炭基储能材料产业市场前瞻

炭基储能材料产业市场前瞻

多孔炭行业竞争格局（一）全球多孔炭行业竞争格局全球多孔炭材料产业的传统生产大国包括美国、日本以及荷兰等国家和地区，但随着各国原料受制约及生产成本的不断提高，多孔炭材料产业逐步向发展中国家转移。北美地区、日本和西欧等发达国家和地区的多孔炭材料生产逐步减少的同时，其国内市场需求仍稳步增长，而其国内生产的多孔炭材料满足不了各种需求，需大量进口来进行补充。中国随着煤炭行业的去产能及煤炭企业的转型，再加上国家对环保支持力度越来越大，近年来多孔炭材料整体行业生产能力及市场规模不断扩大，竞争力也不断增强，目前中国的多孔炭材料产能已接近全球多孔炭材料总产能的一半左右。在全球范围内，生物质多孔炭材料行业形成了以国内大厂与欧美企业为主导，众多中小企业共同参与的市场竞争格局。从多孔炭材料需求的地区分布来看，中国、美国、欧盟和日本是多孔炭材料的主要消费区域，中国是仅次于美国的全球第二大多孔炭材料消费国。近年来，随着发展中国家宏观经济不断发展，工业增长带来环境污染问题日益突出，因此各国对环境治理、环境保护的力度不断加强，从而带动该地区多孔炭材料消费的快速增长。整体来看，当前全球多孔炭材料的主要产能已经由发达国家转移到以发展中国家，特别是中国和东南亚国家。上世纪90年代由于欧美发达国家的环境监管愈发严厉、人工成本的攀升、多孔炭材料生产赖以持续的资源匮乏，多孔炭材料传统生产大国美国、日本、荷兰等国家纷纷将能耗较高、附加值较低的中低端多孔炭材料产能向发展中国家转移，特别是煤炭资源丰富的中国及林业资源丰富的东南亚。与此同时，发达国家国内的多孔炭材料需求仍在稳步增加，因此仍然是全球多孔炭材料的主要需求方。（二）国内多孔炭行业竞争格局1、国内多孔炭行业生产企业集中分布于资源丰富地区从我国多孔炭材料行业的生产企业分布情况来看，大多数集中于原材料资源丰富的地区，以多孔炭材料主要产品活性炭为例，基于具有较为丰富的森林资源，生物质活性炭领域的生产企业主要分布在福建、江西和浙江等省份，其市场占比达到约72．6%；煤质活性炭领域的生产企业大多集中于山西、宁夏和新疆等煤炭资源较为丰富的省份，市场占比约为81．2%，整体的市场集中度较高。2、国内多孔炭行业以小型规模企业为主2021年我国多孔炭材料行业的生产企业数量约为4万家以上，其中包括少数规模较大的企业，比如元力股份、鑫森炭业、竹溪活性炭和芝星炭业等，其他主要以小型规模企业为主，市场产量规模大多在万吨以下。3、国内多孔炭行业市场区域格局：华东地区市场集中度最高在我国多孔炭材料市场区域格局方面，其中华东地区的市场集中度最高，其次是华南和华中地区，东北地区、华北地区、西北地区和西南地区相对市场集中度较低。我国是世界最大的生物质多孔炭材料生产国，但从产业结构上看，我国大多数生物质多孔炭材料厂是年产几百吨到上千吨的小企业。虽然目前全国二三百家生物质多孔炭材料企业，但年生产能力真正达到万吨规模的屈指可数。随着全球多孔炭材料市场消费量的持续增加，带动了市场供需格局的不断变化，与此同时对多孔炭材料产品的质量也提出了更高的要求，其中低档次多孔炭材料品种逐步被市场所淘汰，取而代之的是符合市场需求的产品，因此预测未来我国多孔炭材料行业的竞争格局将会日趋多元化，在其过程中以市场需求为导向，不断提高市场竞争能力。