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光伏石墨行业基本情况

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光伏石墨行业基本情况一、 光伏行业基本情况1、光伏产业市场空间广阔,带动等静压石墨行业加速发展光伏行业是等静压石墨目前主要下游市场中应用规模较高的细分领域,主要应用于光伏晶硅热场材料近年来,持续发展可再生能源已成为世界各国的基本共识,目前已有至少137个国家作出了净零排放承诺,各国不断加大可再生能源投入与此同时,随着光伏产业技术迭代和产业升级加速,度电成本持续下降,光伏发电已成为全球较为经济的可再生能源形式,全球光伏发电新增装机规模不断创造历史新高,行业处于高速发展期,2007至2021年全球新增光伏规模年复合增长率达到33.64%光伏发电已成为全球增长速度最快的可再生能源品种2021年国内全年光伏发电量为3.259亿千瓦时,同比增长25.1%,约占全国全年总发电量的4.0%全国新增光伏并网装机容量54.88GW,同比上升13.9%;累计光伏并网装机容量达到308GW,新增和累计装机容量均为全球第一受益于光伏发电的需求快速增长,上游光伏硅片行业呈现高景气,2021年我国光伏硅片产量为227GW,增速为40.7%,占全球光伏硅片产量的97.3%2、光伏硅片大型化趋势加速,提升热场材料性能要求随着近年来光伏退补,实行平价上网,光伏产业链降本诉求较强,而大尺寸硅片由于具备更高的转换效率,同时可以有效降低非硅成本,成为光伏实现平价上网的重要依托。

目前,硅片大型化已成为主流趋势,行业渗透率不断提升,带动光伏晶硅热场材料升级根据中国光伏行业协会统计,2021年市场上182mm和210mm尺寸硅片占比已从2020年的4.5%迅速增长至45%,大尺寸硅片进入快速发展期预计2022年、2025年182mm及210mm尺寸硅片的市场份额占比将分别达到75%、95%为得到大尺寸硅片需制备大直径的硅棒,要求热场设备部件的直径和承载硅料量相应提升,只有大尺寸的等静压石墨组件或高强度的炭炭复合材料才能满足需求3、炭素材料行业等静压石墨电学性能优异,系光伏热场关键材料之一在光伏领域,等静压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以单晶硅生长炉为主,构成一般包括坩埚、导流筒、保温筒、加热器、板材、电极和其他组件核心部件加热器是热场中的直接发热体,一般为电阻式,对材料电阻率的均匀性和一致性要求较高,主要采用等静压石墨,占比超过95%;同时,等静压石墨在热场系统结构件(坩埚、导流筒、保温筒)也有较多应用4、等静压石墨行业与行业上下游的关系沥青焦石油焦和煤沥青制造业为等静压石墨行业的主要上游沥青焦、石油焦是等静压石墨生产的骨料,沥青焦、石油焦的品质直接影响等静压石墨的质量和生产成本,因此上游石油焦、沥青焦和煤沥青制造业的发展对等静压石墨行业的发展至关重要。

上游企业众多,供给充足等静压石墨的下游主要为光伏、半导体、核电等行业,是战略新兴产业不可替代的重要资源之一,下游行业的发展状况和发展趋势将直接影响等静压石墨行业的发展二、 我国特种石墨行业基本情况我国在20世纪30年代就出现了石墨行业,均为传统的原矿开采和粗放的初加工,特种石墨行业起步较晚,其发展主要是由于完全依赖进口的情况下高额生产成本催生行业内部产业升级,亟需完成进口替代进入21世纪以来,随着下游产业的快速发展,产业链中上游企业生产水平不足,生产能力欠缺的问题暴露明显,国内特种石墨市场一直处于供不应求的状态从市场竞争层面看,特种石墨生产企业众多,产业集中度相对较低,尚无一家企业能对整个行业的发展起决定性的影响,因此,特种石墨行业已经进入充分竞争时期,而且随着我国特种石墨出口日益增多,国内厂家面临国外企业的竞争我国特种石墨行业总体市场竞争较为充分近年来,特种石墨的下游应用仍在不断扩展,作为一种具有多种优良性质的新材料,特种石墨行业市场仍未饱和,正面临新的机遇三、 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四、 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,恢复稳定五、 我国石墨制品中低端产品多我国是石墨生产和出口大国,同时也是进口大国,大部分以中碳或高碳形式直接出口,而高、精、尖工艺需要的石墨产品大部分从国外进口一些发达国家把石墨列入战略储备资源,严格限制其开采、加工与出口,并且对石墨研发技术做了严格的保密规定。

我国虽然是石墨大国,但不是石墨强国目前仅能加工初级产品,缺少高附加值精深加工石墨产品及制品,石墨高技术产品需要大量进口,进口价约为出口价格的24.6倍我国石墨及碳素制品行业,一方面低端产品产能过剩、市场供大于求,如普通功率石墨电极、铝用阳极和普通阴极炭块等;另一方面高技术含量、高附加值的产品,如大规格大功率炭电极、核石墨、航空航天用石墨和各领域用特种石墨及炭复合材料等又有相当数量的缺口石墨及碳素制品行业产品结构不合理的深层次原因在于技术开发投入不足,产业自主创新和技术集成创新能力弱,产品结构的优化升级缺乏强有力的技术支撑六、 行业的竞争格局(一)国际行业竞争和市场特点目前,国内外碳素企业众多,行业已经高度市场化世界范围内碳素行业集中度较高,主要集中在德国、美国、日本、法国、中国及印度,但各国主流石墨制品均为石墨电极,特种石墨产品占比相对较小德国美国日本法国的特种石墨产品以等静压石墨为主,上述四国拥有先进的等静压石墨生产技术,拥有较强的技术优势由于长期以来受德国、美国、日本、法国在等静压石墨工艺技术和设备技术方面的壁垒的限制,国内等静压石墨产量较少,基本依赖进口与国外同类产品相比,我国产品虽然性能略有差异,但由于成本与价格较低,产品性价比优势明显,与国外产品竞争时具有一定的性价比优势。

二)国内特种石墨行业竞争和市场特点1、整体规模偏小同传统碳素材料相比,特种石墨生产工艺技术含量较高,对生产技术、设备能力及工艺装备水平有较高的要求现阶段,我国特种石墨行业呈现金字塔型分布,工艺和技术水平先进,具有一定自主研发能力、实现生产规模化的企业较少全国从事特种石墨生产的企业仅几十家,大部分企业规模较小,技术落后或者不具备完整工序,具备完整工序、产能普遍规模较小,导致大多数企业难以形成很强的市场竞争力2、产品结构不合理目前国内碳素产品仍以传统碳素材料为主,其中大部分产品为石墨电极,特种石墨占比较小,由于长期以来受其他国家工艺技术和设备技术壁垒,国内大部分企业只能生产中粗石墨或细颗粒石墨,等静压石墨则80%的需求量依赖进口3、多数企业缺乏核心竞争力特种石墨行业内的绝大多数企业科研投入较低,自主开发和创新能力较弱,缺乏具有先进水平的核心技术,缺乏研发试验手段行业中只有少数骨干企业具有较强的自主研发能力4、部分特种石墨行业领先企业快速发展近年来,特种石墨行业的迅速发展,给行业内领先企业带来了快速成长的机遇行业领先企业凭借技术和管理优势逐步形成强势品牌,占据了稳定的市场份额七、 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。

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