炭炭復合材料制品市場分析

炭炭復合材料制品市場分析炭素材料行業(yè)發(fā)展概況和趨勢（一）炭素材料及碳素制品行業(yè)基本情況炭素材料是指以碳元素為主要成分的材料的總稱。炭素材料包括炭素原料和碳素制品兩大類。其中炭素原料是指炭素工業(yè)所使用的石油焦、針狀焦、無煙煤和天然石墨原材料；碳素制品是指炭素原料經(jīng)過加工處理得到的具有一定形狀和物化性質(zhì)的產(chǎn)品，如炭電極、石墨電極、特種石墨和碳纖維材料等。炭素材料由于其特殊的性能，已成為現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的重要材料，依靠其固有特性，經(jīng)常以基礎(chǔ)原料、模具、用具、部件、構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)材料等形式被廣泛應用在各種行業(yè)不同環(huán)境、不同生產(chǎn)條件的工業(yè)產(chǎn)品制造過程。碳素制品行業(yè)是一個非常多元化的產(chǎn)業(yè)，既有傳統(tǒng)工業(yè)的基礎(chǔ)，又具備高技術(shù)、高科技發(fā)展的機遇和空間。碳素制品行業(yè)自身具有高技術(shù)特征，同時也應用于高技術(shù)領(lǐng)域。碳素材料目前已經(jīng)形成規(guī)模化應用的有特種石墨（等靜壓石墨、模壓石墨等）、炭炭復合材料和碳纖維類制品；各類產(chǎn)品廣泛應用于光伏、鋰電、航空航天、半導體下游行業(yè)。我國石墨及碳素制品行業(yè)，一方面低端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩、市場供大于求，如普通功率石墨電極、普通功率炭電極、炭陽極和普通陰極炭塊等；另一方面高技術(shù)含量、高附加值的產(chǎn)品，如大規(guī)格大功率炭電極、各領(lǐng)域用的特種石墨（等靜壓石墨）、炭炭復合材料、碳纖維類制品和碳納米材料等又有較大的缺口。（二）等靜壓石墨行業(yè)基本情況等靜壓石墨屬于炭素材料及碳素制品的細分子類，可用于制造單晶爐熱場、金屬連鑄石墨結(jié)晶器、電火花加工用石墨電極、火箭噴嘴、石墨反應堆減速材料和反射材料等。我國等靜壓石墨的研制始于20世紀60年代初，初期主要為科研院所試制。20世紀80年代，上海碳素廠等幾家企業(yè)首次嘗試批量生產(chǎn)等靜壓石墨，但由于技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，加之國外企業(yè)的技術(shù)封鎖，中國等靜壓石墨的整體水平遠落后于美、德、法、日等國。由于等靜壓石墨是光伏、半導體、核能、等多個重要領(lǐng)域的重要材料，實現(xiàn)國產(chǎn)化意義深遠，20世紀90年代起，國產(chǎn)石墨廠商相繼進入相關(guān)領(lǐng)域，等靜壓石墨逐漸加速。經(jīng)過多年發(fā)展，國內(nèi)等靜壓石墨市場已形成國產(chǎn)廠商和海外石墨巨頭多極競爭格局，以成都炭材為代表的國產(chǎn)等靜壓石墨龍頭企業(yè)已成功打破國外等靜壓石墨企業(yè)在華壟斷局面，通過自主研發(fā)不斷突破各類等靜壓石墨產(chǎn)品的核心技術(shù)，部分主要國產(chǎn)產(chǎn)品的性能參數(shù)和質(zhì)量已不遜色于法國美爾森、德國西格里、日本東洋炭素等國際巨頭的同類型產(chǎn)品?，F(xiàn)如今，國內(nèi)光伏熱場行業(yè)作為等靜壓石墨的重要下游，國際巨頭應用于光伏熱場領(lǐng)域的等靜壓石墨產(chǎn)品尚未在國內(nèi)實現(xiàn)全工序生產(chǎn)，市場競爭力相對下滑，等靜壓石墨領(lǐng)域的正處于加速期。（三）光伏行業(yè)基本情況1、光伏產(chǎn)業(yè)市場空間廣闊，帶動等靜壓石墨行業(yè)加速發(fā)展光伏行業(yè)是等靜壓石墨目前主要下游市場中應用規(guī)模較高的細分領(lǐng)域，主要應用于光伏晶硅熱場材料。近年來，持續(xù)發(fā)展可再生能源已成為世界各國的基本共識，目前已有至少137個國家作出了凈零排放承諾，各國不斷加大可再生能源投入。