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1、功能性专用活性炭市场前景一、 碳材料行业下游需求旺盛根据碳达峰的目标，中国光伏产业发展路线图（2020年版）预计十四五期间我国光伏年均新增光伏装机量将在70-90GW之间。随着光伏行业的迅速发展，碳/碳复合材料正快速形成在晶硅制造热场系统中对石墨材料部件的进口替代与升级换代。新冠疫情对经济的主要影响是非固定人群集中活动及相关的产业民用航空首当其冲，飞机订单的大量减少，直接导致对航空复材需求的大幅度降低。相关的主要碳纤维供应商，东丽及美国赫氏的业绩大幅度下滑。综合判断，该市场的下降幅度为30%。在体育用品市场方面，全球绝大部分体育比赛的取消或延迟，使体育产业总体上遭遇重挫。而对于碳纤维器材的影响
2、，网球、冰雪、水上项目等群体运动器材的应用下降，高尔夫、自行车、钓鱼等个人体育器材由于休闲时间的增多，则不降反升，总体上，依然保持了27%的增长。风电叶片，依然保持在势不可挡的发展。其中的关键推动者是丹麦风电巨头维斯塔斯，综合其他厂家的需求，这个市场的增长率在20%。碳纤维其他应用市场，疫情影响不是很大，大致保持在以往的增长速率，其中压力容器、碳碳复合材料（主要是热场材料）高速增长。二、 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
3、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
4、、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
5、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
6、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。三、 多孔碳应用前景广阔多孔碳是指具有不同尺寸孔结构的碳材料。多孔碳是一种新型多孔材料，具有孔结构可调、易功能化、比表面积大、导电性优、稳定性好等特点。多孔碳特点突出，在造纸、陶瓷、
7、骨修复、污水处理、能量储存、药物缓释、电化学、分子吸附等领域具有广阔应用前景。多孔碳孔径大小可变，根据孔径不同，多孔碳可分为微孔碳、中孔碳以及大孔碳三种，在类型上，多孔碳又分为活性炭、碳分子筛、活性炭纤维、多孔纳米碳、分级多孔碳等品种。多孔碳制备方法较多，包括模板法、激光烧蚀法、活化法、凝胶结晶法、盐析法、共沉淀法、乳状液膜法等。多孔碳类型较多，在消费升级下，具有绿色、高效、安全、环保等特点的高端多孔碳发展空间更大。由于应用领域广泛，近年来，多孔碳市场销量保持增长趋势，2021年，全球多孔碳市场销量达到200万吨以上，同比增长30%，市场规模约为424亿美元，预计2026年，全球多孔碳市场规模
8、将达到556亿美元。早期全球多孔碳产能主要集中在发达国家，如荷兰、美国、日本等地区，后随着环保监管日益严格、人工成本上涨，多孔碳产能逐渐向东南亚、印度、中国等地区转移。目前我国已成为多孔碳生产大国，产能占比超过四成，其中活性炭生产规模和出口规模位居全球首位。在全球多孔碳市场上，日本可乐丽、美国卡博特、大阪燃气化学等海外企业具有先发、技术优势，占据高端市场主要份额。我国虽是多孔碳生产大国，但企业规模普遍较小、生产设备自动化水平低、生产工艺较为落后，行业在技术、创新能力、产品质量等方面与发达国家相比仍存在较大差距。目前，国内多孔碳生产企业有神华宁夏煤业、山西新华化工、福建鑫森炭业、江苏竹溪活性炭等
9、。多孔碳种类多、特点突出，应用领域广泛，在消费升级背景下，多孔碳市场发展前景较好。多孔碳是国内外研究热点，国外企业起步早、技术先进，占据高端市场主要份额，我国是多孔碳生产大国，但企业规模普遍较小、产品性能较低，未来我国多孔碳产业结构仍需优化，环保、绿色、高效将成为其重要升级方向。四、 多孔炭行业概况多孔炭材料是指具有不同尺寸孔结构的炭材料，多孔炭孔径大小可变，根据孔径不同，多孔炭可分为微孔炭、中孔炭以及大孔炭三种，在类型上，多孔炭材料又分为活性炭、炭分子筛、活性炭纤维、多孔纳米碳、碳电极材料、多孔石墨烯、多孔炭黑等品种。多孔炭按制造使用的主要原材料分为三类：煤质多孔炭、生物质多孔炭和其他类多孔