碳素材料行业集中度不高当前我国石墨及碳素制品行业存在行业竞争无序、宏观管理失控等问题。作为一种宝贵的不可再生资源，石墨具有重要的战略价值。但是，长期以来国家对石墨资源的管理没有纳入一个规模的渠道，造成了石墨主产区各自为政的局面。随着，国家对石墨及碳素制品行业的日渐重视，加强宏观管理和控制已成必然趋势。因此，今后重点企业的竞争战略将会以大力推进石墨工业结构调整为重点；积极开拓国际市场，组建石墨大型企业集团为趋势。碳素材料具有电和热的良传导性、电特性、润滑性、高温特性、耐化学腐蚀性、耐热性、耐高温热剥落性、电化学性能等基本特性。碳素尤其是特种石墨已经成为现代工业不可或缺的重要物料和工业材料，依靠其固有特性，经常以基础原料、模具、用具、部件、构件以及结构材料等形式被广泛应用在各种行业不同环境、不同生产条件的工业产品制造过程。碳素行业是一个非常多元化的产业，既有传统工业的基础，又具备高技术、高科技发展的机遇和空间，行业发展前景长期向好。同时，碳素行业也是对石化和煤化工行业的废渣进行深加工再利用，是一项能源二次利用、符合循环经济理念的产业。电火花加工对特种石墨的需求稳定增长。电火花加工的主要优势在于能适用于难切削材料的加工，工具电极与工件不接触，两者间作用力很小，适用于加工特殊及复杂形状的零件。在电火花加工工艺中，作为阳极的工具电极可以使用铜质材料，也可使用石墨材料。石墨电极与铜电极相比具有比铜轻，密度只有铜的20%、易加工、切削加工不易产生应力及热变形、熔点在3，000℃以上时热膨胀系数小的特点。在特种石墨的需求结构中，电火花加工占比约15%，是需求量最大的下游用户之一。电火花加工石墨产品中使用高档石墨约为25%，使用中低档石墨约为75%。核安全加快石墨材料在核电中的应用。日本福岛核事故引发核电危机，核安全成为未来核电发展的关键因素。欧洲一些国家放缓或停止了核电站的建设，德国甚至宣布2020年关闭核电站，我国也在重新审视核电发展的规划。但从长期看，核电依然是发电效率最高、最有前途的发电机组，我国大力发展核电的长期规划没有改变。在核电建设中，核安全是首位。高温气冷堆是国际核能界公认的目前安全性最高的新型核反应堆，是未来核电装置的发展趋势。石墨是中子的慢化剂和优良的反射剂，其自身很多优良特性确立了它在核工业领域中关键材料之一。在高温气冷堆中，炭材料是不可缺少的减速材料、反射材料和结构材料。高温气冷堆需要大量的高级石墨材料，可以说没有核石墨材料就无法建成高温气冷堆。在高温气冷堆中由于用氦气作为冷却剂，用碳素及陶瓷材料作为燃料的包覆材料，用石墨或炭质材料作为减速材料和炉芯结构材料，可以把接近1，000℃的高温气体导出反应堆外作为能源使用。国际上已经建立了多座开发研究用高温气冷堆。此外，核石墨可以用来制作热结构件，各向同性炭石墨材料用于制作石墨球、堆芯材料、电极等核石墨制品。其他需求：模具、连铸和人造金刚石石墨增长潜力不容忽视）其他需求：模具、连铸和人造金刚石石墨增长潜力不容忽视。我国用于制造模具和连铸的石墨数量较大，石墨模具和连铸用各类石墨约占总需求量26%。机械工业中的铸造行业大量使用石墨材料作为加压铸造、离心铸造、超硬合金的热挤压等加工模具。生产大规格的纯铜、青铜、黄铜等主要采用连铸的方法，其中对产品质量起着至关重要影响的结晶器就是用等静压石墨材料制成的。