功能性专用活性炭全景调研与发展战略研究

功能性专用活性炭全景调研与发展战略研究

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16．54%，2021年需求量超4000万吨，增速17．66%。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、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。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。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180．54万吨增加到2021年的205．42万吨，复合年增长率为3．28%。2021年全球多孔碳市场规模达到了41．12亿美元，预计2028年将达到61亿美元，年复合增长率（CAGR）为4．88%。（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26．71%的市场份额，北美占据了18．84%的市场份额，欧洲占据19．61%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30．95%的市场份额。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。多孔炭行业发展沿革传统多孔炭产业主要以活性炭为主，活性炭于二十世纪初起步于欧洲，长期以来欧美国家主导了活性炭产业的发展。从全球活性炭供应结构来看，欧、美、日本等发达国家和地区厂商供应的主要为高端活性炭产品；中国大部分厂商供应的活性炭主要为中低端活性炭产品，专用性差，产品单位附加值、人才、技术、企业规模等方面仍与发达国家存在较大差距。从20世纪90年代起，活性炭产业逐渐从欧美发达国家向发展中国家转移，特别是煤炭资源丰富的中国及林业资源丰富的东南亚，以中国为代表的发展中国家活性炭产业突飞猛进，成为活性炭产业新的增长极。经过近30年的发展，中国已经成为世界上最大的活性炭生产国和出口国。国内活性炭行业处于成长期，行业整体竞争较激烈。2010年以来，受宏观环境影响，我国生物质活性炭行业面临需求下滑和成本高企的压力，大批小厂家停产；生物质活性炭行业经历了自2012年来的大规模强制洗牌后，随着供给侧结构性改革的有序推进，市场环境逐步转暖；2017年以来，国家环保政策日趋严格，活性炭行业一批不符合环保要求的中小型工厂被淘汰整合，加快了产业资源向技术水平先进的活性炭企业集中，国内活性炭行业迎来向高质量发展的新阶段。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。中国碳碳材料市场结构分析碳碳复合材料是结构功能一体化的新型材料，具有密度低、比强度大、摩擦特性优良、耐高温等一系列优异性能，广泛用于航空航天、机械制造、交通运输和化工等领域。近年来，市场规模速增增长稳定，2019年我国碳碳材料市场规模达到30．1亿元，到2021年规模超40亿元，增速16．94%，2022年规模超40亿元，达41．5亿元。多孔炭行业发展趋势（一）产业结构进一步优化，多孔炭行业整体竞争力增强近十几年来，虽然我国多孔炭材料工业逐步发展成为全球最大的多孔炭材料生产国，但是与发达国家相比，我国的多孔炭材料工业仍然存在很大差距，主要表现在：一方面企业规模小、生产工艺比较落后、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；另一方面多孔炭材料产品整体品质较低且专用性差，产品销售无序竞争严重，小企业为了生存相互之间恶性竞争，从而引起整个行业利润率下降，既影响了国内多孔炭材料工业的发展和市场的培育，也影响了与国外多孔炭材料厂商的竞争力。面对着日益激烈的国际竞争环境，随着国内多孔炭材料消费市场的逐渐成熟，我国多孔炭材料工业必将进一步调整优化产业结构：一部分规模小、耗能大、污染严重的小型多孔炭材料生产企业必将被市场所淘汰，而行业内技术先进的优势企业必将通过联合、兼并、收购等方式进一步扩大生产规模和市场份额，增强自身竞争力，产业资源将向着规模较大、技术先进、产品结构优化并具有品牌优势和良好售后服务的产业龙头企业集中。随着多孔炭材料行业产业结构的进一步优化，市场恢复正常竞争秩序，一批优势企业必将引导科研生产和贸易转型升级，通过科技创新和产品结构优化两方面推进工作，使多孔炭材料产业走经济、环境、社会三赢的可持续发展之路，并逐步形成若干优势互补、内外结合、附加值高、创新能力强的多孔炭材料经济增长带和产业群。在保持多孔炭材料贸易持续发展的前提下，我国多孔炭材料工业正朝着科技含量高、环境污染少、比较优势大、人力资源得到充分发挥的新型工业迈进。具备技术优势的多孔炭材料生产企业正积极加大技术研发投入，致力于生产工艺的改进，生产设备大型化、生产过程连续化，使资源得到最大限度地利用，最终实现生产流水线的自动化和清洁化，在降低生产成本和显著提高劳动生产率的同时提高产品质量的稳定性，使得各项经济技术指标达到国际先进水平。（二）内需和出口保持同步增长，多孔炭未来市场空间广阔在多孔炭材料下游市场需求方面，多孔炭材料的应用领域不断拓展、不断深化，尤其是在水处理、空气净化、汽车应用、溶剂与废气回收等领域发展迅速。就国内市场而言，随着我国人们生活水平的提高和环保意识的增强，食品、医药、水处理、空气净化等领域对多孔炭材料的需求将保持较快增长态势；另外，随着国家对大气污染物排放标准的不断提高，加油站、炼化企业和发电企业等污染源对多孔炭材料产品的需求也将日益增长。与国外成熟市场相比，我国多孔炭材料需求市场正处于导入期向成长期过渡的时期，在此阶段，我国下游领域对多孔炭材料产品的需求迅速增加。就出口市场来看，发达国家的多孔炭材料需求在过去几年里一直保持稳步增长，传统需求领域（水处理、食品饮料、工业应用等）在未来几年仍将保持稳步增长的趋势；而同时，一些新兴应用领域，诸如医药、高能电池、复合催化剂、高密度能源物质贮存、高纯物质的分离精制等领域的需求不断增加。（三）国内企业向高端多孔炭材料市场进军多孔炭材料产能向发展中国家转移，中国、印度和东南亚国家已成为主要的多孔炭材料供应国，但是全球高端多孔炭材料市场依然被可乐丽、卡博特等日本、美国老牌企业主导。其次，随着我国推进供给侧改革，环保政策趋严，一批中小厂商退出竞争，我国多孔炭材料头部企业将获得更多产业资源，向高端多孔炭材料市场攀升。最后，我国生物质多孔炭材料生产主要集中在福建、江西和浙江三省，其森林资源丰富，生物质多孔炭材料产量占全国比重超过70%；山西、宁夏等煤炭资源丰富的省份，其煤质多孔炭材料产量占全国比重高达80%以上。随着煤质多孔炭材料性价比下降，生物质多孔炭材料有望在环保领域替代煤质多孔炭材料，占据更多市场份额。（四）多孔炭材料应用不断取得突破随着近年来新能源，新材料等战略新兴行业的快速发展，多孔炭材料凭借其发达的微孔结构、巨大的比表面积、优异的吸附活性、稳定的物理和化学特性，与新材料、新能源科技创新深度融合，衍生出大量创新型的复合型功能新材料，尤其是功能优异、定位中高端的多孔炭材料产品如硬炭、硅碳复合材料等，可应用于新能源钠离子电池、锂离子电池等新能源、新材料产品领域。未来，随着新能源、新材料、节能环保等战略新兴领域的快速发展，多孔炭材料的应用将得到继续深化和发展，尤其是高端多孔炭材料越来越成为下游诸多细分领域中不可或缺的功能性新型材料。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、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。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