南鋁航空交通鋁合金新材料與應用研究院成為廣西航空鋁合金新技術新產品研發的核心，其成果“高強高韌耐蝕航空鋁合金大規格中厚板制備技術研究”“高品質鋁合金大規格鑄錠制備及成果轉化”分別獲得2017年和2022年廣西科技進步獎一等獎，并入選了廣西科技“尖峰”專項。此外，南寧產投集團與東北大學合作組建了廣西先進鋁加工創新中心，通過引進東北大學專家，培養出一支具有高水平實踐能力與應用技能的南寧本土人才隊伍，促進了技術的發展。由廣西大學牽頭建設的省部共建特色金屬材料與組合結構全壽命安全國家重點實驗室，則為廣西鋁產業的高質量發展提供了有力的技術支撐。

2.1.4 設備資源

近十幾年來，在國內外民用航空市場的強勁驅動下，國內航空鋁合金生產企業的裝備得到了全面升級，涵蓋了熔鑄、熱處理、軋制、鍛造和精加工等工序。目前，南南鋁加工等企業擁有大量先進設備，其裝備水平已達世界一流［3］。根據《南寧市工業和信息化局關于市政協十二屆二次會議第12.02.226號提案答復的函》（南工信函〔2022〕396號），2022年南南鋁加工首套國家重大短板裝備項目——2 400 mm氣墊式連續熱處理生產線（即首臺套氣墊爐項目）成功點火并投入使用，標志著我國依靠自主創新實現了進口替代，打破了高端鋁合金生產關鍵裝備技術依賴進口、受制于國外的被動局面，推動我國鋁加工裝備取得重大進步。

2.1.5 資金資源

2018年底，廣西投資集團有限公司（以下簡稱廣投集團）完成對高端鋁合金先進制造企業南南鋁加工的重組。2023年，廣投集團以資本為紐帶，進一步優化整合內部資源，成立了廣西鋁業集團（以下簡稱廣西鋁業），其體量居廣西本土鋁企業首位。廣西地方國資為廣西航空鋁合金產業的持續發展提供了堅實的資金保障。2023年12月，《廣西壯族自治區鋁產業高質量發展專項資金管理辦法》出臺。該文件指出自2023年開始，連續三年內，投入1億元人民幣，支持鋁產業高質量發展，以高端化、綠色化、智能化為方向，加快推動鋁全產業鏈優化升級。該文件的出臺使得廣西航空鋁合金產業的發展有了更強大的資金保障。

2.2 需求條件

根據熊柏青等［3］和王國軍等［4］的研究分析，可以預見在未來20年，國內主要航空制造企業對航空鋁合金的需求量將會快速增長。雖然這一需求量相對于目前我國的鋁材總產量并不算大，但是如果廣西航空鋁合金生產企業能在國內航空鋁合金市場占據一定份額，那么將會給企業帶來可觀的經濟效益。從民航市場來看，根據《中國商飛公司市場預測年報（2022—2041）》，未來20年我國航空公司將接收9 284架新機。與此同時，數據顯示我國2019年人均乘機飛行次數僅為0.47次，仍處于“人均國民生產總值—人均乘機飛行次數”統計曲線之下［11］。中國航空運輸協會于2024年10月25日在第二屆中國航協航空大會發布當年前三季度數據，并預計2024年全年旅客和貨運量將分別超過7.2億人次和850萬t，均創歷史新高。由此可見，國內民航市場仍然具有較大的發展空間。國內民航巨大、快速增長的市場需求，為國內航空鋁合金企業提供了諸多發展機遇。此外，我國大力發展的“低空經濟”也將有利于促進產業鏈上游原材料供應商的成長與發展。

2.3 產業鏈支持

在“鋁土礦—氧化鋁—電解鋁—鋁加工”這一鋁產業鏈條中，由于電解鋁產量存在瓶頸，使得廣西鋁土礦資源優勢得不到充分發揮，影響了其轉化為經濟優勢的效率［12］。盡管如此，作為廣西唯一具有鋁全產業鏈的企業，廣投集團依托廣西鋁業，整合旗下鋁板塊24家實體企業，致力于打造一家具有全國影響力和國際競爭力的鋁產業龍頭企業。廣投集團結合在北海市鐵山港區的產業優勢和國家電力投資集團有限公司在幾內亞的鋁土礦資源，有效掌控了海外鋁土礦資源，再加上通過建設北海臨港循環經濟產業園項目，不斷提升鋁產業鏈和供應鏈的現代化水平。在能源供應方面，廣投集團利用自身能源優勢，投資建設了南南鋁加工屋頂分布式光伏發電項目，其建設規模達到22.47 MV，年均發電量約2 200萬kW·h，有效降低了南南鋁加工的電力成本。在金融支持方面，廣西通過金融供給側改革助推廣西鋁產業實現從“資源消耗”向“資本消耗”，從“產業上游”向“產業下游”，從“政府主導”向“市場主導”，從要“礦產權”向要“知識產權”，從“電解鋁”向“再生鋁”，從“集群化發展”向“集團化發展”的“六大轉變”［13］。這些轉變不僅提升了鋁產業的整體競爭力，而且還促進了產業結構的優化升級。

