超级电容活性炭行业前景

超级电容活性炭行业前景

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。多孔炭行业概况多孔炭材料是指具有不同尺寸孔结构的炭材料，多孔炭孔径大小可变，根据孔径不同，多孔炭可分为微孔炭、中孔炭以及大孔炭三种，在类型上，多孔炭材料又分为活性炭、炭分子筛、活性炭纤维、多孔纳米碳、碳电极材料、多孔石墨烯、多孔炭黑等品种。多孔炭按制造使用的主要原材料分为三类：煤质多孔炭、生物质多孔炭和其他类多孔炭，目前市面上主要的多孔炭类别是煤质多孔炭和生物质多孔炭。多孔炭按外观形状可分为粉状多孔炭、颗粒状多孔炭（包含柱状多孔炭、球状多孔炭）和其他形状多孔炭（如多孔炭纤维、多孔炭布、蜂窝状多孔炭、多孔炭纳米管等）；多孔炭广泛应用于VOCs治理、油气回收、饮用水处理、污水处理、化工、医药、食品、饮料、电极材料、环保设备等国民经济领域。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。多孔炭材料产品主要为功能性专用活性炭、炭催化剂及催化剂载体、炭基储能材料，其以可再生的林产三剩物、果壳等生物质为原料，生产高附加值的生物质多孔炭材料产品，对于充分利用林产三剩物资源、节约化石能源、提高林农收入、促进林业资源的综合开发利用均具有积极作用。生物质多孔炭材料行业属于国家发改委颁布的《产业结构调整指导目录（2019年本）》鼓励类第一条农林业第36项次小薪材、沙生灌木及三剩物深加工与产品开发、第40项松脂林建设、林产化学品深加工以及第四十三条环境保护与资源节约综合利用第22项节能、节水、节材环保及资源综合利用等技术开发、应用及设备制造，为国家产业目录鼓励类行业。碳材料行业市场需求现状2019年我国碳碳材料市场需求量2967万吨，2020年3458万吨，增速16．54%，2021年需求量超4000万吨，增速17．66%。碳碳复合材料是一种以碳作为基础材料、碳纤维增强的复合材料，具有高壁模量、高比强度、高耐温性、高传热性等优点，不仅可以最为功能材料使用，同时也可以作为结构材料来对负荷进行承载，可以在高温环境下使用，应用前景十分广阔。未来随着碳碳复合材料应用领域的不断拓展和延伸，其需求量将不断增加，预计至2027年，中国的碳基复合材料产量将超过8000吨。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，这个市场的增长率在20%。碳纤维其他应用市场，疫情影响不是很大，大致保持在以往的增长速率，其中压力容器、碳碳复合材料（主要是热场材料）高速增长。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。多孔炭行业市场规模（一）全球多孔炭材料市场规模传统多孔炭主要应用领域涵盖了食品饮料、化工、冶金、轻纺、水处理、医药等众多产业门类，近年来随着环保节能成为经济社会发展的核心理念，在水处理、大气污染防治等领域的应用价值也日益凸显。此外，随着新能源、新材料技术、医药科学等领域的技术进展，多孔炭在能源储存、天然气回收、血液净化等方面应用逐步拓展，将为行业的前景注入新的活力。由于应用领域广泛，近年来，多孔炭市场销量保持增长趋势，根据市场研究机构QYR（恒州博智）发布的《2022-2028全球及中国多孔碳行业研究及十四五规划分析报告》，全球多孔碳的销量从2017年的180．54万吨增加到2021年的205．42万吨，复合年增长率为3．28%。2021年全球多孔碳市场规模达到了41．12亿美元，预计2028年将达到61亿美元，年复合增长率（CAGR）为4．88%。（二）我国多孔炭材料市场规模从我国多孔炭材料行业的发展历程来看，虽然我国多孔炭工业逐步发展成为全球最大生产国，但是与发达国家相比，我国的多孔炭工业仍然存在很大差距，主要表现在生产技术和产品质量方面。我国大多数生产企业规模小、生产工艺较为落后、生产设备自动化程度低、不利于大规模、连续化生产，造成较大的资源浪费和环境污染。我国多孔炭产品整体品质较低且专用性差，产品销售无序竞争严重，众多小企业为了生存相互之间恶性竞争，造成整个行业利润率下降，既影响了国内多孔炭制造业的发展和市场的培育，也影响了我国多孔炭企业的整体竞争力。随着我国经济发展，人们对生存环境认识水平不断提高和国家政策的导向作用，环境治理工程越来越得到广泛重视。目前我国正在逐步完善各类污染物的排放标准，但治理工程设备和设施的规范还没有跟上。近年来，国家高度重视环保问题，许多区域环保已经被提上最为重要发展位置。安全、高效、方便、快速的多孔炭是目前环保行业所热捧的对象。根据QYR（恒州博智）调查，2021年全球多孔炭销量市场，中国占据了26．71%的市场份额，北美占据了18．84%的市场份额，欧洲占据19．61%的市场份额。预计2028年在中国市场需求的推动下，中国将占据全球约30．95%的市场份额。多孔炭行业产业链情况多孔炭的原材料主要包括林产三剩物、果壳、生物提取物、煤、树脂等含炭材料，另外，多孔炭生产过程中各类专用设备也不可或缺；而多孔炭行业的下游则包括VOCs治理、油气回收、饮用水处理、污水处理、化工、医药、食品、饮料、电极材料、环保设备等多个行业。由于多孔炭原材料供给的经济半径较短，我国多孔炭生产企业主要围绕原料丰富的地域选址设厂，因此产业布局相对比较集中，生产企业的区域特征明显。针对当今石油资源短缺，能源严重依赖进口、白色污染严重的现状，合理开发和利用可循环利用的生物质及其废弃物等天然资源具有良好的经济、社会和生态效益，乃至可以催生一个新的生物质材料产业。在生物质多孔炭方面，国内生物质多孔炭生产企业主要位于福建、江西、浙江和江苏等有丰富森林资源的省份，其中福建、江西和浙江三省的产量占全国生物质多孔炭总产量的比重超过了85%；而在煤质多孔炭方面，国内煤质多孔炭生产企业主要位于山西省、宁夏回族自治区及华北地区等煤炭资源丰富的省份，其中山西省和宁夏回族自治区两地的产量占全国煤质多孔炭产量的比重也高达80%以上。下游方面，传统多孔炭以活性炭为主，活性炭具有特殊的微晶结构、孔隙发达、比表面积巨大，因此被作为优良的吸附剂，具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以有选择的吸附液相和气相中的各种物质，以达到脱色精制、消