炭炭复合材料制品行业市场突围战略研究

炭炭复合材料制品行业市场突围战略研究特种石墨行业发展面临的有利因素（一）特种石墨行业国家政策支持炭素材料及碳素制品行业是关系国民经济和社会发展的重要产业。近年来，国家出台《十四五原材料工业发展规划》、《新材料产业发展指南》及《中国制造2025》等产业政策，从产学研合作、知识产权保护等方面给予政策支持，为炭素材料及碳素制品行业创造了良好的政策环境。（二）特种石墨行业光伏等下游行业兴起，需求进一步提升炭素材料及碳素制品被广泛应用于冶金、化工、机械、电子、光伏、锂电、人造金刚石、新能源、航天航空、工业、核工程等行业，是战略性新兴产业不可替代的重要资源之一。以光伏为例，等静压石墨主要运用在单晶硅生长炉用石墨热场与多晶硅铸锭炉用石墨热场中石墨部件。光伏太阳能的快速发展将会直接带动特种石墨需求的持续增长；以核电为例，特种石墨系高温气冷堆中必需的石墨材料，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，是未来核电装机的发展趋势。随着下游行业的兴起，预计未来等静压石墨的市场需求将呈现较快增长。行业前景因素（一）产业政策支持特种石墨是我国战略性新兴产业新材料行业的重要一环。在《产业结构调整指导目录（2019年本）》中，将特种石墨（高强、高密、高纯、高模量）列为鼓励类产业。在《新材料产业发展指南》等政策文件中，国家都强调了发展新材料，加大研发投入的重要性，要发展符合环保要求的、资源高效利用的高端制造业，全面推行循环生产方式；下游应用产业锂电、光伏等亦受到国家产业政策的大力支持。（二）下游行业兴起，需求进一步提升在光伏领域，特种石墨主要运用在单晶硅生长炉用石墨热场与多晶硅铸锭炉用石墨热场中石墨部件。光伏太阳能的快速发展将会直接带动特种石墨需求的持续增长；在锂电领域，负极材料在锂电池中主要是作为储锂的主体，在充放电的过程中实现锂离子的嵌入和脱嵌。锂离子电池负极材料一般可分为碳材和非碳材两大类，其中人造石墨和天然石墨材料类负极出货量在整个负极材料产业中的占比达到90%以上，是现阶段商业化应用的主流；在电火花加工领域，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，而石墨电极与铜电极相比具有密度小、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；在核电领域，特种石墨系高温气冷堆中必需的石墨材料，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，是未来核电装机的发展趋势；在铸造行业，特种石墨也是制作结晶器不可替代的材料，运用在大规模连铸生产纯铜、青铜、黄铜的过程中，是结晶器中的关键部件；此外，特种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。随着我国半导体、锂电、光伏太阳能、电火花及模具加工、核电等产业的加快发展，预计未来特种石墨的市场需求将呈现较快增长。（三）经济的增长为特种石墨行业发展创造了有利环境特种石墨行业的发展离不开国民经济的带动，国民经济的发展保证了国家对制造业的持续投入，保证了居民消费水平和消费能力的不断增长，这些都为特种石墨行业的发展创造了极为有利的环境。我国国民经济运行态势良好，发展潜力巨大，而无论是传统制造行业还是高科技产业的发展都离不开特种石墨。（四）符合绿色经济、循环经济潮流随着社会经济的发展，人们对环境保护的要求越来越高，改善生态环境、提高生活质量，已成为落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重要内容。近年来，各地区、各部门相继出台多项环保制度与规划，为淘汰高消耗高污染的落后生产力、实现资源综合利用、发展循环经济提供制度保障。特种石墨的生产是资源综合利用的过程，特种石墨的主要原材料是石油焦、沥青焦和煤沥青等，是对石油化工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。我国每年产生大量的石油焦、沥青焦和煤沥青，如果没有特种石墨行业的消耗，这些副产品只能被低效利用和堆放，成为污染环境的重大隐患。可以说特种石墨行业是石化及煤化工行业节能减排的重要功臣，也是实现资源综合利用的典型行业。发展趋势及前景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。（一）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%。（二）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，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。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。行业集中度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，组建石墨大型企业集团为趋势。特种石墨行业竞争格局目前我国特种石墨行业生产企业众多，产业集中度相对较低，但等静压石墨作为特种石墨的细分领域，具备一定生产规模的企业较少。目前国内等静压石墨厂家主要分为三类：（1）第一类是拥有磨粉、混捏、压型、焙烧、浸渍、石墨化处理和机械加工等重要工序生产能力的国产等静压石墨企业，同时具备年产量千吨以上的产能，主要为成都炭材、中钢新材、五星新材等。（2）第二类是等静压石墨精加工厂家，采购等静压石墨坯料进行机械加工成异形件，该类企业本质是加工商，主要根据订单情况组织生产，厂商数量较多但普遍体量偏小。（3）第三类是国际等静压石墨巨头，比如法国美尔森、德国西格里、日本东洋炭素等，其在国内的相关业务主要集中于半导体石墨和核石墨领域，光伏领域应用的石墨亦有所涉及但业务体量偏小。海外等静压石墨企业的优势是进入中国市场较早，部分高端产品仍然具有明显技术优势，目前在国内半导体石墨和核石墨领域仍具有一定竞争地位；劣势主要是其在国内均没有全工序产能，供给国内市场的实际产能规模偏小，且无成本优势，目前正面临国产等静压石墨企业的替代竞争。由于目前等静压石墨在光伏领域的应用规模较大，还应考虑光伏行业内的替代竞品生产企业，即炭炭复合材料生产企业。光伏产业链近年来降本诉求较强，而大尺寸硅片由于具备更高的转换效率，同时可以有效降低非硅成本，成为光伏实现平价上网的重要依托。目前，硅片大型化已成为主流趋势，行业渗透率不断提升，带动光伏热场材料升级。生产大尺寸硅片需制备大直径的硅棒，要求热场设备部件的直径和承载硅料量相应提升，只有大尺寸的等静压石墨组件或强度更高的炭炭复合材料才能满足需求，带动炭炭复合材料在光伏热场结构件的渗透率不断提升。行业发展的有利因素及面临的风险因素进入21世纪以来，国际上产业结构有了新的调整，以信息、生物、航空航天、海洋开发以及新材料和新能源为主的高技术和新材料产业逐渐发展壮大。特种石墨与微电子及信息技术、新材料技术、生物技术、航空航天、原子能、高温材料等均有密切的关系。当前化工、能源、轻工、冶金、建材等传统产业将不断引入新技术和使用材料，进行产业升级和技术革新，许多都与特种石墨深加工产品密切相关。可以说特种石墨深加工产业发展有了新的机遇。从特种石墨各种技术发展看，特种石墨将越来越被广泛应用到新能源汽车