《功能性专用活性炭行业发展基本情况》由会员分享，可在线阅读，更多相关《功能性专用活性炭行业发展基本情况（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、功能性专用活性炭行业发展基本情况一、 多孔炭行业壁垒由于VOCs治理及回收用活性炭进入下游机动车辆VOCs治理及油气回收配套产品市场需要经过炭罐厂家和整车厂商的双重认可，准入周期通常需要2-4年之久，而且下游厂商对备货要求较高，导致生产企业备货成本高、生产线投入及技改成本较高。因此，VOCs治理及回收用活性炭市场的进入壁垒较高。（一）多孔炭行业技术和人才壁垒多孔炭材料行业在我国国民经济中属较小行业，无完整标准化的生产技术和生产装备，各个企业都有自己的特点、技术水平差异大，企业的技术改进和创新主要取决于企业自身研发能力的大小。由于多孔炭材料在生产、精制、研发过程涉及的技术领域非常广泛，包括林产化
2、工、应用化学、化学工程、热力学、生物化学、医药学等，因此多孔炭材料企业要生产出高品质、低成本、多品种的多孔炭材料产品，在日益激烈的市场竞争中占据优势，必须研发和掌握一系列核心技术，如连续自动化生产技术、能源综合回收利用技术、炭化活化过程的控制技术、多孔炭材料新产品开发技术等。这些技术的掌握需要多孔炭材料生产企业培育和拥有一批经验丰富的专业人才，技术的积累和人才的储备通常需要较长时间，因此技术和人才成为进入多孔炭材料行业的重要壁垒之一。（二）多孔炭行业原材料供应壁垒生物质多孔炭材料行业属于资源密集型行业。在生物质多孔炭材料的生产中，林产三剩物即在林业采伐、制材、加工等过程中的剩余物是最主要的原材
3、料，同时也是替代燃煤节约成本的重要燃料，其充足稳定的供应是实现生产连续化、稳定化的重要保障，尤其是对于生产规模较大、主要应用连续化生产线的生物质多孔炭材料企业而言。由于林产三剩物的单位价值较小、供应分散，生物质多孔炭材料生产企业一般必须贴近森林资源丰富的地区，或是贴近重要的林木集散地和木材加工区，以便以合理的成本保障原材料供应；同时，由于木材品质对生物质多孔炭材料产品品质影响较大，生物质多孔炭材料生产企业还需要在长期的采购积累中建立起一批稳定的供应商和一套适合其自身发展的原材料供应体系，这对于新进入的企业而言，要打破目前的供应格局，建立自己的供应体系存在较大的困难。所以原材料供应渠道也是进入本
4、行业的重要壁垒之一。（三）多孔炭行业规模壁垒生物质多孔炭材料行业属于林产化工行业，虽然相对于其他化工行业来说投资规模较小，但仍具有化工行业普遍具有的规模经济效益特征。随着新工艺、新技术的不断应用，传统小型生物质多孔炭材料生产企业将面临两难选择，要么在技术研发、新型生产设备上投入巨额资金，并与其他企业进行激烈的市场份额争夺战；要么在规模经济以下生产，成本居高不下，在竞争中处于劣势，被市场所淘汰。同时，随着我国对环保政策的日益重视以及对林产化学品生产和销售标准的日益严格，提高了生物质多孔炭材料生产企业的环保成本及对产品质量控制的投入。从发展趋势看，由于各种成本投入的要求逐步提高，不具规模和技术优势
5、的小型企业将逐步被淘汰。因此，企业投资规模构成进入本行业的壁垒。二、 中国碳材料行业发展现状分析碳碳材料（碳/碳复合材料）具有高密度、高轻度、高导热、低膨胀、摩擦性及抗热冲击性及尺寸稳定较好等这种新型碳/碳复合材料，理论温度高达2600，是现如今高温超1650以上少数备选高温材料。碳/碳复合材料行业是国家重点扶持，优先发展的行业之一。政府主管部门先后出台了一系列政策对行业的发展予以支持，要求积极开发新型超大规格、特殊结构材料的一体化制备工艺，推进高性能复合材料生产制备低成本化、产品品种多样化和装备设计自主化。三、 多孔炭下游细分领域的市场规模（一）活性炭市场规模全球活性炭的传统生产大国包括中国
