功能性專用活性炭行業(yè)現(xiàn)狀

功能性專用活性炭行業(yè)現(xiàn)狀

中國碳碳材料市場結(jié)構(gòu)分析碳碳復(fù)合材料是結(jié)構(gòu)功能一體化的新型材料，具有密度低、比強(qiáng)度大、摩擦特性優(yōu)良、耐高溫等一系列優(yōu)異性能，廣泛用于航空航天、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸和化工等領(lǐng)域。近年來，市場規(guī)模速增增長穩(wěn)定，2019年我國碳碳材料市場規(guī)模達(dá)到30．1億元，到2021年規(guī)模超40億元，增速16．94%，2022年規(guī)模超40億元，達(dá)41．5億元。多孔碳行業(yè)市場規(guī)模多孔碳是近年來發(fā)展迅速的一類重要的多孔材料。它們具有孔結(jié)構(gòu)可調(diào)、物理化學(xué)穩(wěn)定性好、比表面積可變、易功能化等優(yōu)點(diǎn)。多孔碳材料在不同的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)代，多孔碳有不同的品種，包括活性炭、碳分子篩、軟、硬模板介孔碳、活性炭纖維或多孔納米碳。到目前為止，在所有類型的納米多孔材料中，多孔碳在科學(xué)、技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域的不同部門的應(yīng)用最大。多孔碳代表活性炭優(yōu)越的應(yīng)用特性及生產(chǎn)利用的經(jīng)濟(jì)性，使其成為眾多產(chǎn)業(yè)門類中難以替代的產(chǎn)品?；钚蕴恐饕獞?yīng)用領(lǐng)域涵蓋了食品飲料、化工、冶金、輕紡、水處理、醫(yī)藥等眾多產(chǎn)業(yè)門類，近年來隨著環(huán)保節(jié)能成為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的核心理念，活性炭在水處理、大氣污染防治等領(lǐng)域的應(yīng)用價值也日益凸顯。此外，隨著新材料技術(shù)、醫(yī)藥科學(xué)等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)展，活性炭在能源儲存、天然氣回收、血液凈化等方面應(yīng)用逐步拓展，將為行業(yè)的前景注入新的活力?；钚蕴慨a(chǎn)業(yè)的發(fā)展大致經(jīng)歷了導(dǎo)入期（1900初-1950s）、成長期（1950s-1990s）、成熟期（1990s至今）三大階段。歐美發(fā)達(dá)國家主導(dǎo)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前兩個階段，大致在上世紀(jì)90年代，隨著全球產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的進(jìn)一步擴(kuò)展，以中國為代表的發(fā)展中國家活性炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，成為活性炭行業(yè)的新增長極。美國、荷蘭、日本是活性炭傳統(tǒng)生產(chǎn)大國，隨著中國活性炭產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，當(dāng)前已成為世界上最大活性炭生產(chǎn)國和出口國。當(dāng)前全球活性炭的主要產(chǎn)能已經(jīng)由發(fā)達(dá)國家轉(zhuǎn)移到以發(fā)展中國家，特別是中國和東南亞國家。上世紀(jì)90年代由于歐美發(fā)達(dá)國家的環(huán)境監(jiān)管愈發(fā)嚴(yán)厲、人工成本的攀升、活性炭生產(chǎn)賴以持續(xù)的資源匱乏，活性炭傳統(tǒng)生產(chǎn)大國美國、日本、荷蘭等國家紛紛將能耗較高、附加值較低的中低端活性炭產(chǎn)能向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，特別是煤炭資源豐富的中國及林業(yè)資源豐富的東南亞。與此同時，發(fā)達(dá)國家國內(nèi)的活性炭需求仍在穩(wěn)步增加，因此仍然是全球活性炭的主要需求方。國內(nèi)的活性炭目前以低端產(chǎn)品為主，產(chǎn)品專用性差，與國際巨頭的差距較大。新技術(shù)新產(chǎn)品的開發(fā)是企業(yè)生存的基礎(chǔ)，必須重視。