等静压石墨市场现状分析及发展前景

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1、等静压石墨市场现状分析及发展前景一、 特种石墨行业壁垒（一）特种石墨行业技术壁垒生产等静压石墨的各原料、辅料之间的配比以及生产设备的装配直接决定了最终产品的质量，而各原料、辅料的配比方案需要长时间的经验积累，存在不可复制性。同时，等静压石墨要经过磨粉、混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化等工序，工序之间环环相扣，每道工序对技术、工艺和操作人员的经验都有极高的要求，任何一道工序出现差错都会影响最终产品的质量，甚至出现废品。行业内等静压石墨生产企业需要较长时间的技术储备和经验积累，才能保证产品成品率，因此等静压石墨行业外的企业进入存在一定的技术壁垒。（二）特种石墨行业资金壁垒等静压石墨是下游众多高技术领

2、域产业重要的功能性和消耗性材料，属于资本密集型行业，对投资规模的要求较高。等静压石墨的生产设备价格昂贵，产能投建技术要求较高，投资回报周期较长。此外，等静压石墨行业一般采用连续性大批量的生产模式，需要等静压石墨生产企业具备投资规模，采用先进的设备装置，对企业的资本储备和资金流动性提出了挑战。（三）特种石墨行业渠道壁垒由于等静压石墨不同用途的针对性强，这就要求企业对各种产品有精准的客户定位。等静压石墨在下游的生产环节中通常处于关键地位，导致了下游客户对等静压石墨供应商的稳定性和持续性提出了很高的要求，一旦等静压石墨生产企业成为下游客户的合格供应商，双方将形成稳定的供需关系，更换频率较低。而客户资

3、源的开发、维护需要消耗大量的人力、财力和时间成本，这对行业新进者形成了较为明显的渠道壁垒。此外，行业内发展较好的企业已经树立起了良好的品牌效应，与客户构建了良好、稳定的互信关系，在市场竞争中占有先机，这对行业新进者抢占市场形成了一定的障碍。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、 炭素材料行业发展概况和趋势（一）炭素材料及碳素制品行业基本情况炭

4、素材料是指以碳元素为主要成分的材料的总称。炭素材料包括炭素原料和碳素制品两大类。其中炭素原料是指炭素工业所使用的石油焦、针状焦、无烟煤和天然石墨原材料；碳素制品是指炭素原料经过加工处理得到的具有一定形状和物化性质的产品，如炭电极、石墨电极、特种石墨和碳纤维材料等。炭素材料由于其特殊的性能，已成为现代工业不可或缺的重要材料，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。碳素制品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。碳素制品行业自身具有高技术特征，同时也应用于高技

5、术领域。碳素材料目前已经形成规模化应用的有特种石墨（等静压石墨、模压石墨等）、炭炭复合材料和碳纤维类制品；各类产品广泛应用于光伏、锂电、航空航天、半导体下游行业。我国石墨及碳素制品行业，一方面低端产品产能过剩、市场供大于求，如普通功率石墨电极、普通功率炭电极、炭阳极和普通阴极炭块等；另一方面高技术含量、高附加值的产品，如大规格大功率炭电极、各领域用的特种石墨（等静压石墨）、炭炭复合材料、碳纤维类制品和碳纳米材料等又有较大的缺口。（二）等静压石墨行业基本情况等静压石墨属于炭素材料及碳素制品的细分子类，可用于制造单晶炉热场、金属连铸石墨结晶器、电火花加工用石墨电极、火箭喷嘴、石墨反应堆减速材料和反

