二氧化硅技术发展趋势

二氧化硅技术发展趋势 一、 二氧化硅技术发展趋势 我国是全球最大的二氧化硅生产国，经过不断发展，在国际市场中的竞争力不断增强，成为二氧化硅净出口国。我国二氧化硅行业正在逐步向着规模化方向发展，企业数量有所减少，产能趋于稳定。随着制造业转型升级，二氧化硅产品向高品质、高性能、专业化、多样化发展成为趋势，技术导向型的企业未来更具竞争优势。 二、 二氧化硅行业竞争格局分析 （一）国内市场 国内二氧化硅生产企业中，大部分生产普通沉淀法二氧化硅，主要用于轮胎和鞋类；国内能够生产高分散沉淀法二氧化硅的生产企业不多。其中确成股份是世界上主要的二氧化硅生产商之一，是中国目前最大的沉淀法二氧化硅生产商，是世界最大绿色轮胎专用高分散二氧化硅制造商之一，是世界最大的动物饲料载体用二氧化硅生产商之一。 （二）国外市场 海外白炭黑产能方面，主要的生产企业是赢创和索尔维，产能均达到50万吨+，海外的五家主要生产企业产能合计164．5万吨。目前，国内沉淀法二氧化硅市场存在低端产品供过于求、高端产品供不应求的局面。由于低端（制鞋及自行车胎、摩托车胎用）二氧化硅技术含量较低，对生产设备和制造工艺的要求不高，因此国内大多数中小二氧化硅生产企业均能够实现生产，造成目前国内低端（制鞋及自行车胎、摩托车胎用）二氧化硅总体供大于求，而高分散二氧化硅由于生产技艺复杂，对生产设备要求较高的原因，国内有足够实力量产的企业较少。随着二氧化硅产业消费结构的调整，低端（制鞋及自行车胎、摩托车胎用）二氧化硅的市场需求占比将会不断下降，技术含量低、规模较小的生产企业将会被淘汰，研发能力强、产品领先的高分散二氧化硅生产企业的市场销量将会进一步扩大。从而实现二氧化硅行业内产品结构的优化升级。 沉淀法二氧化硅的生产需要经过沉淀、过滤、干燥等多道工序，通过硅酸钠和一种无机酸（通常情况下为硫酸）发生化学反应沉淀而成。沉淀法二氧化硅生产过程中反应的控制有较高要求，原料的质量、各组分浓度、温度、反应时间、PH值、搅拌速度等多种因素将影响生产二氧化硅的比表面积、结构、分散性和硅烷醇基团的浓度等，各个变量都要求精确的控制和调节。 为实现上述生产工艺所能达到的各项指标要求，还需要专业的特种非标核心生产设备。尤其是用于轮胎、牙膏、涂料等的高档二氧化硅产品，需要长期的理论和实践经验积累才能实现稳定生产，对企业的研发能力和人才储备有较高要求。随着我国《绿色轮胎技术规范》的发布，下游客户对产品品质要求的不断提升以及国家环保政策的不断加强，将有越来越多的下游客户需要高品质二氧化硅，推动二氧化硅行业的专业化生产趋势进一步加强。 二氧化硅属化工行业，环保要求非常高。目前，我国在环境保护方面的法律法规包括《环境保护法》、《清洁生产法》、《水污染防治法》、《节约能源法》等，对环保、节能等方面的相关条律的执行力度越来越强，而化工企业由于本身耗能大、排污多的特点，容易到受相关政策严格排查，企业项目通过核准或环评的程序多、难度大。本行业中很多企业使用燃煤方式生产，随着脱硫脱硝的监管要求趋严，原有排放标准将进一步提高。 传统的二氧化硅生产企业不可避免地承受原材料价格波动的风险，而规模较大、全产业链布局的二氧化硅生产企业能够在原材料价格波动时具有更强的议价能力，减少原材料价格波动对生产成本的影响，有效保证原料品质和持续供应，从而具有较强的抗风险能力和竞争优势。 三、 沉淀法二氧化硅产业链 沉淀法二氧化硅所需的主要原材料是硅酸钠和硫酸，硅酸钠的主要原材料包括纯碱、石英砂等，硫酸的主要原材料为硫磺。沉淀法二氧化硅广泛应用于橡胶、轮胎、医药、农药、固体消防材料、农业、饲料、涂料、油墨、造纸等行业，其中，对橡胶行业的依赖程度较大。 气相二氧化硅又名气相法白炭黑，据统计，2021年全球气相二氧化硅产量约为32．40万吨，同比增加8%。2016-2021年全球产量年均复合增长率为4．58%。预计2022年全球气相二氧化硅产量将达到33．8万吨。 