礦用安全材料行業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)

礦用安全材料行業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)

礦用安全材料行業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)（一）礦用安全材料行業(yè)面臨的機遇1、下游產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定需求為礦用安全材料提供了良好的發(fā)展空間近年來，我國煤炭供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革成果顯著，落后產(chǎn)能逐步淘汰，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。自2016年以來，我國煤礦數(shù)量逐步減少，從2015年的10，800處已降至2021年的約4，500處；而與此同時，煤炭產(chǎn)量卻穩(wěn)步提升，煤礦平均單產(chǎn)亦由2015年的34萬噸/年提升至2021年的92萬噸/年，煤炭產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)明顯的集約化特征。與此相對應(yīng)的是，在經(jīng)歷了幾年供給側(cè)改革之后，我國煤炭行業(yè)效益逐漸回暖。根據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會發(fā)布的《2021煤炭行業(yè)發(fā)展年度報告》，2021年我國煤炭產(chǎn)量同比增長5．7%、煤炭消費量同比增長4．6%。當(dāng)前我國經(jīng)濟運行穩(wěn)定，但能源供給仍然存在缺口，加之自受國際能源緊缺、原產(chǎn)國停止出口、新冠疫情沖擊等多種因素影響，可以預(yù)見未來較長一段時間我國對煤炭的需求將保持在較高水平。而煤炭的需求必然向其上游礦用安全材料傳導(dǎo)，為行業(yè)提供良好的發(fā)展空間。而我國煤礦的集約化發(fā)展，勢必帶來煤礦的規(guī)范化、專業(yè)化運行，對煤礦生產(chǎn)的安全生產(chǎn)起到了推動作用。過往中小型煤礦出于成本考慮，一般選擇效果較差、價格較低的礦用安全材料，大型煤礦則運行更為規(guī)范，對安全生產(chǎn)更為重視，這為井下反應(yīng)型高分子材料的應(yīng)用提供了發(fā)展空間。2、礦用安全材料國家產(chǎn)業(yè)政策扶持礦用安全材料作為煤炭開采中的主要輔助材料，為煤炭生產(chǎn)乃至能源供給提供了有力保障。國家煤礦安全監(jiān)察局在《煤礦安全生產(chǎn)十三五規(guī)劃》中要求煤炭企業(yè)繼續(xù)加大煤礦安全生產(chǎn)的投入，提高煤礦作業(yè)中對礦井災(zāi)害的防治能力；國家發(fā)展及改革委員會在《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019年本）》中將礦井災(zāi)害（瓦斯、煤塵、礦井水、火、圍巖、地溫、沖擊抵押等）防治列為了鼓勵類行業(yè)。以上文件為礦用安全材料的發(fā)展及應(yīng)用提供了理論和現(xiàn)實依據(jù)，也為礦用安全材料行業(yè)提供了發(fā)展空間。3、礦用安全材料行業(yè)集中度不斷提高安全無小事，礦用安全材料的性能與使用過程中的安全可靠將直接決定煤礦災(zāi)害治理的效果、相關(guān)企業(yè)的財產(chǎn)安全以及井下工作人員的生命與健康。因此監(jiān)管部門對礦用安全材料的監(jiān)管日趨嚴格。近年來，近年來國家各部委相繼出臺了《煤礦井下反應(yīng)型高分子材料安全管理辦法（試行）》等法律法規(guī)及《AQ/T1087-2020煤礦堵水用高分子材料》《AQ/T1089-2020煤礦加固煤巖體用高分子材料》《AQ/T1090-2020煤礦充填密閉用高分子發(fā)泡材料》等多項安全標(biāo)準(zhǔn)。國家對煤炭安全生產(chǎn)的日益重視為礦用安全材料提出了更嚴苛的要求，目前所有礦用安全產(chǎn)品均需獲得安標(biāo)國家礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志中心認證方可銷售。受此影響，該行業(yè)中規(guī)模偏小、技術(shù)落后和生產(chǎn)不規(guī)范的企業(yè)將面臨淘汰。礦用安全材料的生產(chǎn)準(zhǔn)入門檻將面臨提升，所在行業(yè)集中度將進一步提高。