與此同時，隨著光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代和產(chǎn)業(yè)升級加速，度電成本持續(xù)下降，光伏發(fā)電已成為全球較為經(jīng)濟的可再生能源形式，全球光伏發(fā)電新增裝機規(guī)模不斷創(chuàng)造歷史新高，行業(yè)處于高速發(fā)展期，2007至2021年全球新增光伏規(guī)模年復合增長率達到33．64%。光伏發(fā)電已成為全球增長速度最快的可再生能源品種。2021年國內(nèi)全年光伏發(fā)電量為3．259億千瓦時，同比增長25．1%，約占全國全年總發(fā)電量的4．0%。全國新增光伏并網(wǎng)裝機容量54．88GW，同比上升13．9%；累計光伏并網(wǎng)裝機容量達到308GW，新增和累計裝機容量均為全球第一。受益于光伏發(fā)電的需求快速增長，上游光伏硅片行業(yè)呈現(xiàn)高景氣，2021年我國光伏硅片產(chǎn)量為227GW，增速為40．7%，占全球光伏硅片產(chǎn)量的97．3%。2、光伏硅片大型化趨勢加速，提升熱場材料性能要求隨著近年來光伏退補，實行平價上網(wǎng)，光伏產(chǎn)業(yè)鏈降本訴求較強，而大尺寸硅片由于具備更高的轉(zhuǎn)換效率，同時可以有效降低非硅成本，成為光伏實現(xiàn)平價上網(wǎng)的重要依托。目前，硅片大型化已成為主流趨勢，行業(yè)滲透率不斷提升，帶動光伏晶硅熱場材料升級。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2021年市場上182mm和210mm尺寸硅片占比已從2020年的4．5%迅速增長至45%，大尺寸硅片進入快速發(fā)展期。預計2022年、2025年182mm及210mm尺寸硅片的市場份額占比將分別達到75%、95%。為得到大尺寸硅片需制備大直徑的硅棒，要求熱場設(shè)備部件的直徑和承載硅料量相應提升，只有大尺寸的等靜壓石墨組件或高強度的炭炭復合材料才能滿足需求。3、炭素材料行業(yè)等靜壓石墨電學性能優(yōu)異，系光伏熱場關(guān)鍵材料之一在光伏領(lǐng)域，等靜壓石墨主要運用在單晶硅生長爐用石墨熱場與多晶硅鑄錠爐用石墨熱場中。以單晶硅生長爐為主，構(gòu)成一般包括坩堝、導流筒、保溫筒、加熱器、板材、電極和其他組件。核心部件加熱器是熱場中的直接發(fā)熱體，一般為電阻式，對材料電阻率的均勻性和一致性要求較高，主要采用等靜壓石墨，占比超過95%；同時，等靜壓石墨在熱場系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件（坩堝、導流筒、保溫筒）也有較多應用。4、等靜壓石墨行業(yè)與行業(yè)上下游的關(guān)系瀝青焦石油焦和煤瀝青制造業(yè)為等靜壓石墨行業(yè)的主要上游。瀝青焦、石油焦是等靜壓石墨生產(chǎn)的骨料，瀝青焦、石油焦的品質(zhì)直接影響等靜壓石墨的質(zhì)量和生產(chǎn)成本，因此上游石油焦、瀝青焦和煤瀝青制造業(yè)的發(fā)展對等靜壓石墨行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。上游企業(yè)眾多，供給充足。等靜壓石墨的下游主要為光伏、半導體、核電等行業(yè)，是戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)不可替代的重要資源之一，下游行業(yè)的發(fā)展狀況和發(fā)展趨勢將直接影響等靜壓石墨行業(yè)的發(fā)展。特種石墨行業(yè)發(fā)展面臨的有利因素（一）特種石墨行業(yè)國家政策支持炭素材料及碳素制品行業(yè)是關(guān)系國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。近年來，國家出臺《十四五原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》及《中國制造2025》等產(chǎn)業(yè)政策，從產(chǎn)學研合作、知識產(chǎn)權(quán)保護等方面給予政策支持，為炭素材料及碳素制品行業(yè)創(chuàng)造了良好的政策環(huán)境。（二）特種石墨行業(yè)光伏等下游行業(yè)興起，需求進一步提升炭素材料及碳素制品被廣泛應用于冶金、化工、機械、電子、光伏、鋰電、人造金剛石、新能源、航天航空、工業(yè)、核工程等行業(yè)，是戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)不可替代的重要資源之一。