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1、多孔炭材料行业市场深度分析及发展规划咨询一、 碳素材料行业的竞争格局目前，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
2、比优势。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。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
3、依赖进口。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。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。二、 碳材料行业市场需求现状2019年我国碳碳材料市场需求量2967万吨，2020年3458万吨，增速1654%，2021年需求量超4000万吨，增速1766%。碳碳复合材料是一种以碳作为基础材料、碳纤维增强的复合材料，具有高壁模量、
4、高比强度、高耐温性、高传热性等优点，不仅可以最为功能材料使用，同时也可以作为结构材料来对负荷进行承载，可以在高温环境下使用，应用前景十分广阔。未来随着碳碳复合材料应用领域的不断拓展和延伸，其需求量将不断增加，预计至2027年，中国的碳基复合材料产量将超过8000吨。三、 多孔炭行业市场规模（一）全球多孔炭材料市场规模传统多孔炭主要应用领域涵盖了食品饮料、化工、冶金、轻纺、水处理、医药等众多产业门类，近年来随着环保节能成为经济社会发展的核心理念，在水处理、大气污染防治等领域的应用价值也日益凸显。此外，随着新能源、新材料技术、医药科学等领域的技术进展，多孔炭在能源储存、天然气回收、血液净化等方面应
5、用逐步拓展，将为行业的前景注入新的活力。由于应用领域广泛，近年来，多孔炭市场销量保持增长趋势，根据市场研究机构QYR（恒州博智）发布的2022-2028全球及中国多孔碳行业研究及十四五规划分析报告，全球多孔碳的销量从2017年的18054万吨增加到2021年的20542万吨，复合年增长率为328%。2021年全球多孔碳市场规模达到了4112亿美元，预计2028年将达到61亿美元，年复合增长率（CAGR）为488%。（二）我国多孔炭材料市场规模从我国多孔炭材料行业的发展历程来看，虽然我国多孔炭工业逐步发展成为全球最大生产国，但是与发达国家相比，我国的多孔炭工业仍然存在很大差距，主要表现在生产技术
6、和产品质量方面。我国大多数生产企业规模小、生产工艺较为落后、生产设备自动化程度低、不利于大规模、连续化生产，造成较大的资源浪费和环境污染。我国多孔炭产品整体品质较低且专用性差，产品销售无序竞争严重，众多小企业为了生存相互之间恶性竞争，造成整个行业利润率下降，既影响了国内多孔炭制造业的发展和市场的培育，也影响了我国多孔炭企业的整体竞争力。随着我国经济发展，人们对生存环境认识水平不断提高和国家政策的导向作用，环境治理工程越来越得到广泛重视。目前我国正在逐步完善各类污染物的排放标准，但治理工程设备和设施的规范还没有跟上。近年来，国家高度重视环保问题，许多区域环保已经被提上最为重要发展位置。安全、高效
7、、方便、快速的多孔炭是目前环保行业所热捧的对象。根据QYR（恒州博智）调查，2021年全球多孔炭销量市场，中国占据了2671%的市场份额，北美占据了1884%的市场份额，欧洲占据1961%的市场份额。预计2028年在中国市场需求的推动下，中国将占据全球约3095%的市场份额。四、 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、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
8、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、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
9、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
10、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。五、 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
11、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
12、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%。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
13、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
14、，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。其他需求：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
15、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。六、 碳素材料行业发展概况碳素材料是一种古老的材料，又是一种新型材料。早在史前，人类就与炭物质发生了关系。公元前8000年，人类就已经将木炭用于取暖、煮食等；公元前3000年开始，有色金属冶炼就用炭加热或还原制取金属；公元2世纪，中国汉代已经开始用煤烟制墨，16世纪中国明代的冶炼工业已用天然石墨和
16、粘土制成耐火坩锅，这是人类早的碳素制品。虽然人类很早就利用碳素材料，但从原始、粗糙的碳素材料发展到近代的、高质量的工业碳素材料，从世界范围看也仅有一百多年的历史。1842年德国人本生（RHBunsen）用2份能结焦的煤粉和1份焦炭粉混合在钢模中加压成型，然后焙烧制成炭质电极，这是近代碳素制品工业的先驱。此后，伴随着冶金、电化学、电器机械等行业的发展，碳素材料开始得到开发利用，尤其在这段时间后期人们进行了大量的有关电能利用的开拓性工作，如碳刷、碳电阻柱、电热和电化学用电极等相继得到发明和利用，碳素材料开始工业化生产1896年，爱迪生的学生艾奇逊（EGAcheson）利用其发明的箱式电阻炉制造出第一只人造石墨电极，使得碳素材料从碳质跨越到石墨质，此后逐步利用其导电性、耐腐蚀性、耐热性、润滑性和导热性等特性，在炼钢电极、电解板、发热体、坩埚、电刷、密封圈等石墨制品方面取得突破性进展，并作为工业材料被广泛应用在炼钢、制碱、电气以及机械等领域。人造石墨的出现为碳素工业