行業(yè)將面臨更廣闊的市場空間。4、礦用安全材料行業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展井下反應(yīng)型高分子材料本質(zhì)上是高分子結(jié)構(gòu)性材料，具有施工相對簡單、見效迅速、理化性能優(yōu)異、穩(wěn)定性強等優(yōu)勢，較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)性材料的具有明顯的優(yōu)勢。以聚氨酯為代表的高分子材料普遍具備可定制性強的特征，隨著針對高分子結(jié)構(gòu)性材料的研究不斷深入，其下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，除煤礦井下災(zāi)害治理外，此類材料在金屬礦藏開采、隧道挖掘、建筑建造、路橋建設(shè)等領(lǐng)域均有較為成功的應(yīng)用案例。目前，制約高分子結(jié)構(gòu)性材料向其他領(lǐng)域拓展的主要因素是價格相對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料昂貴，其他領(lǐng)域?qū)Σ牧系母黜椥阅芤蟮陀诿旱V井下災(zāi)害治理領(lǐng)域，從成本考慮其他領(lǐng)域較少使用高分子結(jié)構(gòu)性材料。未來隨行業(yè)技術(shù)發(fā)展，此類高分子材料對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料的優(yōu)勢將進一步擴大，而隨著產(chǎn)品成本和售價下降，其性價比也將逐漸凸顯，并對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)性材料形成滲透與替代。行業(yè)產(chǎn)品目前雖主要用于煤礦井下災(zāi)害治理領(lǐng)域，但未來市場前景廣闊，具備良好的發(fā)展空間。（二）礦用安全材料行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)1、礦用安全材料主要業(yè)務(wù)易受宏觀環(huán)境影響礦用安全材料應(yīng)用場景比較單一，其市場需求取決于下游市場傳導(dǎo)。目前，我國對能源結(jié)構(gòu)的深入改革尚在進行中，雖然可以預(yù)見的將來，煤炭仍然將會在能源結(jié)構(gòu)中占相當(dāng)重要的地位，但煤礦的生產(chǎn)受到宏觀經(jīng)濟、環(huán)境影響較大，礦用安全材料仍無法排除因下游市場需求量變少引起的業(yè)績下滑的情形。2、礦用安全材料專業(yè)人才存在缺口礦用安全材料產(chǎn)業(yè)屬于與基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)實踐聯(lián)系較為緊密的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。因此，新型材料、配方和生產(chǎn)工藝的研究和開發(fā)所需的專業(yè)人才，既需要具備扎實的理論功底，又需要一定的產(chǎn)業(yè)實踐經(jīng)驗，能夠?qū)⒗碚搩滢D(zhuǎn)化為實踐成果，因此該等專業(yè)人才存在起點較高、培養(yǎng)周期較長的問題。目前，我國專業(yè)性強、技術(shù)積淀深、技術(shù)創(chuàng)新能力突出的研發(fā)人才較為匱乏，難以匹配我國改性材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展趨勢，一定程度上制約了行業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展。中國復(fù)合材料行業(yè)競爭梯隊目前我國復(fù)合材料行業(yè)企業(yè)在注冊資本5000萬元以上的企業(yè)數(shù)量較少，約為500家，該類企業(yè)主要生產(chǎn)兩種或多種新型復(fù)合材料，如高分子復(fù)合材料、石墨烯復(fù)合材料等;注冊資本在1000-5000萬元的企業(yè)數(shù)量超過1000家，該類企業(yè)主要生產(chǎn)一種或兩種復(fù)合材料，如紙塑復(fù)合材料、木塑復(fù)合材料等。注冊資本1000萬元以下的企業(yè)數(shù)量較多，多為基礎(chǔ)復(fù)合材料的生產(chǎn)。復(fù)合材料行業(yè)市場發(fā)展態(tài)勢分析復(fù)合材料（composite;compositematerial）由兩種或兩種以上物理、化學(xué)性能不同的材料，通過物理或化學(xué)的方法復(fù)合而成，其中的組分相互協(xié)同作用，但彼此獨立，各自保持其固有的物理、化學(xué)和機械等特性，且其間存在界面的多相固體材料。