2.4 企業戰略、企業結構和同業競爭

在企業戰略與結構方面，《決定》明確提出支持廣投集團打造具有全國影響力和國際競爭力的鋁產業龍頭企業。為此，廣投集團組建了廣西鋁業，以發揮集群帶動作用，并以南南鋁加工為龍頭，持續深化在航空航天等重點領域鋁合金材料的研究攻關。為此，南南鋁與中國科學院金屬研究所、中國航空制造技術研究院建立良好合作關系，聚焦國家重大戰略和關鍵基礎技術，在產業鏈、創新鏈、人才鏈等方面開展深度研究。另外，廣西相關企業需要在充分利用現有產能的條件下，根據市場需求調整在航空航天、海洋船舶、汽車輕量化以及3C泛半導體等高端制造重點領域的鋁合金產品結構，這樣既可以規避單一市場風險，又可以搶占高端鋁合金市場份額，實現可持續發展。

在同業競爭方面，雖然南南鋁加工已經成為國內唯一實現航空工業集團航空鋁合金厚板到超厚板全規格進口替代的企業，但是需要重視的是，其產品進入民用航空鋁合金領域需要經過進一步的體系認證和產品試驗驗證。據公開報道，山東南山鋁業股份有限公司早在2017年就通過了美國波音公司7050 AMS航空板材工程認證，正式列入波音的合格供應商目錄。同樣地，西南鋁業（集團）有限責任公司的7050鋁合金預拉伸厚板已在2018年正式通過了中國民用航空適航鑒定，進入C919飛機合格產品目錄，成為國內首家國產大飛機用鋁合金材料的合格供應商。

2.5 政府政策

《決定》的頒布，標志著廣西以法規性決定的形式支持地方鋁產業發展，這是廣西首次為產業發展制定法規性決定，為促進廣西鋁產業高質量發展提供了強有力的政策支撐。《決定》制定了一系列政策，如“繼續支持發展航空航天、船舶、軌道交通用鋁等高端產品”“建立鋁產業高質量發展專項資金”等，為廣西航空鋁合金產業的發展提供了重要保障。

2.6 發展機遇

從外部形勢來看，“十三五”以來，中美貿易摩擦加劇、俄烏沖突爆發、中東戰亂等國際事件對我國鋁資源保障、高端鋁加工裝備進口以及先進航空鋁材自主供應帶來了嚴峻挑戰［3］。與此同時，中國同東盟國家的貿易不斷升溫。相較于其他省份，廣西作為西部陸海新通道跨境陸路聯運的重要樞紐、中國面向東盟的“橋頭堡”以及“海上絲路”的起點地區，獨特的區位優勢給廣西的經濟發展帶來更多戰略機遇。而平陸運河的建設和航運配套設施的改善，將直接降低氧化鋁和電解鋁這些大宗貨物的物流成本，促進廣西鋁產業的集聚發展。這些對廣西航空鋁合金產業發展而言是重大利好。

2.7 小結

根據上述分析，總結出廣西航空鋁合金產業競爭力圖（見圖1）。可以看出，廣西鋁產業競爭力的短板是生產要素，包括較高的電價、電解鋁產能與需求不匹配、龍頭企業未經過民機適航認證等。

3 提升產業競爭力的建議

基于上述分析，根據鉆石理論，對標國內一流航空鋁合金制造企業，重點圍繞補齊生產要素和產業鏈短板，提出以下提升廣西航空鋁合金產業競爭力的建議。

3.1 對企業層面的建議

（1）大力開展技術攻關與研發。借鑒先進民機主制造商的研發理念，采用系統工程的方法捕獲未來民機、通用航空和無人機等的研發需求，開展新材料正向研制，推動航空鋁合金向精深加工領域拓展。其次，要通過對原材料、工藝參數的嚴格控制，來確保原材料生產工藝的穩定性。另外，還要通過大量的試驗數據積累，降低國產航空鋁合金性能數據離散度，提高產品的可靠性和一致性。