由于等静压石墨在热传导、热稳定、自润滑、抗浸润及化学惰性等方面具有良好的性能，使之成为制作结晶器不可替代的材料。等静压石墨还用于制作金刚石工具和硬质合金的烧结模具，光纤拉丝机的热场部件（加热器、保温筒等），真空热处理炉的热场部件（加热器、承载框等），以及精密石墨热交换器、机械密封部件、活塞环、轴承、火箭喷嘴等。碳材料行业前景碳复合材料是具有特殊性能的新型超高温材料，既有纤维增强复合材料优良的力学性能，又有碳材料优异的高温发到有，特别是高温下优异的热物理性能。所以碳/碳复合材料的正在由航空航天领域进入普通航空和一般工业领域以及民用领域中，广泛取代其他材料，有着重大的商业价值，许多技术都被专利所保护。碳碳复合材料立足航空航天、光伏、半导体、化工、汽车工业等产业。提升碳基新材料等产品质量，推进产业基础高级化产业链现代化。抢抓发展机遇，不断拓展高质量发展新应用领域。多孔碳行业供应链分析以活性炭产品为例，黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳，也有排列规整的晶体碳。活性炭由于具有较强的吸附性，广泛应用于生产和生活中。从产业链来看，活性炭的上游主要是原材料，主要包括林产三剩物（木质活性炭）、煤（煤质活性炭）和磷酸等活化剂等。森林采伐和木材加工行业在采伐和加工木材的过程中，会产生大量的林产剩余物，如锯末、枝丫、树梢、树皮、板皮、板条等废弃物，这些都是木质活性炭生产的重要原料。作为整个林产工业的前端产业，森林采伐和木材加工行业是一个连结种植业和林产工业，关系到国计民生的综合性产业。近年来，在国家产业政策鼓励下，上游产业取得了较快发展，为活性炭行业提供了充足的原材料保障。木质活性炭行业的发展将促进林产工业结构的调整和优化，并可促进林产工业废弃资源转化的增值，推进第一、第二产业的发展，提升林产工业层次及综合效益。国内的木质活性炭主要采用化学法或物理法进行生产，以化学法为主，其中磷酸是重要的活化剂。因此，上游磷酸工业的发展及价格水平对木质活性炭行业具有较大的影响。活性炭作为一种普遍适用的工业吸附剂，广泛应用于食品、饮料、水处理、化工、冶金、国防等行业。近年来，活性炭在以VOCs回收、垃圾焚烧、水处理为代表的环境治理领域、以超级电容电极为代表的新材料领域、健康医药等领域的应用也逐步被发掘。多孔炭行业发展沿革传统多孔炭产业主要以活性炭为主，活性炭于二十世纪初起步于欧洲，长期以来欧美国家主导了活性炭产业的发展。从全球活性炭供应结构来看，欧、美、日本等发达国家和地区厂商供应的主要为高端活性炭产品；中国大部分厂商供应的活性炭主要为中低端活性炭产品，专用性差，产品单位附加值、人才、技术、企业规模等方面仍与发达国家存在较大差距。从20世纪90年代起，活性炭产业逐渐从欧美发达国家向发展中国家转移，特别是煤炭资源丰富的中国及林业资源丰富的东南亚，以中国为代表的发展中国家活性炭产业突飞猛进，成为活性炭产业新的增长极。经过近30年的发展，中国已经成为世界上最大的活性炭生产国和出口国。国内活性炭行业处于成长期，行业整体竞争较激烈。2010年以来，受宏观环境影响，我国生物质活性炭行业面临需求下滑和成本高企的压力，大批小厂家停产；生物质活性炭行业经历了自2012年来的大规模强制洗牌后，随着供给侧结构性改革的有序推进，市场环境逐步转暖；2017年以来，国家环保政策日趋严格，活性炭行业一批不符合环保要求的中小型工厂被淘汰整合，加快了产业资源向技术水平先进的活性炭企业集中，国内活性炭行业迎来向高质量发展的新阶段。