在技術(shù)研究上可以采取兩條腿走路的方針，一方面依托高校和科研院所的科技力量，瞄準(zhǔn)國際上的前沿產(chǎn)品和高技術(shù)產(chǎn)品為開發(fā)目標(biāo)；另一方面建立自己的研發(fā)中心，以技術(shù)難度不高的產(chǎn)品為開發(fā)對象。建立自己研發(fā)中心的最大好處是可以在高校等單位實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行中試放大，為工業(yè)生產(chǎn)提供可靠的工藝參數(shù)，可以盡快將技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。另外，由于高校和科研院所受財力、人力、物力的限制，新產(chǎn)品的研制周期一般較長。如果在研發(fā)時間緊迫時，可以利用研發(fā)中心的人力優(yōu)勢，可以大大縮短研發(fā)周期。建議聘用高?？萍既藛T作為研發(fā)中心的客座研究員，定期來中心進(jìn)行指導(dǎo)和學(xué)術(shù)交流。從我國多孔碳材料行業(yè)的發(fā)展歷程來看，雖然我國多孔碳工業(yè)逐步發(fā)展成為全球最大生產(chǎn)國，但是與發(fā)達(dá)國家相比，我國的多孔碳工業(yè)仍然存在很大差距，主要表現(xiàn)在生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量方面。我國大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小、生產(chǎn)工藝較為落后、生產(chǎn)設(shè)備自動化程度低、不利于大規(guī)模、連續(xù)化生產(chǎn)，造成較大的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。我國多孔碳產(chǎn)品整體品質(zhì)較低且專用性差，產(chǎn)品銷售無序競爭嚴(yán)重，眾多小企業(yè)為了生存相互之間惡性競爭，造成整個行業(yè)利潤率下降，既影響了國內(nèi)多孔碳制造業(yè)的發(fā)展和市場的培育，也影響了我國多孔碳企業(yè)的整體競爭力。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對生存環(huán)境認(rèn)識水平不斷提高和國家政策的導(dǎo)向作用，環(huán)境治理工程越來越得到廣泛重視。目前我國正在逐步完善各類污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)，但治理工程設(shè)備和設(shè)施的規(guī)范還沒有跟上。近年來，國家高度重視環(huán)保問題，許多區(qū)域環(huán)保已經(jīng)被提上最為重要發(fā)展位置。安全、高效、方便、簡介、快速的多孔碳是目前環(huán)保行業(yè)所熱捧的對象。根據(jù)QYR調(diào)查，2021年全球多孔碳銷量市場，中國占據(jù)了26．71%的市場份額，北美占據(jù)了18．84%的市場份額，歐洲占據(jù)19．61%的市場份額。預(yù)計2028年在中國市場需求的推動下，中國將占據(jù)全球約30．95%的市場份額。全球多孔碳的銷量從2017年的180．54萬噸增加到2021年的205．42萬噸，復(fù)合年增長率為3．28%。2021年全球多孔碳市場規(guī)模達(dá)到了41．12億美元，預(yù)計2028年將達(dá)到61億美元，年復(fù)合增長率（CAGR）為4．88%。碳材料行業(yè)市場需求現(xiàn)狀2019年我國碳碳材料市場需求量2967萬噸，2020年3458萬噸，增速16．54%，2021年需求量超4000萬噸，增速17．66%。碳碳復(fù)合材料是一種以碳作為基礎(chǔ)材料、碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料，具有高壁模量、高比強(qiáng)度、高耐溫性、高傳熱性等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以最為功能材料使用，同時也可以作為結(jié)構(gòu)材料來對負(fù)荷進(jìn)行承載，可以在高溫環(huán)境下使用，應(yīng)用前景十分廣闊。未來隨著碳碳復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展和延伸，其需求量將不斷增加，預(yù)計至2027年，中國的碳基復(fù)合材料產(chǎn)量將超過8000噸。中國碳材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析碳碳材料（碳/碳復(fù)合材料）具有高密度、高輕度、高導(dǎo)熱、低膨脹、摩擦性及抗熱沖擊性及尺寸穩(wěn)定較好等這種新型碳/碳復(fù)合材料，理論溫度高達(dá)2600℃，是現(xiàn)如今高溫超1650℃以上少數(shù)備選高溫材料。