（2）發揮產業鏈優勢。發揮廣西企業在此領域的全產業鏈優勢，進一步降低成本并提高效率，打通綠色鋁產業鏈。順應“雙碳”背景下的綠色民機發展需求，拓展再生鋁在航空領域的應用，推進鋁全生命周期管理，打造綠色鋁供應鏈。

（3）大力推進民機體系認證。在國家“民機鋁材上下游合作機制”的牽引下，在企業內建立滿足適航要求的相關質量體系，通過驗證使企業相關產品進入國產大飛機合格供應商目錄。此外，應充分利用國家相關政策和項目支持，突破產能瓶頸。

（4）強化人才支撐。通過設立獎學金、開設專業課程、開放實驗室等方式，加強與科研院所、高校的合作，鼓勵科研院所、高校為企業培養和輸送高素質人才。通過制定個人激勵計劃，吸引和激勵優秀人才投身航空鋁合金產品研發，提高企業員工的忠誠度。同時，重視員工的知識更新，避免因知識老化而導致人力資源生產要素貶值。

（5）注重售后與品牌建設。加強售后服務，增強客戶信任和認可度；推進品牌建設，發揮品牌效應，提高產品溢價。

3.2 對政府層面的建議

（1）做好產業發展規劃。為落實《決定》各項要求，發揮廣西鋁產業集群效應，政府應組織編制廣西鋁產業發展的五年規劃，通過“政產學研用”形成合力，共同推動廣西航空鋁合金產業快速發展。

（2）加強區域合作，發揮區位優勢。利用廣西（上海）產業合作中心等平臺，加強與國產民機主制造商的合作。充分發揮廣西面向東盟的區位優勢，滿足國產民機出口東盟國家的需求，力爭將國產民機東盟區域航材庫和培訓基地落在廣西。

（3）推進鋁產業新質生產力的發展。面向碳達峰、碳中和需求，結合5G/6G、人工智能、大數據、智能制造等新技術，圍繞高端裝備制造、新材料、新能源汽車、航空航天、海洋裝備等戰略新興產業，持續關注未來產業發展新動向，引入“耐心資本”，組織開展鋁合金基礎共性技術、顛覆性關鍵核心技術和前瞻性技術研究，推動廣西鋁產業硬件設備更新和軟件系統迭代升級，加速形成廣西鋁產業發展的新質生產力。

4 結論

通過運用鉆石模型對廣西鋁產業中的航空鋁合金板塊競爭力進行詳細分析，發現鉆石模型涉及的6大要素中，廣西航空鋁產業的短板是生產要素。針對這個不利因素，本文提出了企業層面、政府層面的建議措施。

該研究的價值在于利用鉆石模型，分析出影響廣西航空鋁合產業競爭力的不利因素，并在政策層面和企業層面提出具體的建議措施。研究結論可為政策制定者和企業決策層提供有價值的參考。

后續研究可以圍繞航空鋁合金生產和加工方面的最新工藝和技術創新，結合中華人民共和國工業和信息化部、中國民用航空局等相關部門陸續出臺的航空產業發展規劃、再生鋁的回收利用等各項政策和措施，以及廣西出臺的相應配套措施，進一步分析在生產要素方面如何解決各個難題，并提出有針對性的建議，力爭補齊短板，進一步提升廣西航空鋁產業的競爭力，帶動廣西鋁產業高端化、智能化、綠色化高質量發展。

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*廣西重點研發計劃“航天航空用超高強鋁合金厚板制備技術研究及應用（軍民兩用）”（桂科AB23026138）；廣西科技界智庫重點課題“廣西航空鋁合金產業新質生產力提升研究”（桂科協〔2024〕K-101）。

【作者簡介】黃媚媚，女，廣西河池人，碩士，研究方向：廣西鋁產業發展；韋修勛，男，廣西百色人，博士，高級工程師，研究方向：鋁合金材料加工的研究與工程應用；何克準，男，廣西南寧人，博士，正高級工程師，研究方向：鋁合金材料加工的研究與工程應用；朱玉濤，男，河南南陽人，博士，正高級工程師，研究方向：鋁加工工藝；王仲民，男，陜西渭南人，博士，教授，研究方向：廣西鋁產業發展；胡明振，男，河南新野人，博士，正高級工程師，研究方向：廣西科技戰略咨詢；藍元沛（通信作者），男，廣西玉林人，博士，正高級工程師，研究方向：民用飛機結構材料驗證、結構一體化設計等。

【引用本文】黃媚媚，韋修勛，何克準，等.廣西航空鋁合金產業的鉆石模型分析［J］.企業科技與發展，2024（9）：17-21.