各種材料在性能上互相取長補短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。我國復(fù)合材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為基質(zhì)材料和增強劑材料，中游按照集體材料不同分為樹脂基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、水泥基復(fù)合材料和碳基復(fù)合材料，下游領(lǐng)域包括航天領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、風(fēng)電領(lǐng)域等。復(fù)合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復(fù)合而成。20世紀(jì)40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強塑料（俗稱玻璃鋼），從此出現(xiàn)了復(fù)合材料這一名稱。目前，我國較為主流的復(fù)合材料有碳纖維復(fù)合材料，主要應(yīng)用與風(fēng)電葉片，在碳中和的政策指引下，預(yù)計該類復(fù)合材料的需求將持續(xù)增加;其次玻璃纖維復(fù)合材料作為裝配式建筑的一部分也有較高的需求;芳綸纖維復(fù)合材料的應(yīng)用范圍稍少于前兩種材料，多數(shù)用于航空航天領(lǐng)域。目前，全球復(fù)合材料第一大技術(shù)來源國為中國，中國復(fù)合材料專利申請量占全球復(fù)合材料專利總申請量的78%;其次是日本，日本復(fù)合材料專利申請量占全球復(fù)合材料專利總申請量的12%。美國和韓國雖然排名第三和第四，但是與排名第一的中國專利申請量差距較大。復(fù)合材料是人們運用先進的材料制備技術(shù)將不同性質(zhì)的材料組分優(yōu)化組合而成的新材料。一般定義的復(fù)合材料需滿足以下條件:（i）復(fù)合材料必須是人造的，是人們根據(jù)需要設(shè)計制造的材料;（ii）復(fù)合材料必須由兩種或兩種以上化學(xué)、物理性質(zhì)不同的材料組分，以所設(shè)計的形式、比例、分布組合而成，各組分之間有明顯的界面存在;（iii）它具有結(jié)構(gòu)可設(shè)計性，可進行復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計;（iv）復(fù)合材料不僅保持各組分材料性能的優(yōu)點，而且通過各組分性能的互補和關(guān)聯(lián)可以獲得單一組成材料所不能達到的綜合性能。復(fù)合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬?，F(xiàn)代高科技的發(fā)展離不開復(fù)合材料，復(fù)合材料對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有著十分重要的作用。復(fù)合材料的研究深度和應(yīng)用廣度及其生產(chǎn)發(fā)展的速度和規(guī)模，已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)先進水平的重要標(biāo)志之一。進入21世紀(jì)以來，全球復(fù)合材料市場快速增長，亞洲市場增長較快，尤其中國是復(fù)合材料增長最快、最大的生產(chǎn)和消費國，風(fēng)能、大型飛機、汽車工業(yè)、建筑業(yè)、造船、環(huán)保等成為市場的主導(dǎo)力量。中國的大市場吸引了國外一些知名復(fù)合材料企業(yè)入住，例如Hexcel、Gruit、Vestas、RTP、Alcan、Menzolite、空客、Samtechap、Huntsman等，紛紛在中國建廠或擴產(chǎn)，均取得良好的效益，Vestas宣稱已接下100套風(fēng)電葉片訂單。從全球來看，復(fù)合材料在交通運輸領(lǐng)域需求較大，以及工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，分別占據(jù)24%和26%的需求量;而國內(nèi)的復(fù)合材料目前主要集中于建筑與結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，作為主力的交通運輸及工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域發(fā)展空間巨大。隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，新能源、環(huán)保、高端裝備制造等其他新興產(chǎn)業(yè)的加快發(fā)展，國內(nèi)高性能纖維復(fù)合材料需求將日漸強勁。其中交通運輸、工業(yè)設(shè)備發(fā)展推動高分子復(fù)合材料增長潛力很大，從子行業(yè)應(yīng)用看，航天航空、汽車、風(fēng)電等行業(yè)需求增長力度較強。根據(jù)2019年我國玻璃纖維復(fù)合材料的產(chǎn)量以及其產(chǎn)量占復(fù)合材料產(chǎn)量的比例，結(jié)合碳纖維的快速發(fā)展，按照目前我國復(fù)合材料產(chǎn)量增速來看，以10%的保守增速發(fā)展，預(yù)測到2025年，中國復(fù)合材料產(chǎn)量有望超過1116萬噸。數(shù)據(jù)顯示，2020年我國玻璃纖維及制品工業(yè)主營業(yè)務(wù)收入（不含玻纖增強復(fù)合材料制品部分）同比增長9．9%，利潤總額同比增長56%，全年利潤累計超過117億元。隨著下游行業(yè)復(fù)產(chǎn)復(fù)工和風(fēng)電等細分市場需求快速增長，各類玻纖紗及制品產(chǎn)品自三季度起實現(xiàn)了多輪價格上調(diào)，部分玻纖紗產(chǎn)品價格達到或接近歷史最好水平，行業(yè)整體利潤水平提升明顯。與玻璃纖維行業(yè)相比，復(fù)合材料制品行業(yè)目前正處于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化過程中，在政府環(huán)保等規(guī)范管理政策高壓和骨干企業(yè)良好表現(xiàn)示范引導(dǎo)下，已經(jīng)有越來越多的復(fù)合材料制品企業(yè)逐步轉(zhuǎn)變發(fā)展思路，主動實施污染環(huán)保治理，加強管理，提升企業(yè)的專業(yè)化生產(chǎn)與服務(wù)水平。對此，行業(yè)要加強規(guī)范管理引導(dǎo)，確保轉(zhuǎn)型發(fā)展持續(xù)推進。與此同時，全行業(yè)更要做好科學(xué)規(guī)劃、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，并積極爭取相關(guān)政策引導(dǎo)與扶持，努力做大做強復(fù)合材料制品深加工業(yè)。一方面要緊跟全球復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展趨勢，學(xué)習(xí)借鑒國際國內(nèi)先進經(jīng)驗與案例，做好熱塑性復(fù)合材料生產(chǎn)裝備、復(fù)合材料自動化智能化輔助設(shè)計與生產(chǎn)裝備、復(fù)合材料廢棄物處理與回收裝備的引進、研發(fā)與推廣應(yīng)用，不斷提升復(fù)合材料制品企業(yè)的技術(shù)裝備水平和應(yīng)用研究能力，培育一批規(guī)?；I(yè)化、差異化的復(fù)合材料制品深加工生產(chǎn)基地。現(xiàn)階段，中國玻璃鋼、復(fù)合材料行業(yè)面臨一個新的大發(fā)展時期，如城市化進程中大規(guī)模的市政建設(shè)、新能源的利用和大規(guī)模開發(fā)、環(huán)境保護政策的出臺、汽車工業(yè)的發(fā)展、大規(guī)模的鐵路建設(shè)、大飛機項目等。在巨大的市場需求牽引下，復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有很廣闊的發(fā)展空間。復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀由于復(fù)合材料行業(yè)具有技術(shù)密集性高、研發(fā)投入高、產(chǎn)品附加值高、應(yīng)用范圍廣等特點，已成為衡量一個國家國力與科技發(fā)展水平的重要指標(biāo)。近年來全球復(fù)合材料市場規(guī)模持續(xù)增長，2021年全球復(fù)合材料市場規(guī)模約為775．5億美元，同比增長4．8%，預(yù)計2022年將達到833．6億美元。下游應(yīng)用帶動行業(yè)發(fā)展，復(fù)合材料以優(yōu)異的耐腐蝕性、高強度與抗沖擊性，在航空航天、建筑、防腐、管道、水處理等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，市場規(guī)模不斷擴張，從2017年的1576．07億元增長至2031．