碳/碳復(fù)合材料行業(yè)是國家重點(diǎn)扶持，優(yōu)先發(fā)展的行業(yè)之一。政府主管部門先后出臺了一系列政策對行業(yè)的發(fā)展予以支持，要求積極開發(fā)新型超大規(guī)格、特殊結(jié)構(gòu)材料的一體化制備工藝，推進(jìn)高性能復(fù)合材料生產(chǎn)制備低成本化、產(chǎn)品品種多樣化和裝備設(shè)計自主化。碳材料行業(yè)下游需求旺盛根據(jù)碳達(dá)峰的目標(biāo)，《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》（2020年版）預(yù)計十四五期間我國光伏年均新增光伏裝機(jī)量將在70-90GW之間。隨著光伏行業(yè)的迅速發(fā)展，碳/碳復(fù)合材料正快速形成在晶硅制造熱場系統(tǒng)中對石墨材料部件的進(jìn)口替代與升級換代。新冠疫情對經(jīng)濟(jì)的主要影響是非固定人群集中活動及相關(guān)的產(chǎn)業(yè)民用航空首當(dāng)其沖，飛機(jī)訂單的大量減少，直接導(dǎo)致對航空復(fù)材需求的大幅度降低。相關(guān)的主要碳纖維供應(yīng)商，東麗及美國赫氏的業(yè)績大幅度下滑。綜合判斷，該市場的下降幅度為30%。在體育用品市場方面，全球絕大部分體育比賽的取消或延遲，使體育產(chǎn)業(yè)總體上遭遇重挫。而對于碳纖維器材的影響，網(wǎng)球、冰雪、水上項(xiàng)目等群體運(yùn)動器材的應(yīng)用下降，高爾夫、自行車、釣魚等個人體育器材由于休閑時間的增多，則不降反升，總體上，依然保持了2．7%的增長。風(fēng)電葉片，依然保持在勢不可擋的發(fā)展。其中的關(guān)鍵推動者是丹麥風(fēng)電巨頭維斯塔斯，綜合其他廠家的需求，這個市場的增長率在20%。碳纖維其他應(yīng)用市場，疫情影響不是很大，大致保持在以往的增長速率，其中壓力容器、碳碳復(fù)合材料（主要是熱場材料）高速增長。多孔炭行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈情況多孔炭的原材料主要包括林產(chǎn)三剩物、果殼、生物提取物、煤、樹脂等含炭材料，另外，多孔炭生產(chǎn)過程中各類專用設(shè)備也不可或缺；而多孔炭行業(yè)的下游則包括VOCs治理、油氣回收、飲用水處理、污水處理、化工、醫(yī)藥、食品、飲料、電極材料、環(huán)保設(shè)備等多個行業(yè)。由于多孔炭原材料供給的經(jīng)濟(jì)半徑較短，我國多孔炭生產(chǎn)企業(yè)主要圍繞原料豐富的地域選址設(shè)廠，因此產(chǎn)業(yè)布局相對比較集中，生產(chǎn)企業(yè)的區(qū)域特征明顯。針對當(dāng)今石油資源短缺，能源嚴(yán)重依賴進(jìn)口、白色污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀，合理開發(fā)和利用可循環(huán)利用的生物質(zhì)及其廢棄物等天然資源具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益，乃至可以催生一個新的生物質(zhì)材料產(chǎn)業(yè)。在生物質(zhì)多孔炭方面，國內(nèi)生物質(zhì)多孔炭生產(chǎn)企業(yè)主要位于福建、江西、浙江和江蘇等有豐富森林資源的省份，其中福建、江西和浙江三省的產(chǎn)量占全國生物質(zhì)多孔炭總產(chǎn)量的比重超過了85%；而在煤質(zhì)多孔炭方面，國內(nèi)煤質(zhì)多孔炭生產(chǎn)企業(yè)主要位于山西省、寧夏回族自治區(qū)及華北地區(qū)等煤炭資源豐富的省份，其中山西省和寧夏回族自治區(qū)兩地的產(chǎn)量占全國煤質(zhì)多孔炭產(chǎn)量的比重也高達(dá)80%以上。下游方面，傳統(tǒng)多孔炭以活性炭為主，活性炭具有特殊的微晶結(jié)構(gòu)、孔隙發(fā)達(dá)、比表面積巨大，因此被作為優(yōu)良的吸附劑，具有物理吸附和化學(xué)吸附的雙重特性，可以有選擇的吸附液相和氣相中的各種物質(zhì)，以達(dá)到脫色精制、消毒除臭和去污提純等目的，已廣泛應(yīng)用于食品、飲料、醫(yī)藥、水處理、氣體凈化與回收、化工、冶煉、國防、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)生活的方方面面。