以光伏為例，等靜壓石墨主要運用在單晶硅生長爐用石墨熱場與多晶硅鑄錠爐用石墨熱場中石墨部件。光伏太陽能的快速發(fā)展將會直接帶動特種石墨需求的持續(xù)增長；以核電為例，特種石墨系高溫氣冷堆中必需的石墨材料，高溫氣冷堆是國際核能界公認的目前安全性最高的新型核反應堆，是未來核電裝機的發(fā)展趨勢。隨著下游行業(yè)的興起，預計未來等靜壓石墨的市場需求將呈現(xiàn)較快增長。特種石墨行業(yè)發(fā)展歷程碳素材料是一種古老的材料，又是一種新型材料。早在史前，人類就與炭物質(zhì)發(fā)生了關(guān)系。公元前8000年，人類就已經(jīng)將木炭用于取暖、煮食等；公元前3000年開始，有色金屬冶煉就用炭加熱或還原制取金屬；公元2世紀，中國漢代已經(jīng)開始用煤煙制墨，16世紀中國明代的冶煉工業(yè)已用天然石墨和粘土制成耐火坩鍋，這是人類早的碳素制品。雖然人類很早就利用碳素材料，但從原始、粗糙的碳素材料發(fā)展到近代的、高質(zhì)量的工業(yè)碳素材料，從世界范圍看也僅有一百多年的歷史。1842年德國人本生（R．H．Bunsen）用2份能結(jié)焦的煤粉和1份焦炭粉混合在鋼模中加壓成型，然后焙燒制成炭質(zhì)電極，這是近代碳素制品工業(yè)的先驅(qū)。此后，伴隨著冶金、電化學、電器機械等行業(yè)的發(fā)展，碳素材料開始得到開發(fā)利用，尤其在這段時間后期人們進行了大量的有關(guān)電能利用的開拓性工作，如碳刷、碳電阻柱、電熱和電化學用電極等相繼得到發(fā)明和利用，碳素材料開始工業(yè)化生產(chǎn)1896年，愛迪生的學生艾奇遜（E．G．Acheson）利用其發(fā)明的箱式電阻爐制造出第一只人造石墨電極，使得碳素材料從碳質(zhì)跨越到石墨質(zhì)，此后逐步利用其導電性、耐腐蝕性、耐熱性、潤滑性和導熱性等特性，在煉鋼電極、電解板、發(fā)熱體、坩堝、電刷、密封圈等石墨制品方面取得突破性進展，并作為工業(yè)材料被廣泛應用在煉鋼、制堿、電氣以及機械等領(lǐng)域。人造石墨的出現(xiàn)為碳素工業(yè)的發(fā)展揭開了新的一頁。中國碳素工業(yè)起步較晚但發(fā)展較快。中國碳素工業(yè)起步于國家一五期間建設(shè)的156項重點工程。引進前蘇聯(lián)技術(shù)的吉林炭素廠1952年籌建、1955年建成投產(chǎn)，成為中國碳素工業(yè)的搖籃，之后我國又陸續(xù)興建了蘭州、上海炭素廠和南通炭素廠，這四家國有碳素企業(yè)成為中國碳素企業(yè)的四大骨干企業(yè)。與行業(yè)發(fā)展歷程相適應，自起步以來，國內(nèi)碳素企業(yè)以石墨電極等傳統(tǒng)碳素產(chǎn)品生產(chǎn)為主，主要以鋼鐵和金屬冶煉行業(yè)為下游。行業(yè)集中度當前我國石墨及碳素制品行業(yè)存在行業(yè)競爭無序、宏觀管理失控等問題。作為一種寶貴的不可再生資源，石墨具有重要的戰(zhàn)略價值。但是，長期以來國家對石墨資源的管理沒有納入一個規(guī)模的渠道，造成了石墨主產(chǎn)區(qū)各自為政的局面。隨著，國家對石墨及碳素制品行業(yè)的日漸重視，加強宏觀管理和控制已成必然趨勢。因此，今后重點企業(yè)的競爭戰(zhàn)略將會以大力推進石墨工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整為重點；積極開拓國際市場，組建石墨大型企業(yè)集團為趨勢。特種石墨行業(yè)發(fā)展面臨的不利因素（一）特種石墨行業(yè)技術(shù)工藝進步較快等靜壓石墨產(chǎn)品的規(guī)格和參數(shù)隨著下游需求的變化不斷升級，目前受光伏硅片大型化趨勢的影響，等靜壓石墨產(chǎn)品的尺寸和性能要求越來越高，等靜壓石墨廠商需不斷開發(fā)高性能、高可靠性的新產(chǎn)品以適應市場需求的轉(zhuǎn)變。如果行業(yè)不能及時適應客戶的需求變化，不能及時跟上行業(yè)技術(shù)進步，則面臨被淘汰的風險。（二）特種石墨行業(yè)勞動力成本不斷增長隨著我國社會逐漸步入老齡化階段，原有的人口紅利正逐步喪失，用工成本面臨上漲壓力。人力成本是等靜壓石墨廠商成本的重要組成部分之一，未來隨著我國人力成本的進一步增長，等靜壓石墨生產(chǎn)廠商將面臨更大的成本壓力。特種石