10、炭，目前市面上主要的多孔炭类别是煤质多孔炭和生物质多孔炭。多孔炭按外观形状可分为粉状多孔炭、颗粒状多孔炭（包含柱状多孔炭、球状多孔炭）和其他形状多孔炭（如多孔炭纤维、多孔炭布、蜂窝状多孔炭、多孔炭纳米管等）；多孔炭广泛应用于VOCs治理、油气回收、饮用水处理、污水处理、化工、医药、食品、饮料、电极材料、环保设备等国民经济领域。近年来，随着新能源、新材料、节能环保等战略新兴领域的快速发展，新型多孔炭材料的应用得到了极大丰富和发展，尤其是炭分子筛、活性炭纤维、多孔纳米碳、碳电极材料、多孔石墨烯、多孔炭黑逐渐成为下游诸多细分领域中不可或缺的功能性新型材料。多孔炭材料产品主要为功能性专用活性炭、炭催化
11、剂及催化剂载体、炭基储能材料，其以可再生的林产三剩物、果壳等生物质为原料，生产高附加值的生物质多孔炭材料产品，对于充分利用林产三剩物资源、节约化石能源、提高林农收入、促进林业资源的综合开发利用均具有积极作用。生物质多孔炭材料行业属于国家发改委颁布的产业结构调整指导目录（2019年本）鼓励类第一条农林业第36项次小薪材、沙生灌木及三剩物深加工与产品开发、第40项松脂林建设、林产化学品深加工以及第四十三条环境保护与资源节约综合利用第22项节能、节水、节材环保及资源综合利用等技术开发、应用及设备制造，为国家产业目录鼓励类行业。五、 碳材料行业前景碳复合材料是具有特殊性能的新型超高温材料，既有纤维增强
12、复合材料优良的力学性能，又有碳材料优异的高温发到有，特别是高温下优异的热物理性能。所以碳/碳复合材料的正在由航空航天领域进入普通航空和一般工业领域以及民用领域中，广泛取代其他材料，有着重大的商业价值，许多技术都被专利所保护。碳碳复合材料立足航空航天、光伏、半导体、化工、汽车工业等产业。提升碳基新材料等产品质量，推进产业基础高级化产业链现代化。抢抓发展机遇，不断拓展高质量发展新应用领域。六、 多孔炭行业产业链情况多孔炭的原材料主要包括林产三剩物、果壳、生物提取物、煤、树脂等含炭材料，另外，多孔炭生产过程中各类专用设备也不可或缺；而多孔炭行业的下游则包括VOCs治理、油气回收、饮用水处理、污水处理
13、、化工、医药、食品、饮料、电极材料、环保设备等多个行业。由于多孔炭原材料供给的经济半径较短，我国多孔炭生产企业主要围绕原料丰富的地域选址设厂，因此产业布局相对比较集中，生产企业的区域特征明显。针对当今石油资源短缺，能源严重依赖进口、白色污染严重的现状，合理开发和利用可循环利用的生物质及其废弃物等天然资源具有良好的经济、社会和生态效益，乃至可以催生一个新的生物质材料产业。在生物质多孔炭方面，国内生物质多孔炭生产企业主要位于福建、江西、浙江和江苏等有丰富森林资源的省份，其中福建、江西和浙江三省的产量占全国生物质多孔炭总产量的比重超过了85%；而在煤质多孔炭方面，国内煤质多孔炭生产企业主要位于山西省
14、、宁夏回族自治区及华北地区等煤炭资源丰富的省份，其中山西省和宁夏回族自治区两地的产量占全国煤质多孔炭产量的比重也高达80%以上。下游方面，传统多孔炭以活性炭为主，活性炭具有特殊的微晶结构、孔隙发达、比表面积巨大，因此被作为优良的吸附剂，具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以有选择的吸附液相和气相中的各种物质，以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯等目的，已广泛应用于食品、饮料、医药、水处理、气体净化与回收、化工、冶炼、国防、农业等生产生活的方方面面。近年来，随着经济的不断发展和人们生活水平的逐步提高，人们对食品、药品、饮用水的安全性、纯净度等生存环境提出更高要求，活性炭的市场需求不断扩大。新型多孔
15、炭材料，尤其是炭分子筛、炭催化剂、活性炭纤维、多孔纳米碳、碳电极材料、多孔石墨烯、多孔炭黑，具有优异的导电性、物理和化学稳定性、气液渗透性等优势，由于孔结构可调控和其优异的性能，已然在解决全球能源和环境问题中发挥着重要和多样化的作用。在能量储存与转化和多相催化等领域，多孔碳材料被认为是一种很有前景的材料。七、 碳素材料行业集中度不高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
16、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。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。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