近年来，随着新能源、新材料、节能环保等战略新兴领域的快速发展，新型多孔炭材料的应用得到了极大丰富和发展，尤其是炭分子筛、活性炭纤维、多孔纳米碳、碳电极材料、多孔石墨烯、多孔炭黑逐渐成为下游诸多细分领域中不可或缺的功能性新型材料。多孔碳应用前景广阔多孔碳是指具有不同尺寸孔结构的碳材料。多孔碳是一种新型多孔材料，具有孔结构可调、易功能化、比表面积大、导电性优、稳定性好等特点。多孔碳特点突出，在造纸、陶瓷、骨修复、污水处理、能量储存、药物缓释、电化学、分子吸附等领域具有广阔应用前景。多孔碳孔径大小可变，根据孔径不同，多孔碳可分为微孔碳、中孔碳以及大孔碳三种，在类型上，多孔碳又分为活性炭、碳分子筛、活性炭纤维、多孔纳米碳、分级多孔碳等品种。多孔碳制备方法较多，包括模板法、激光烧蚀法、活化法、凝胶结晶法、盐析法、共沉淀法、乳状液膜法等。多孔碳类型较多，在消费升级下，具有绿色、高效、安全、环保等特点的高端多孔碳发展空间更大。由于应用领域广泛，近年来，多孔碳市场销量保持增长趋势，2021年，全球多孔碳市场销量达到200万吨以上，同比增长3．0%，市场规模约为42．4亿美元，预计2026年，全球多孔碳市场规模将达到55．6亿美元。早期全球多孔碳产能主要集中在发达国家，如荷兰、美国、日本等地区，后随着环保监管日益严格、人工成本上涨，多孔碳产能逐渐向东南亚、印度、中国等地区转移。目前我国已成为多孔碳生产大国，产能占比超过四成，其中活性炭生产规模和出口规模位居全球首位。在全球多孔碳市场上，日本可乐丽、美国卡博特、大阪燃气化学等海外企业具有先发、技术优势，占据高端市场主要份额。我国虽是多孔碳生产大国，但企业规模普遍较小、生产设备自动化水平低、生产工艺较为落后，行业在技术、创新能力、产品质量等方面与发达国家相比仍存在较大差距。目前，国内多孔碳生产企业有神华宁夏煤业、山西新华化工、福建鑫森炭业、江苏竹溪活性炭等。多孔碳种类多、特点突出，应用领域广泛，在消费升级背景下，多孔碳市场发展前景较好。多孔碳是国内外研究热点，国外企业起步早、技术先进，占据高端市场主要份额，我国是多孔碳生产大国，但企业规模普遍较小、产品性能较低，未来我国多孔碳产业结构仍需优化，环保、绿色、高效将成为其重要升级方向。碳材料行业下游需求旺盛根据碳达峰的目标，《中国光伏产业发展路线图》（2020年版）预计十四五期间我国光伏年均新增光伏装机量将在70-90GW之间。随着光伏行业的迅速发展，碳/碳复合材料正快速形成在晶硅制造热场系统中对石墨材料部件的进口替代与升级换代。新冠疫情对经济的主要影响是非固定人群集中活动及相关的产业民用航空首当其冲，飞机订单的大量减少，直接导致对航空复材需求的大幅度降低。相关的主要碳纤维供应商，东丽及美国赫氏的业绩大幅度下滑。综合判断，该市场的下降幅度为30%。在体育用品市场方面，全球绝大部分体育比赛的取消或延迟，使体育产业总体上遭遇重挫。而对于碳纤维器材的影响，网球、冰雪、水上项目等群体运动器材的应用下降，高尔夫、自行车、钓鱼等个人体育器材由于休闲时间的增多，则不降反升，总体上，依然保持了2．7%的增长。风电叶片，依然保持在势不可挡的发展。其中的关键推动者是丹麦风电巨头维斯塔斯，综合其他厂家的需求，这个