6、，美国，日本及荷兰等国家，自从20世纪90年代起，北美、西欧等发达国家受原材料制约及生产成本不断上升的影响，其活性炭产业逐步向发展中国家转移。美国、日本和西欧等发达国家的活性炭生产逐步减少的同时，其国内市场需求仍稳步增长，而其国内生产的活性炭满足不了各种需求，需大量进口来进行补充。根据QYR（恒州博智）的统计及预测，2021年全球活性炭市场销售额达到了33亿美元，预计2028年将达到49亿美元，年复合增长率（CAGR）为58%（2022-2028）。中国活性炭工业生产起步于20世纪50年代，改革开放后开始高速发展，现已经拥有基本独立和完整的工业体系。目前，我国已经成为世界上最大的活性炭生产国和
7、出口国。2021年我国活性炭整体产量为982万吨。近年来，随着中国经济的快速增长和对环境保护的日益重视，活性炭应用领域不断扩大，需求增长迅速。特别是中国关于环境保护的相关规则颁布后，水处理、机动车、溶剂和废气回收以及空气净化用的活性炭市场需求剧增，活性炭工业成为我国增长最快的工业部门之一。2019年我国活性炭市场规模为7924亿元，同比增长1092%。其中，木质活性炭市场规模3626亿元，煤质活性炭市场规模4298亿元。经过多年的发展，活性炭已经逐渐从工业用吸附剂转变为一种用途广泛的基础性材料。今后随着世界经济不断发展、人们生活水平进一步提高以及各国对食品医药安全标准、环境保护标准的日趋严格化
8、，活性炭的传统应用市场将随之稳步扩大，预计2025年国内活性炭市场需求将达到93万吨左右。根据功能性专用活性炭的用途分类，功能性专用活性炭下游市场可分为VOCs治理及回收用活性炭、水处理活性炭等细分市场。VOCs是指挥发性有机物，其普遍用于石油化工、包装印刷、家居制造、汽车制造、电子等行业产品的生产。由于VOCs具有很强的强挥发性，实际使用过程中极易造成气化挥发和空气污染，其浓度过高时会严重影响人体健康，容易造成急性中毒、头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、昏迷等症状。若长期居住在挥发性有机物污染的环境中，可引起慢性中毒，损害肝脏和神经系统。近年来，随着我国工业生产的不断发展，VOCs已经成为我国大
9、气污染的重要污染源之一，引起了国家及各地方政府的高度重视，已相继出台政策，对VOCs污染进行综合整治。环保产业作为我国战略性新兴产业，一直受到国家政策的大力支持。随着VOCs治理相关法律法规、行业政策、技术标准等的不断出台，VOCs治理行业的行业标准更加清晰，VOCs治理技术和管理理念快速发展，VOCs治理行业的发展更加健康稳健。此外，由于环保标准日趋严苛，需求企业对于VOCs治理技术、设备、材料的需求增加，VOCs治理市场需求被进一步释放。根据头豹研究院的数据，我国VOCs治理的市场规模预计在2023年达到6666亿元。活性炭吸附法具有成本低，适用性强，分离速度快的特点，在VOCs治理回收中
10、占据主导地位。根据华南理工大学测算，2020年中国工业源VOCs排放量约为1，3575万吨。假设VOCs处理量占排放量的60%，在VOCs处理方法中，活性炭吸附法占比为90%，处理1吨VOCs所需的活性炭约为20kg，据此测算2020年我国VOCs领域活性炭市场规模约为15万吨。我国水资源短缺和水资源污染问题依然严峻。根据国家统计局发布的数据，截至2021年底，我国水资源总量29，520亿立方米，人均2，0901立方米，约为世界平均水平的四分之一，是联合国13个贫水国之一，特别是北方和部分东部地区，人均水资源量严重偏低。随着我国经济的不断发展和人们生活水平的日益提高，生活和工业污水的排放量大幅
11、增加，国家出台了一系列污水治理相关的行业政策，为环保用活性炭带来广阔的发展空间。得益于国家宏观政策的大力支持、资本投入力度加大、技术工艺的不断创新的全方位支持，我国污水处理行业得以快速发展，市场容量由2014年的1，5722亿元增长至2021年的4，2622亿元，年均复合增长率为147%；未来随着污水治理出水水质的提高、污水资源化利用的广度和深度的不断加强，污水治理需求进一步释放，行业容量有望持续稳定增长，预计2023年的市场容量可达到5，8195亿元，2018-2023年的年均复合增长率达到164%。根据住建部2021年城乡建设统计年鉴，截至2021年全国污水处理能力208亿立方米/日，污水
