气相法二氧化钛行业投资潜力及发展前景

气相法二氧化钛行业投资潜力及发展前景纳米科技在耐火材料中的应用现状纳米科技在耐火材料中的应用主要是以纳米粉体和溶胶的应用为主。纳米粉体表面能高，具有高活性，极不稳定，很容易与其他原子结合，其熔点和烧结温度比微粉低的多。纳米粉主要应用于不定形耐火材料和一些特种耐火材料。在不定形耐火材料中主要以结合剂和添加剂的形式引入纳米粉，利用纳米粉的表面和界面效应来减少水泥用量，从而减少加水量，提高浇注料的力学性能。在特种耐火材料中加入纳米粉压成块后，纳米粉之间的界面具有高能量，在烧结中高的界面能释放出来成为额外的烧结驱动力，有利于界面中孔洞收缩和空位团的填充，因此在较低温度下烧结就能达到致密化的目的，且性能优异。纳米金属粉末行业市场前景纳米金属粉体综合性能优异，其制造技术壁垒高。由于纳米金属粉体可以满足对材料要求日益严苛的制造业需求，并且其产品附加值更高，无论是从国家发展战略来看，还是从企业提升竞争力与盈利能力来看，均具有较高开发价值，因此行业发展受到全球各国重视。伴随金属粉末制备工艺的不断提升，金属粉末终端应用不断拓展。以下游粉末冶金制品行业为例，伴随注射成型、3D打印等新型技术逐步落地，并且在企业成本及环保双重压力下，粉末冶金工艺优势不断显现，粉末冶金在航空航天、高端装备及医疗器械等终端应用领域市场广阔。随着下游应用行业的快速发展以及金属粉末应用领域的不断拓展，金属粉末行业迎来了快速发展期。传统的金属粉末以铁基粉末和铜基粉末为主，但随着粉末冶金工艺的升级和新能源、航空航天等领域需求的爆发，其他金属粉末近几年也快速发展，尤其是金属3D打印等技术的崛起带动了包括钛粉、铝粉、镍粉、钴粉、锡粉、铬粉在内的其他金属粉末百花齐放。金属粉末100多年来主要被欧美日俄等发达国家的龙头企业垄断，中国企业普遍是2000年之后才开始在金属粉末领域布局和发力。近几年中国金属粉末企业快速崛起，在多粉末多领域进行。我国市场对高性能新材料的需求不断增长，纳米金属粉体凭借其优良综合性能，应用范围以及需求量还在不断扩大。但与发达国家相比，我国纳米金属粉体行业高端生产力较为不足，较多企业以中低端产品生产为主，行业结构不合理，未来还有较大优化空间。在海外市场中，纳米金属粉体主要生产商有日本昭荣化学、日本同和、日本福田、德国贺利氏、美国艾慕科技、美国NovaCentrix、、美国元素公司、加拿大CVMR等。在多领域需求的共同推动下，我国金属粉末企业加速发展，一批专精创新细分行业龙头企业密集上市，如铂新材料、东木股份、粤安新材料、钱波新材料、亿通新材料、友研粉末材料、思锐新材料、铂力、中州特材等。从营收来看，2021年，东木股份营收居首，为35．91亿元，研粉材料紧随其后，营业收入27．81亿元。除粤安新材外其他企业营业收入均超过5亿元。从归母净利润来看，2021年，钱波新材净利润最高，为2．38亿元，此外，铂新材和亿通新材净利润分别为1．2亿元和0．96亿元。从毛利率来看，铂涛、钱波新材、粤安新材2021年毛利率排名前三，分别为48．2%、38．3%、37．4%。从净利率来看，心悦新材和钱波新材的净利率都在20%以上，而亿通新材和铂新材的净利率都在15%以上。预计全球市场规模将从2022年的95亿美元增至2032年的193亿美元，年均复合增长率（CAGR）为7．4%。美国是金属粉末最大的消费国，其次是中国。PMR预计2022年美国的市场规模将达到27亿美元，北美市场占比达30．9%。各种技术进步和尖端制造技术的迅速采用将促进美国金属粉末需求快速增长。由于对高精度、耐用性和高强度组件的需求，PMR预计3D打印将在医疗保健和国防部门经历高速增长。中国是世界第二大经济体，同时是全球制造业大国，金属粉末在电子、汽车、航空航天、新能源、医疗等领域应用空间广阔，叠加产业升级和进口替代，中国的金属粉末市场规模有望进入加速扩张阶段。金属粉末可以分为单一金属粉末和合金粉末。单一金属粉末分为铁粉、铜粉、铝粉、镍粉、钛粉、铅粉、锡粉、钴粉、铬粉、银粉等，被广泛应用于粉末冶金结构零件、金刚石工具、磁性材料、摩擦材料电池等下游领域。金属粉末在新能源、航空航天等新兴领域的驱动下，需求进入规模化加速增长时期，市场空间有望达到千亿以上规模，叠加中国持续推动高端制造和产业升级，国内的金属粉末企业步入加速成长阶段。金属纳米材料是纳米材料的一个重要分支。