从全球气相二氧化硅消费结构来看，有机硅行业是气相二氧化硅主要的消费领域，占比57．40%，其中以硅橡胶为主。硅橡胶具有较好的耐高低温、隔热、绝缘、防潮、防化学腐蚀、抗污染和生理情性，在航天、航空、国防工业、机械制造、建筑装饰、生物医学等多个领域具有不可替代的作用，是公认的新型先进合成材料。 四、 二氧化硅行业市场格局 我国二氧化硅行业重点企业有联科科技、金三江和确成股份。从三家企业近年来的资产总额来看，三家企业稳定发展，资产总额呈现上升趋势。金三江资产总额较低，但增速较快，从2018年的1．65亿上升到2022年Q3季度的6．92亿;联科科技与确成股份资产总额分别从2018年的9．01亿与17．9亿上升到2022年的19．49亿和30．05亿。 受原材料成本上升影响，三家企业的毛利率在2020年开始显著降低。联科科技、金三江与确成股份毛利率分别从2018年24．28%、52．12%和39．39%下降至2022年前三季度的11．82%、35．86%和27．84%。 从企业二氧化硅的产销量来看，联科科技与确成股份的二氧化硅产能更大，金三江二氧化硅产品主要为牙膏。三家企业的产销量整体维持上升趋势，2021年联科科技、金三江、确成股份的产量为9．086万吨、2．308万吨、25．07万吨，销量为8．847万吨、2．243万吨、24．97万吨。 二氧化硅属化工行业，环保要求高。目前，我国在环境保护方面的法律法规包括《环境保护法》《清洁生产促进法》《水污染防治法》《节约能源法》等，我国对环保、节能等方面的相关法律法规的执行力度越来越强，而化工企业由于本身耗能大、排污多的特点，容易受到相关政策严格排查，企业项目通过核准或环评的程序多、难度大。 随着环保要求的提高，国内规模较小、技术水平较低、环保投入不足的企业将逐步被淘汰，导致市场总供给相应下降;与此同时，随着部分环保不达标企业被逐步淘汰退出市场，也将进一步带动行业集中度提高，改变市场整体竞争格局，规模和技术水平领先的企业市场份额和竞争力将进一步提高。 五、 二氧化硅专业化生产趋势 沉淀法二氧化硅的生产需要经过沉淀、过滤、干燥等多道工序，通过硅酸钠和一种无机酸（通常情况下为硫酸）发生化学反应沉淀而成。沉淀法二氧化硅生产过程中反应的控制有较高要求，原料的质量、各组分浓度、温度、反应时间、PH值、搅拌速度等多种因素将影响生产二氧化硅的比表面积、结构、分散性和硅烷醇基团的浓度等，各个变量都要求精确的控制和调节。为实现上述生产工艺所能达到的各项指标要求，还需要专业的特种非标核心生产设备。尤其是用于轮胎、牙膏、涂料等的高档二氧化硅产品，需要长期的理论和实践经验积累才能实现稳定生产，对企业的研发能力和人才储备有较高要求。随着我国《绿色轮胎技术规范》的发布，下游客户对产品品质要求的不断提升以及国家环保政策的不断加强，将有越来越多的下游客户需要高品质二氧化硅，推动二氧化硅行业的专业化生产趋势进一步加强。 六、 二氧化硅行业发展趋势 随着生产技术的不断进步，近几年我国沉淀法二氧化硅品种有所发展，如牙膏用磨擦剂与增稠剂、食品用二氧化硅、电池隔板、硅橡胶用二氧化硅等。沉淀法二氧化硅产品成本低、应用量大，主要应用于轮胎、制鞋等橡胶工业领域，占比约70%，目前国内厂商已有布局。高端的化、食药妆领域市场因产品技术路线、工艺控制差异较大而较为分散，目前主流应用领域仍被国际巨头垄断，国内企业处于发力期初期。二氧化硅具有多孔性，比表面积大、化学稳定性高等特点，作为补强剂、吸附剂、载体可应用领域广泛。 七、 二氧化硅规模化全产业链化趋势 传统的二氧化硅生产企业不可避免地承受原材料价格波动的风险，而规模较大、全产业链布局的二氧化硅生产企业能够在原材料价格波动时具有更强的议价能力，减少原材料价格波动对生产成本的影响，有效保证原料品质和持续供应，从而具有较强的抗风险能力和竞争优势。 （一）国际液相法二氧化硅行业发展现状 二氧化硅行业最早发展于20世纪30年代的欧美发达国家地区。