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的逐步提高，人們對食品、藥品、飲用水的安全性、純凈度等生存環(huán)境提出更高要求，活性炭的市場需求不斷擴(kuò)大。新型多孔炭材料，尤其是炭分子篩、炭催化劑、活性炭纖維、多孔納米碳、碳電極材料、多孔石墨烯、多孔炭黑，具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、物理和化學(xué)穩(wěn)定性、氣液滲透性等優(yōu)勢，由于孔結(jié)構(gòu)可調(diào)控和其優(yōu)異的性能，已然在解決全球能源和環(huán)境問題中發(fā)揮著重要和多樣化的作用。在能量儲存與轉(zhuǎn)化和多相催化等領(lǐng)域，多孔碳材料被認(rèn)為是一種很有前景的材料。多孔炭行業(yè)發(fā)展沿革傳統(tǒng)多孔炭產(chǎn)業(yè)主要以活性炭為主，活性炭于二十世紀(jì)初起步于歐洲，長期以來歐美國家主導(dǎo)了活性炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從全球活性炭供應(yīng)結(jié)構(gòu)來看，歐、美、日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)廠商供應(yīng)的主要為高端活性炭產(chǎn)品；中國大部分廠商供應(yīng)的活性炭主要為中低端活性炭產(chǎn)品，專用性差，產(chǎn)品單位附加值、人才、技術(shù)、企業(yè)規(guī)模等方面仍與發(fā)達(dá)國家存在較大差距。從20世紀(jì)90年代起，活性炭產(chǎn)業(yè)逐漸從歐美發(fā)達(dá)國家向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，特別是煤炭資源豐富的中國及林業(yè)資源豐富的東南亞，以中國為代表的發(fā)展中國家活性炭產(chǎn)業(yè)突飛猛進(jìn)，成為活性炭產(chǎn)業(yè)新的增長極。經(jīng)過近30年的發(fā)展，中國已經(jīng)成為世界上最大的活性炭生產(chǎn)國和出口國。國內(nèi)活性炭行業(yè)處于成長期，行業(yè)整體競爭較激烈。2010年以來，受宏觀環(huán)境影響，我國生物質(zhì)活性炭行業(yè)面臨需求下滑和成本高企的壓力，大批小廠家停產(chǎn)；生物質(zhì)活性炭行業(yè)經(jīng)歷了自2012年來的大規(guī)模強(qiáng)制洗牌后，隨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的有序推進(jìn)，市場環(huán)境逐步轉(zhuǎn)暖；2017年以來，國家環(huán)保政策日趨嚴(yán)格，活性炭行業(yè)一批不符合環(huán)保要求的中小型工廠被淘汰整合，加快了產(chǎn)業(yè)資源向技術(shù)水平先進(jìn)的活性炭企業(yè)集中，國內(nèi)活性炭行業(yè)迎來向高質(zhì)量發(fā)展的新階段。近年來，隨著新能源、新材料、節(jié)能環(huán)保等戰(zhàn)略新興領(lǐng)域的快速發(fā)展，新型多孔炭材料的應(yīng)用得到了極大豐富和發(fā)展，尤其是炭分子篩、活性炭纖維、多孔納米碳、碳電極材料、多孔石墨烯、多孔炭黑逐漸成為下游諸多細(xì)分領(lǐng)域中不可或缺的功能性新型材料。多孔碳行業(yè)供應(yīng)鏈分析以活性炭產(chǎn)品為例，黑色粉末狀或塊狀、顆粒狀、蜂窩狀的無定形碳，也有排列規(guī)整的晶體碳?；钚蕴坑捎诰哂休^強(qiáng)的吸附性，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中。從產(chǎn)業(yè)鏈來看，活性炭的上游主要是原材料，主要包括林產(chǎn)三剩物（木質(zhì)活性炭）、煤（煤質(zhì)活性炭）和磷酸等活化劑等。森林采伐和木材加工行業(yè)在采伐和加工木材的過程中，會產(chǎn)生大量的林產(chǎn)剩余物，如鋸末、枝丫、樹梢、樹皮、板皮、板條等廢棄物，這些都是木質(zhì)活性炭生產(chǎn)的重要原料。作為整個林產(chǎn)工業(yè)的前端產(chǎn)業(yè)，森林采伐和木材加工行業(yè)是一個連結(jié)種植業(yè)和林產(chǎn)工業(yè)，關(guān)系到國計民生的綜合性產(chǎn)業(yè)。近年來，在國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵下，上游產(chǎn)業(yè)取得了較快發(fā)展，為活性炭行業(yè)提供了充足的原材料保障。木質(zhì)活性炭行業(yè)的發(fā)展將促進(jìn)林產(chǎn)