特种石墨行业发展面临的有利因素分析

特种石墨行业发展面临的有利因素分析一、 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。二、 全球特种石墨行业基本情况从全球范围来看，工业发展越快速，对特种石墨的需求量越多。特种石墨的需求量在欧洲、北美以及日本市场保持稳定，而在中国市场保持快速增长。海外知名制造商主要有：德国西格里、法国美尔森、英国摩根、美国步高、美国尤卡、日本东海炭素、日本东洋炭素、新日本炭素、日本揖斐电。三、 我国特种石墨行业基本情况我国在20世纪30年代就出现了石墨行业，均为传统的原矿开采和粗放的初加工，特种石墨行业起步较晚，其发展主要是由于完全依赖进口的情况下高额生产成本催生行业内部产业升级，亟需完成进口替代。进入21世纪以来，随着下游产业的快速发展，产业链中上游企业生产水平不足，生产能力欠缺的问题暴露明显，国内特种石墨市场一直处于供不应求的状态。从市场竞争层面看，特种石墨生产企业众多，产业集中度相对较低，尚无一家企业能对整个行业的发展起决定性的影响，因此，特种石墨行业已经进入充分竞争时期，而且随着我国特种石墨出口日益增多，国内厂家面临国外企业的竞争。我国特种石墨行业总体市场竞争较为充分。近年来，特种石墨的下游应用仍在不断扩展，作为一种具有多种优良性质的新材料，特种石墨行业市场仍未饱和，正面临新的机遇。四、 行业利润水平特种石墨行业利润水平的主要影响因素是市场供求关系。从需求来讲，特种石墨是国家政策鼓励和支持的新材料，行业应用领域广泛，且下游行业均处于上升期，因此，特种石墨的需求将持续增长；从供给来讲，因本行业有较高的进入门槛，行业内企业数量保持稳定，供给不会有爆发性增长。行业政策、原材料成本、行业内企业生产工艺、产品技术、产品附加值的提升将成为决定企业未来利润水平的关键因素。自2017年起，随着我国供给侧结构性改革的深入实施，包括特种石墨行业在内的炭素行业经历了一轮洗牌，一批生产规模小、生产工艺落后、综合能耗较高的企业相继出局，而下游行业需求不断上升，短期的供需失衡导致特种石墨的市场价格持续走高，炭素行业利润水平大幅提高。2019年以来，随着部分特种石墨企业调整产品结构，加大环保投资并恢复产能，特种石墨的供需关系逐渐修复，特种石墨的价格回落，恢复稳定。五、 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。六、 特种石墨行业发展历程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，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的发展揭开了新的一页。中国碳素工业起步较晚但发展较快。中国碳素工业起步于国家一五期间建设的156项重点工程。引进前苏联技术的吉林炭素厂1952年筹建、1955年建成投产，成为中国碳素工业的摇篮，之后我国又陆续兴建了兰州、上海炭素厂和南通炭素厂，这四家国有碳素企业成为中国碳素企业的四大骨干企业。与行业发展历程相适应，自起步以来，国内碳素企业以石墨电极等传统碳素产品生产为主，主要以钢铁和金属冶炼行业为下游。七、 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、航天航空、核电及等高新技术领域，成为支撑高新技术发展的重要战略资源。八、 特种石墨行业发展趋势（一）国产化进程为特种石墨提供发展空间目前我国特种石墨市场处于供不应求状态，国内特种石墨2019年实际产量约为57万吨，而需求量却超过10万吨，2019年从海外进口特种石墨约为3万吨；国内特种石墨2020年实际产量约为60万吨，而2020年需求量约为105万吨，亦超过10万吨，2020年从海外进口特种石墨约为22万吨。上述情况有助于加快特种石墨材料的国产化进程，提升行业技术自主化水平；有利于保持国内特种石墨市场的稳定，同时也为国内特种石墨材料生产厂家的发展提供了机会和空间。（二）供给侧改革为特种石墨行业带来新的机遇随着下游光伏、锂电池、航空航天等行业的快速发展，中上游石墨新材料的市场需求持续加大。统计数据显示，2019年和2020年，我国特种石墨需求量均超过10万吨；其中主要需求来自光伏、锂电池等战略新兴行业。而在供给端，受供给侧结构性改革的影响，特种石墨行业中管理不规范的落后产能被淘汰；新增项目都需要经过严格的环评手续和立项审查，新增产能较为困难，这进一步导致了特种石墨的供应在未来一段时间都将保持缓慢增长。预计特种石墨供不应求的状态短期内很难扭转。（三）下游行业的兴起拓展特种石墨的市场空间特种石墨被广泛应用于冶金、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。