金属纳米粉体属零维纳米材料，其原子和电子结构不同于化学成分相同的金属粒子。它具有不同于宏观物体和单个原子的磁、光、电、声、热、力及化学等方面奇异特性。纳米金属粉体可采用直接雾化法、液相法、气相法、固相法、球磨法、等离子体气化法、等离子旋转电极法等工艺进行制备，生产的产品主要包括纳米铜粉、纳米铝粉、纳米镍粉、纳米银粉、纳米合金粉等。有机硅行业的发展对产业的促进作用有机硅是新材料战略性新兴产业的重要分支，被列入《中国制造2025》重点发展领域。气相二氧化硅主要用作有机硅弹性体的补强剂，目前其在硅橡胶领域的使用量占其总消费量的60%以上。气相二氧化硅在硅橡胶中最重要的作用是补强，另外还能提高硅橡胶的抗高温性和耐化学性，使硅橡胶应用于更广泛的领域。此有机硅行业的持续发展无论从原材料供应端还是市场需求端均将促进气相二氧化硅行业的快速稳步发展。气相二氧化硅行业产能及产量规模情况根据SAGSI的统计，2021年全球气相二氧化硅产能为45．89万吨/年，同比增加3．20%，新增产能全部来自我国。结合已公布计划，再考虑新建项目投产可能性及部分落后产能被淘汰，预计到2026年全球产能仍将净增8．99万吨/年，达到56．88万吨/年左右。2022-2026年全球产能年均增长率预计为3．60%。2021年全球气相二氧化硅产量约为32．40万吨，同比增加8．00%。2017-2021年全球产量年均增长率为4．60%。根据SAGSI预计，2026年全球气相二氧化硅产量将达到39．90万吨，2022-2026年全球产量年均增长率约4．50%。经过长期发展，我国气相二氧化硅工艺技术有了较大进展。2017年至2021年我国气相二氧化硅产能和产量呈现稳定上升趋势，截至2021年，我国气相二氧化硅生产能力为17．88万吨/年，占全球总产能的39．00%；产量约12．84万吨，占全球产量的39．60%。2017-2021年，我国气相二氧化硅产能年均增长率为7．20%。根据SAGSI预计，2026年我国气相二氧化硅产能将达到28．88万吨/年，产量为21．40万吨。气相二氧化硅行业与上下游之间的关系（一）气相二氧化硅在硅产业链中的环节及产品定位从整个高纯硅产业链来看，可分为有机硅产业链和晶体硅产业链。有机硅产业链由基础原料、单体、中间体、深加工产品四个环节组成。生产有机硅的基础原料主要有金属硅、甲醇、氯化氢等，通过基础原料先合成有机硅单体，有机硅单体是整个有机硅工业的基础和支柱。有机硅单体经水解、裂解、聚合等工序制得各种硅氧烷环体、基础硅油、硅橡胶基础胶料等有机硅中间体，最后经不同反应或添加各类填料及助剂（如气相二氧化硅）后制得各种各样的下游终端产品。在下游终端产品中，硅橡胶、硅树脂、硅油和功能性硅烷是有机硅材料的四大门类，气相二氧化硅主要添加在硅橡胶和硅树脂中用于其终端产品的生产，而气相二氧化硅作为一种特殊的硅化学品，其主要通过有机硅单体的副产物为原料制得，同时又是生产有机硅下游产品的重要原料之一，还可广泛用于其它非有机硅领域。在晶体硅产业链中，硅粉和氯化氢气体合成后会产生三氯氢硅，再经过反复精馏纯化后在还原炉中通过化学沉积工艺生成多晶硅，并副产大量的四氯化硅。传统的改良西门子工艺是四氯化硅在经过氢化还原为三氯氢硅继续作为原料生产多晶硅，剩余部分四氯化硅用于生产气相二氧化硅。此外，三氯氢硅经过与氯丙烯反应会合成中间体γ1（γ-氯丙基三氯硅烷），通过进一步反应可以制备各类硅烷偶联剂，γ1和三氯氢硅在合成反应中会产生副产物四氯化硅，而四氯化硅可用于气相二氧化硅的生产。目前多晶硅企业普遍采用了冷氢化技术，使得四氯化硅的回用比例显著提高，从而造成四氯化硅的供应减少，因此原材料主要依赖于外购四氯化硅进行生产的气相二氧化硅企业将面临淘汰的风险。从气相二氧化硅在硅产业链中的定位来看，以有机硅和多晶硅的副产物为原料均可制备气相二氧化硅，而气相二氧化硅生产过程中的副产物氯化氢也可以用于有机硅和多晶硅原材料的生产，气相二氧化硅作为硅材料生产链上闭锁循环的一部分，不仅减少了相关副产物处置的难题，也提高了有机硅和多晶硅副产物的使用价值，对绿色循环产业链的升级具有重要的促进作用。（二）气相二氧化硅行业上游行业情况气相二氧化硅行业上游为有机硅和多晶硅制造行业，其发展与有机硅和多晶硅行业的发展息息相关。气相二氧化硅主要有两种原料生产路线，分别是以四氯化硅或一甲基三氯硅烷为原料进行制备。