12、年排放量头6250亿立方米，工业废水占比约为25%，城镇生活废水占比约为75%。生态环境部2021中国生态环境状况公报的数据显示，2021年底我国污水处理总量为5846亿立方米，污水处理率为975%。污水处理主要有生物法、物理法、化学法三种方法，其中以活性炭吸附为代表的物理法占主要地位。根据测算，城市污水三级处理时，处理1吨废水排出003kg饱和炭；工业废水三级处理时，处理1吨废水排出017kg饱和炭。假设活性炭处理占污水处理总量的70%，同时考虑活性炭的可再生能力，经测算2021年污水处理领域活性炭需求量超过25万吨。根据头豹研究院预测2021-2023年中国污水处理行业CAGR为169%，
13、预计污水处理将带动环保用活性炭需求保持较高增速。（二）炭催化剂及催化剂载体市场规模根据市场研究机构Ceresana发表的研究成果显示，到2021年催化剂的总市场价值将增加到220亿美元以上，其中中国市场的增长率较高。据新思界产业研究中心发布的2018-2023年贵金属催化剂行业市场深度调研及投资前景预测分析报告，预计2023年，中国贵金属催化剂行业的需求规模将扩大到2056亿元。贵金属催化剂的应用几乎涉及到各行各业，是国民经济发展的重要基础。在石油、化学、医药等工业中的氢化还原、氧化脱氢、催化重整、氢化裂解、加氢脱硫、还原胺化、调聚、偶联、歧化、扩环、环化、羰基化、甲酰化、脱氯以及不对称合成等
14、反应中，贵金属均是优良的催化剂；在环保领域，贵金属催化剂被广泛应用于汽车尾气净化、有机物催化燃烧、CO、NO氧化等；在新能源方面，贵金属催化剂是新型燃料电池开发中最关键的核心材料。然而，贵金属的低地壳丰度和高昂价格阻碍了其广泛的商业化应用。因此，大量的科研工作聚焦于开发高效的非贵金属和无金属碳基电催化剂，以此来取代或减少对贵金属的需求。与金属基催化剂相比，无金属炭基电催化剂拥有许多优势，如地壳丰度高、价格低廉、具有分子水平的结构可控性，以及多种催化活性位点的兼容性。不仅如此，通过对零维到三维碳结构进行杂原子、缺陷和吸附剂掺杂，可设计无金属炭基电催化剂的靶向活性位点以催化特定的化学反应。（三）炭
15、基储能材料市场规模硬炭是指高温下难以被石墨化的炭，其具有很高的可逆比容量，低或非石墨化的硬炭可作为动力型锂离子或钠离子电池的负极材料。硬炭早期为锂离子电池负极材料所开发，首效等电化学性能有待提高限制了应用。硬炭负极材料比容量高，理论值约为530mAh/g，但是存在首次库伦效率低、长循环稳定性不高和压实密度低的问题。同时由于硬炭基材料储钠机理本身存在严重争议，不利于开发一种高性能硬炭基储钠负极，这些都限制了硬炭的早期应用。早期硬炭主要在锂电负极材料中和石墨掺混使用，以提高快充和低温下的电池性能。目前钠离子电池负极材料的研究主要集中在炭基材料、合金类、过渡金属氧化物及有机化合物等。在众多负极材料中
16、硬炭材料具有结构多样、价格低廉、导电性良好、储钠容量高、嵌钠后体积形变小、环境友好和低氧化还原电位等优点。根据中国国际金融股份发布的研究报告电池材料前瞻：钠电重生，硬碳先行：储能场景为钠电应用提供坚实支撑，动力电池丰富了钠电应用场景。储能为钠电的应用提供了坚实的应用场景支撑，考虑到钠电产业化进程较缓的现状，在电化学储能领域，预估2025年新增部分钠电占比在15%左右。动力电池领域，钠离子电池主要对铅酸电池、磷酸铁锂市场进行部分替代，主要应用场景在低速乘用车以及商用车。当下由于钠电产业化还不成熟，成本较高，据此预估2024年前相关动力电池应用场景的渗透率不会超过2%。硬炭市场从无到有，2022-2025年需求量有望从02万吨提升到105万吨。考虑硬炭主要供给钠离子电池负极材料以及部分掺杂硬炭的锂离子动力电池，测算得出20222025年硬炭材料的需求量有望从02万吨/年提升到105万吨/年。考虑
