炭炭复合材料制品行业分析

炭炭复合材料制品行业分析 一、 行业前景因素 （一）产业政策支持 特种石墨是我国战略新兴产业新材料行业的重要一环。在《产业结构调整指导目录（2019年本）》中，将特种石墨（高强、高密、高纯、高模量）列为鼓励类产业。在《新材料产业发展指南》等政策文件中，国家都强调了发展新材料，加大研发投入的重要性，要发展符合环保要求的、资源高效利用的高端制造业，全面推行循环生产方式；下游应用产业锂电、光伏等亦受到国家产业政策的大力支持。 （二）下游行业兴起，需求进一步提升 在光伏领域，特种石墨主要运用在单晶硅生长炉用石墨热场与多晶硅铸锭炉用石墨热场中石墨部件。光伏太阳能的快速发展将会直接带动特种石墨需求的持续增长；在锂电领域，负极材料在锂电池中主要是作为储锂的主体，在充放电的过程中实现锂离子的嵌入和脱嵌。锂离子电池负极材料一般可分为碳材和非碳材两大类，其中人造石墨和天然石墨材料类负极出货量在整个负极材料产业中的占比达到90%以上，是现阶段商业化应用的主流；在电火花加工领域，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，而石墨电极与铜电极相比具有密度小、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；在核电领域，特种石墨系高温气冷堆中必需的石墨材料，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，是未来核电装机的发展趋势；在铸造行业，特种石墨也是制作结晶器不可替代的材料，运用在大规模连铸生产纯铜、青铜、黄铜的过程中，是结晶器中的关键部件；此外，特种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。随着我国半导体、锂电、光伏太阳能、电火花及模具加工、核电等产业的加快发展，预计未来特种石墨的市场需求将呈现较快增长。 （三）经济的增长为特种石墨行业发展创造了有利环境 特种石墨行业的发展离不开国民经济的带动，国民经济的发展保证了国家对制造业的持续投入，保证了居民消费水平和消费能力的不断增长，这些都为特种石墨行业的发展创造了极为有利的环境。我国国民经济运行态势良好，发展潜力巨大，而无论是传统制造行业还是高科技产业的发展都离不开特种石墨。 （四）符合绿色经济、循环经济潮流 随着社会经济的发展，人们对环境保护的要求越来越高，改善生态环境、提高生活质量，已成为落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重要内容。近年来，各地区、各部门相继出台多项环保制度与规划，为淘汰高消耗高污染的落后生产力、实现资源综合利用、发展循环经济提供制度保障。 特种石墨的生产是资源综合利用的过程，特种石墨的主要原材料是石油焦、沥青焦和煤沥青等，是对石油化工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。我国每年产生大量的石油焦、沥青焦和煤沥青，如果没有特种石墨行业的消耗，这些副产品只能被低效利用和堆放，成为污染环境的重大隐患。可以说特种石墨行业是石化及煤化工行业节能减排的重要功臣，也是实现资源综合利用的典型行业。 二、 行业集中度 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。 三、 特种石墨行业壁垒 （一）特种石墨行业技术壁垒 生产等静压石墨的各原料、辅料之间的配比以及生产设备的装配直接决定了最终产品的质量，而各原料、辅料的配比方案需要长时间的经验积累，存在不可复制性。同时，等静压石墨要经过磨粉、混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化等工序，工序之间环环相扣，每道工序对技术、工艺和操作人员的经验都有极高的要求，任何一道工序出现差错都会影响最终产品的质量，甚至出现废品。行业内等静压石墨生产企业需要较长时间的技术储备和经验积累，才能保证产品成品率，因此等静压石墨行业外的企业进入存在一定的技术壁垒。 （二）特种石墨行业资金壁垒 等静压石墨是下游众多高技术领域产业重要的功能性和消耗性材料，属于资本密集型行业，对投资规模的要求较高。等静压石墨的生产设备价格昂贵，产能投建技术要求较高，投资回报周期较长。此外，等静压石墨行业一般采用连续性大批量的生产模式，需要等静压石墨生产企业具备投资规模，采用先进的设备装置，对企业的资本储备和资金流动性提出了挑战。 （三）特种石墨行业渠道壁垒 由于等静压石墨不同用途的针对性强，这就要求企业对各种产品有精准的客户定位。等静压石墨在下游的生产环节中通常处于关键地位，导致了下游客户对等静压石墨供应商的稳定性和持续性提出了很高的要求，一旦等静压石墨生产企业成为下游客户的合格供应商，双方将形成稳定的供需关系，更换频率较低。而客户资源的开发、维护需要消耗大量的人力、财力和时间成本，这对行业新进者形成了较为明显的渠道壁垒。此外，行业内发展较好的企业已经树立起了良好的品牌效应，与客户构建了良好、稳定的互信关系，在市场竞争中占有先机，这对行业新进者抢占市场形成了一定的障碍。 四、 行业发展的有利因素及面临的风险因素 进入21世纪以来，国际上产业结构有了新的调整，以信息、生物、航空航天、海洋开发以及新材料和新能源为主的高技术和新材料产业逐渐发展壮大。特种石墨与微电子及信息技术、新材料技术、生物技术、航空航天、原子能、高温材料等均有密切的关系。当前化工、能源、轻工、冶金、建材等传统产业将不断引入新技术和使用材料，进行产业升级和技术革新，许多都与特种石墨深加工产品密切相关。可以说特种石墨深加工产业发展有了新的机遇。 从特种石墨各种技术发展看，特种石墨将越来越被广泛应用到新能源汽车、航天航空、核电及等高新技术领域，成为支撑高新技术发展的重要战略资源。 五、 行业利润水平 特种石墨行业利润水平的主要影响因素是市场供求关系。从需求来讲，特种石墨是国家政策鼓励和支持的新材料，行业应用领域广泛，且下游行业均处于上升期，因此，特种石墨的需求将持续增长；从供给来讲，因本行业有较高的进入门槛，行业内企业数量保持稳定，供给不会有爆发性增长。行业政策、原材料成本、行业内企业生产工艺、产品技术、产品附加值的提升将成为决定企业未来利润水平的关键因素。 自2017年起，随着我国供给侧结构性改革的深入实施，包括特种石墨行业在内的炭素行业经历了一轮洗牌，一批生产规模小、生产工艺落后、综合能耗较高的企业相继出局，而下游行业需求不断上升，短期的供需失衡导致特种石墨的市场价格持续走高，炭素行业利润水平大幅提高。2019年以来，随着部分特种石墨企业调整产品结构，加大环保投资并恢复产能，特种石墨的供需关系逐渐修复，特种石墨的价格回落，恢复稳定。 六、 发展趋势及前景 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。 （一）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%。 （二）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。 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。 七、 特种石墨行业发展趋势 （一）国产化进程为特种石墨提供发展空间 目前我国特种石墨市场处于供不应求状态，国内特种石墨2019年实际产量约为5．7万吨，而需求量却超过10万吨，2019年从海外进口特种石墨约为3万吨；国内特种石墨2020年实际产量约为6．0万吨，而2020年需求量约为10．5万吨，亦超过10万吨，2020年从海外进口特种石墨约为2．2万吨。上述情况有助于加快特种石墨材料的国产化进程，提升行业技术自主化水平；有利于保持国内特种石墨市场的稳定，同时也为国内特种石墨材料生产厂家的发展提供了机会和空间。 （二）供给侧改革为特种石墨行业带来新的机遇 随着下游光伏、锂电池、航空航天等行业的快速发展，中上游石墨新材料的市场需求持续加大。统计数据显示，2019年和2020年，我国特种石墨需求量均超过10万吨；其中主要需求来自光伏、锂电池等战略新兴行业。而在供给端，受供给侧结构性改革的影响，特种石墨行业中管理不规范的落后产能被淘汰；新增项目都需要经过严格的环评手续和立项审查，新增产能较为困难，这进一步导致了特种石墨的供应在未来一段时间都将保持缓慢增长。预计特种石墨供不应求的状态短期内很难扭转。 （三）下游行业的兴起拓展特种石墨的市场空间 特种石墨被广泛应用于冶金、化工、机械、电子、光伏、锂电、人造金刚石、新能源、航天航空、工业、核工程等行业，是战略新兴产业不可替代的重要资源之一。 在光伏领域，特种石墨主要运用在单晶硅生长炉用石墨热场与多晶硅铸锭炉用石墨热场中石墨部件。光伏太阳能的快速发展将会直接带动特种石墨需求的持续增长；在锂电领域，负极材料在锂电池中主要是作为储