在20世纪60-70年代，气相二氧化硅生产主要以四氯化硅为原料，生产工艺容易控制，但成本较高。从2011年开始，受多晶硅行业面临漫长的去库存调整影响，此后，主流多晶硅厂家广泛采用冷氢化技术，使得多晶硅厂家对四氯化硅的回用比例显著提高，四氯化硅对外供应减少。随着有机硅单体工业的发展，其副产物一甲基三氯硅烷的出路问题成了束缚其发展的瓶颈，因此以一甲基三氯硅烷为原料制备气相二氧化硅逐渐成为主流。目前有机硅单体生产技术已经成熟，副产物一甲基三氯硅烷的产出比基本稳定，其市场供应量主要决定于有机硅单体装置的开工情况。根据SAGSI的统计，一甲基三氯硅烷主要来源于有机硅单体生产的副产物，我国现有12家有机硅单体企业在产，多数都自配或合作建有气相二氧化硅装置，没有配套气相二氧化硅装置的有机硅单体企业有唐山三友、鲁西化工和山东金岭化工股份，目前市场上流通的一甲基三氯硅烷主要由这三家提供。目前有机硅单体生产技术已经成熟，其副产物一甲基三氯硅烷的产出比基本稳定，其市场供应量主要决定于有机硅单体装置的开工情况。（三）气相二氧化硅行业下游行业情况气相二氧化硅的下游应用领域广泛，在改善下游产品性能方面有重要作用。气相二氧化硅主要用作有机硅弹性体的补强剂，目前其在硅橡胶领域的使用量占其总消费量的60%以上，在其他有机硅产品如硅树脂中也有应用；另外在涂料油墨、胶粘剂、合成树脂、化学机械抛光、复合材料、胶体电池、消泡剂、污水处理、农业、化妆品、食品、医药、绝热保温材料等领域，气相二氧化硅的应用也保持持续增长。气相二氧化硅最重要的用户是有机硅行业，其中以硅橡胶为主。根据SAGSI统计，2021年有机硅领域消耗气相二氧化硅约7．76万吨，同比增长14．65%。预计2022年该领域需求量为8．81万吨，同比增长13．50%。预计到2026年需求量为13．59万吨，2022-2026年年均增速为11．80%。2021年气相二氧化硅在其他领域消费量约为0．96万吨，同比增长15．70%。考虑到新能源汽车领域未来的增长趋势，锂电池等产业对气相二氧化硅将具有较大需求，预计2026年其他领域对气相二氧化硅的需求量将达到1．53万吨，年均增长9．80%。气相二氧化硅行业市场竞争格局2021年全球气相二氧化硅产能为45．89万吨/年，国外气相二氧化硅的生产厂家比较集中，产能规模较大，赢创工业集团、卡博特、瓦克化学、德山化工是目前世界上最主要的气相二氧化硅制造商，2021年，以上四家企业合计产能占全球产能的63．00%。2021年我国气相二氧化硅产能为17．88万吨，生产企业除以上外资企业外，主要为合盛硅业、东岳硅材、宏柏新材、新安股份、浙江富士特集团、唐山三孚纳米材料等企业。根据SAGSI统计，截至2021年我国从事气相二氧化硅的生产企业共计22家，其中外资及合资企业5家，内资企业17家。从地区分布来看，我国气相二氧化硅生产企业的区域布局较为明显，主要集中在华东区域，共有13家企业，合计产能11．22万吨/年，占全国总产能的64．60%，从产能规模来看，相关生产企业主要分布于湖北、新疆、江苏、浙江及江西等地区。我国的气相二氧化硅产业起步较晚，长期以来其制备核心技术和市场主要由德国、美国和日本控制，近年来随着国内部分气相二氧化硅生产企业不断的技术研发，我国已经成为全球除德国、美国和日本外能自主生产气相二氧化硅产品的少数国家之一。虽然我国气相二氧化硅的生产工艺和规模近年来得到了较大的发展，但与国外大型跨国企业相比还存在着装置规模小、产品品种少、缺乏高端应用领域产品等问题。在气相二氧化硅领域，赢创工业集团、卡博特、瓦克化学、德山化工等跨国企业仍是目前世界上最主要的气相二氧化硅制造商，在部分领域长期占据高端产品大部分的市场份额。近年来，国外气相二氧化硅跨国企业积极进入国内市场，并在国内投资建厂，对我国气相二氧化硅企业形成了较大的竞争压力与挑战，我国气相二氧化硅行业的市场竞争环境较为激烈。随着我国供给侧改革的推进，我国气相二氧化硅行业总体呈现产能逐步增长的趋势，受新冠疫情的影响，行业产能的增长受到了一定的影响，2021年，因海外需求恢复但海外供应量恢复相对滞后，我国的气相二氧化硅出口需求增长较大，同时国内需求也保持稳步增长。根据SAGSI的统计，2022年，我国的气相二氧化硅新增产能预计有3．30万吨，2022年总产能将达到21．18万吨，同比增长18．50%，预计202