6、射材料等。我国等静压石墨的研制始于20世纪60年代初，初期主要为科研院所试制。20世纪80年代，上海碳素厂等几家企业首次尝试批量生产等静压石墨，但由于技术基础薄弱，加之国外企业的技术封锁，中国等静压石墨的整体水平远落后于美、德、法、日等国。由于等静压石墨是光伏、半导体、核能、等多个重要领域的重要材料，实现国产化意义深远，20世纪90年代起，国产石墨厂商相继进入相关领域，等静压石墨逐渐加速。经过多年发展，国内等静压石墨市场已形成国产厂商和海外石墨巨头多极竞争格局，以成都炭材为代表的国产等静压石墨龙头企业已成功打破国外等静压石墨企业在华垄断局面，通过自主研发不断突破各类等静压石墨产品的核心技术，部

7、分主要国产产品的性能参数和质量已不逊色于法国美尔森、德国西格里、日本东洋炭素等国际巨头的同类型产品。现如今，国内光伏热场行业作为等静压石墨的重要下游，国际巨头应用于光伏热场领域的等静压石墨产品尚未在国内实现全工序生产，市场竞争力相对下滑，等静压石墨领域的正处于加速期。（三）光伏行业基本情况1、光伏产业市场空间广阔，带动等静压石墨行业加速发展光伏行业是等静压石墨目前主要下游市场中应用规模较高的细分领域，主要应用于光伏晶硅热场材料。近年来，持续发展可再生能源已成为世界各国的基本共识，目前已有至少137个国家作出了净零排放承诺，各国不断加大可再生能源投入。与此同时，随着光伏产业技术迭代和产业升级加速

8、，度电成本持续下降，光伏发电已成为全球较为经济的可再生能源形式，全球光伏发电新增装机规模不断创造历史新高，行业处于高速发展期，2007至2021年全球新增光伏规模年复合增长率达到3364%。光伏发电已成为全球增长速度最快的可再生能源品种。2021年国内全年光伏发电量为3259亿千瓦时，同比增长251%，约占全国全年总发电量的40%。全国新增光伏并网装机容量5488GW，同比上升139%；累计光伏并网装机容量达到308GW，新增和累计装机容量均为全球第一。受益于光伏发电的需求快速增长，上游光伏硅片行业呈现高景气，2021年我国光伏硅片产量为227GW，增速为407%，占全球光伏硅片产量的973%

9、。2、光伏硅片大型化趋势加速，提升热场材料性能要求随着近年来光伏退补，实行平价上网，光伏产业链降本诉求较强，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，带动光伏晶硅热场材料升级。根据中国光伏行业协会统计，2021年市场上182mm和210mm尺寸硅片占比已从2020年的45%迅速增长至45%，大尺寸硅片进入快速发展期。预计2022年、2025年182mm及210mm尺寸硅片的市场份额占比将分别达到75%、95%。为得到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

10、有大尺寸的等静压石墨组件或高强度的炭炭复合材料才能满足需求。3、炭素材料行业等静压石墨电学性能优异，系光伏热场关键材料之一在光伏领域，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。以单晶硅生长炉为主，构成一般包括坩埚、导流筒、保温筒、加热器、板材、电极和其他组件。核心部件加热器是热场中的直接发热体，一般为电阻式，对材料电阻率的均匀性和一致性要求较高，主要采用等静压石墨，占比超过95%；同时，等静压石墨在热场系统结构件（坩埚、导流筒、保温筒）也有较多应用。4、等静压石墨行业与行业上下游的关系沥青焦石油焦和煤沥青制造业为等静压石墨行业的主要上游。沥青焦、石油焦是等静压石墨生

11、产的骨料，沥青焦、石油焦的品质直接影响等静压石墨的质量和生产成本，因此上游石油焦、沥青焦和煤沥青制造业的发展对等静压石墨行业的发展至关重要。上游企业众多，供给充足。等静压石墨的下游主要为光伏、半导体、核电等行业，是战略性新兴产业不可替代的重要资源之一，下游行业的发展状况和发展趋势将直接影响等静压石墨行业的发展。四、 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，

12、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，

13、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。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

14、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

15、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。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

16、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

17、%，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

18、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

19、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、 行业发展的有利因素及面临的风险因素进入21世纪以来，

20、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。七、 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。