74億元，期間年均復(fù)合增長率為6．55%。中國復(fù)合材料行業(yè)區(qū)域集中度根據(jù)中國企業(yè)數(shù)據(jù)庫企查貓，目前中國復(fù)合材料企業(yè)超過3000家，主要分布在珠三角和環(huán)渤海等地，特別以廣東和山東為代表。截至2022年7月，廣東共有相關(guān)復(fù)合材料企業(yè)數(shù)619家，占比13．9%，山東省則有667家，占比12．7%，江蘇企業(yè)數(shù)量占比為8．1%。復(fù)合材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈復(fù)合材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為增強體高性能纖維及基體；中游為碳纖/樹脂復(fù)合、碳/碳復(fù)合、玻纖/樹脂復(fù)合、芳綸/樹脂等典型復(fù)合材料；下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括航空航天、體育器材、建筑、汽車等行業(yè)。從下游端看，目前我國復(fù)合材料行業(yè)主要應(yīng)用于航空航天復(fù)合材料和風(fēng)力發(fā)電復(fù)合材料，2021年的應(yīng)用占比分別為25．04%和15%。我國復(fù)合材料行業(yè)面臨的問題國產(chǎn)復(fù)合材料自動化成型工藝的應(yīng)用比例較低，主要局限于航空和航天等高端領(lǐng)域，民用復(fù)合材料仍以傳統(tǒng)的手糊或手工鋪貼成型為主，與國外的自動化制造水平存在明顯差距。復(fù)合材料制造關(guān)鍵裝備技術(shù)水平薄弱，以進口引進為主、仿制為輔，部分裝備如熱熔預(yù)浸機、纏繞機、熱壓罐、熱壓機的設(shè)計制造以及復(fù)合材料自動鋪放設(shè)備、預(yù)浸料自動拉擠設(shè)備的研制雖取得一定突破，但在科研和生產(chǎn)中對進口裝備的依賴程度仍較高。我國復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)件設(shè)計以跟蹤替代應(yīng)用為主，自主設(shè)計應(yīng)用能力較弱。例如，根據(jù)國外的實際應(yīng)用統(tǒng)計，主承力結(jié)構(gòu)使用T300級碳纖維復(fù)合材料的減重效率可達25%，而我國減重效率則相對較低，多數(shù)不到20%。高性能樹脂基復(fù)合材料應(yīng)用水平與發(fā)達國家先進水平存在明顯差距。高性能樹脂基復(fù)合材料在大型客機、風(fēng)力發(fā)電和汽車等領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用尚未破局，復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)尚未形成規(guī)模。例如，我國研制的ARJ21支線客機復(fù)合材料用量占比約為2%，正在研制的C919中型客機復(fù)合材料用量占比約為10%，而國外最新研制的波音787、空中客車A350等大型客機復(fù)合材料用量占比則達到50%以上。復(fù)合材料行業(yè)前景分析2022年3月10日，交通運輸部、科學(xué)技術(shù)部發(fā)布《十四五交通領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》，其中交通運輸裝備關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅工程明確：聚焦載運工具、工程裝備、生產(chǎn)作業(yè)裝備、應(yīng)急保障裝備等交通裝備的瓶頸問題，攻克高性能軸承、齒輪、高性能傳感器、數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機等關(guān)鍵核心零部件、專業(yè)工程軟件系統(tǒng)及高性能合金和復(fù)合材料技術(shù)。目前，國內(nèi)上游纖維制造集中度強，中游復(fù)合材料產(chǎn)能分散。上游纖維產(chǎn)能集中在中低端產(chǎn)品，高端產(chǎn)品依賴進口。玻璃纖維方面，中國巨石、泰山玻纖、重慶國際和中材科技占據(jù)絕大部分國內(nèi)產(chǎn)能;碳纖維方面，國內(nèi)產(chǎn)能集中在中復(fù)神鷹、中簡科技、江蘇恒神、光威復(fù)材等企業(yè);芳綸纖維方面，國內(nèi)產(chǎn)能集中在泰和新材、儀征化纖、中藍晨光等公司。樹脂行業(yè)的主要供應(yīng)商有宏昌電子和上緯新材等。材料性能是決定飛機性能