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1、炭基储能材料行业分析一、 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、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
2、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
3、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。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。二、 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
4、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
5、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
6、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、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。三、 多孔炭行业竞争格局（一）全球多孔炭行业竞争格局全球多孔炭材料产业的传统生产大国包括美国、日本以及荷兰等
7、国家和地区，但随着各国原料受制约及生产成本的不断提高，多孔炭材料产业逐步向发展中国家转移。北美地区、日本和西欧等发达国家和地区的多孔炭材料生产逐步减少的同时，其国内市场需求仍稳步增长，而其国内生产的多孔炭材料满足不了各种需求，需大量进口来进行补充。中国随着煤炭行业的去产能及煤炭企业的转型，再加上国家对环保支持力度越来越大，近年来多孔炭材料整体行业生产能力及市场规模不断扩大，竞争力也不断增强，目前中国的多孔炭材料产能已接近全球多孔炭材料总产能的一半左右。在全球范围内，生物质多孔炭材料行业形成了以国内大厂与欧美企业为主导，众多中小企业共同参与的市场竞争格局。从多孔炭材料需求的地区分布来看，中国、美
8、国、欧盟和日本是多孔炭材料的主要消费区域，中国是仅次于美国的全球第二大多孔炭材料消费国。近年来，随着发展中国家宏观经济不断发展，工业增长带来环境污染问题日益突出，因此各国对环境治理、环境保护的力度不断加强，从而带动该地区多孔炭材料消费的快速增长。整体来看，当前全球多孔炭材料的主要产能已经由发达国家转移到以发展中国家，特别是中国和东南亚国家。上世纪90年代由于欧美发达国家的环境监管愈发严厉、人工成本的攀升、多孔炭材料生产赖以持续的资源匮乏，多孔炭材料传统生产大国美国、日本、荷兰等国家纷纷将能耗较高、附加值较低的中低端多孔炭材料产能向发展中国家转移，特别是煤炭资源丰富的中国及林业资源丰富的东南亚。
9、与此同时，发达国家国内的多孔炭材料需求仍在稳步增加，因此仍然是全球多孔炭材料的主要需求方。（二）国内多孔炭行业竞争格局1、国内多孔炭行业生产企业集中分布于资源丰富地区从我国多孔炭材料行业的生产企业分布情况来看，大多数集中于原材料资源丰富的地区，以多孔炭材料主要产品活性炭为例，基于具有较为丰富的森林资源，生物质活性炭领域的生产企业主要分布在福建、江西和浙江等省份，其市场占比达到约726%；煤质活性炭领域的生产企业大多集中于山西、宁夏和新疆等煤炭资源较为丰富的省份，市场占比约为812%，整体的市场集中度较高。2、国内多孔炭行业以小型规模企业为主2021年我国多孔炭材料行业的生产企业数量约为4万家以
10、上，其中包括少数规模较大的企业，比如元力股份、鑫森炭业、竹溪活性炭和芝星炭业等，其他主要以小型规模企业为主，市场产量规模大多在万吨以下。3、国内多孔炭行业市场区域格局：华东地区市场集中度最高在我国多孔炭材料市场区域格局方面，其中华东地区的市场集中度最高，其次是华南和华中地区，东北地区、华北地区、西北地区和西南地区相对市场集中度较低。我国是世界最大的生物质多孔炭材料生产国，但从产业结构上看，我国大多数生物质多孔炭材料厂是年产几百吨到上千吨的小企业。虽然目前全国二三百家生物质多孔炭材料企业，但年生产能力真正达到万吨规模的屈指可数。随着全球多孔炭材料市场消费量的持续增加，带动了市场供需格局的不断变化
11、，与此同时对多孔炭材料产品的质量也提出了更高的要求，其中低档次多孔炭材料品种逐步被市场所淘汰，取而代之的是符合市场需求的产品，因此预测未来我国多孔炭材料行业的竞争格局将会日趋多元化，在其过程中以市场需求为导向，不断提高市场竞争能力。四、 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
12、，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、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
13、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
14、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
15、，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。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
16、、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、 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