德国、美国最早开始研制二氧化硅产品，在第二次世界大战期间，开始实现工业化生产。国际上掌握生产二氧化硅生产技术的只有少数几个国家，很多国家依靠进口。70年代以来，随着西方国家对二氧化硅研究的不断深入，其生产和应用领域方面得到了很大发展，全球产能达到了较高水平。目前，全球液相法二氧化硅的高端应用领域主要由大型跨国化工企业所主导。中国亟需能够生产出具有自主知识产权的优质二氧化硅产品的企业，以参与国际竞争，振兴民族工业。 据TransparencyMarketResearch的预测，全球沉淀法二氧化硅产品的市场规模将从2014年的21．1亿美元增长到2023年的34．9亿美元，预计2014~2023年间的复合年均增长率可达5．8%。目前国际大型生产商如格雷斯、赢创工业等掌握了成熟、全面的二氧化硅生产技术，能综合运用二氧化硅、氧化铝和硅铝化合物生产品类丰富、通用性强的各类二氧化硅产品，建立了包括消光剂、防锈颜料、水分清除剂、打印介质吸附剂、塑料薄膜开口剂、啤酒澄清助剂、药物赋形剂和石油化工催化剂等在内的全品类纳米二氧化硅产品线。 （二）国内液相法二氧化硅行业发展现状 我国二氧化硅行业有50多年的发展历史，经过长期的起步发展，我国液相法二氧化硅行业在上世纪90年代开始迅速发展，到2007年我国液相法二氧化硅工艺技术已有了很大进展，高浓度硫酸法取代稀硫酸法，实现了在一个反应釜内完成全部反应过程，并以蒸汽直接加热取代了蒸汽夹套间接加热的方式。工艺技术的发展不仅提高了热效率，且有利于采用大型反应釜和分散控制系统（DCS）计算机控制。 1、产能和产量近年来持续提升 经过长期发展，我国液相法二氧化硅工艺技术有了较大进展。以沉淀法为例，2010至2021年我国沉淀法二氧化硅产能和产量整体呈现上升趋势，截至目前我国沉淀法二氧化硅行业产能和产量位居世界首位。 2、产品应用领域广泛，高附加值应用领域消费占比较低 根据公开检索市场各大类二氧化硅的平均售价，对不同用途的二氧化硅按产品平均销售单价进行分类和排序，可分别划分为低端、中端和高端市场。 3、产品应用领域广泛，高附加值应用领域消费占比较低 根据公开检索市场各大类二氧化硅的平均售价，对不同用途的二氧化硅按产品平均销售单价进行分类和排序，可分别划分为低端、中端和高端市场。 目前，我国沉淀法二氧化硅消费构成仍以价格和附加值相对较低的橡胶制品和兽药饲料为主。2020年，橡胶工业（包括鞋类、轮胎和其他橡胶制品）和兽药饲料的二氧化硅消费量占总量比例为86．71%，沉淀法二氧化硅主要产能亦集中于该应用领域范围内。涂料、牙膏等特种用途二氧化硅消费量占总量比例不足14%。 随着生产技术的不断进步，近年来我国液相法二氧化硅中高附加值应用品种如涂料用特种二氧化硅、打印介质吸附剂、塑料薄膜开口剂、牙膏用磨擦剂与增稠剂等有所发展，但国内对于啤酒澄清助剂、药物赋形剂和石油化工催化剂等技术要求更高的产品品类尚缺乏相应的生产工艺积累，相关产品仍以进口产品为主。 4、低端市场整体产能过剩，高端市场供应不足 根据研究机构GrandViewResearch报告，2015年全球纳米二氧化硅消费量估计为334．83万吨，预计全球市场在2016年至2025年间将以5．0%的速度增长，按此增长率推算则全球市场2021年纳米二氧化硅消费量为448．70万吨。全球纳米二氧化硅消费量整体处于平稳增长趋势。 八、 二氧化硅环保标准趋严趋势 二氧化硅属化工行业，环保要求非常高。目前，我国在环境保护方面的法律法规包括《环境保护法》、《清洁生产法》、《水污染防治法》、《节约能源法》等，对环保、节能等方面的相关条律的执行力度越来越强，而化工企业由于本身耗能大、排污多的特点，容易到受相关政策严格排查，企业项目通过核准或环评的程序多、难度大。本行业中很多企业使用燃煤方式生产，随着脱硫脱硝的监管要求趋严，原有排放标准将进一步提高。 九、 二氧化硅行业发展现状 二氧化硅以其