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碳素材料之特種石墨具備良好的市場前景（附報告目錄）

21 世紀被稱為“碳世紀”，碳素材料素有“黑金子”的美稱。目前已經形成規(guī)模應用的碳素新材料主要有各種特種石墨、碳纖維、炭/炭復合材料等，而更高端的石墨烯和碳納米材料已經處于突破階段。碳素新材料廣泛用于航空航天、核能、風能、硬質材料制造等行業(yè)。

相關報告：北京普華有策信息咨詢有限公司《2020-2026年石墨及碳素制品細分市場調研及發(fā)展前景預測報告》

1、行業(yè)基本情況

特種石墨主要指高強度、高密度、高純度石墨制品（簡稱“三高”石墨），主要以優(yōu)質石油焦、瀝青焦等為原料，煤瀝青或合成樹脂為粘結劑，經原料制備、配料、混捏、壓片、粉碎、再混捏、成型、多次焙燒、多次浸漬、純化及石墨化、機加工而制成。特種石墨材料廣泛應用在半導體、太陽能光伏、核電高溫氣冷堆材料、模具、粉末冶金、真空熱處理等領域，并有逐漸向民用發(fā)展趨勢。

特種石墨廣泛用于質量要求較高的冶金、化工、石油、機械、有色金屬、航空航天環(huán)保、核工程等行業(yè)的高科技材料，其本身具有高強度、高密度、高純度、化學穩(wěn)定性高、結構致密均勻、耐高溫、耐輻照、導電率高、耐磨性好、自潤滑等特點，是高科技行業(yè)生產不可替代的材料之一。

特種石墨主要應用領域

資料來源：普華有策

政策方面，先有《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》推動，后有《戰(zhàn)略性新興產業(yè)重點產品和服務指導目錄》發(fā)布，將特種石墨、鋰電池正負極材料、石墨烯材料列為重點發(fā)展產品。政策導向將對我國特種石墨行業(yè)的發(fā)展起到至關重要的作用，特種石墨行業(yè)將迎來廣闊的發(fā)展空間。

2、我國石墨制品中低端產品多，特碳石墨比例低

我國是石墨生產和出口大國，同時也是進口大國，大部分以中碳或高碳形式直接出口，而高、精、尖工藝需要的石墨產品大部分從國外進口。一些發(fā)達國家把石墨列入戰(zhàn)略儲備資源，嚴格限制其開采、加工與出口，并且對石墨研發(fā)技術做了嚴格的保密規(guī)定。我國雖然是石墨大國，但不是石墨強國。目前僅能加工初級產品，缺少高附加值精深加工石墨產品及制品，石墨高技術產品需要大量進口，且進口價遠大于出口價格。

我國石墨及碳素制品行業(yè)，一方面低端產品產能過剩、市場供大于求，如普通功率石墨電極、鋁用陽極和普通陰極炭塊等；另一方面高技術含量、高附加值的產品，如大規(guī)格大功率炭電極、核石墨、航空航天用石墨和各領域用特種石墨及炭復合材料等又有相當數(shù)量的缺口。石墨及碳素制品行業(yè)產品結構不合理的深層次原因在于技術開發(fā)投入不足，產業(yè)自主創(chuàng)新和技術集成創(chuàng)新能力弱，產品結構的優(yōu)化升級缺乏強有力的技術支撐。

3、特種石墨作為具備多種優(yōu)良特性的碳素新材料具有良好的市場前景

（1）中國光伏產業(yè)催生特種石墨需求高速增長

2019年雖然我國光伏新增裝機再次同比下降，但是新增和累計光伏裝機容量仍繼續(xù)保持全球第一。2019年，我國新增光伏并網裝機容量達到30.1GW，同比下降32.0%;截至2019年底，累計光伏并網裝機量達到204.3GW，同比增長17.1%;全年光伏發(fā)電量2242.6億千瓦時，同比增長26.3%，占我國全年總發(fā)電量的3.1%，同比提高0.5個百分點。

2019年，盡管在政策調整下，我國光伏應用市場有所下滑，但受益于海外市場增長，我國光伏各環(huán)節(jié)產業(yè)規(guī)模依舊保持快速增長勢頭。在產業(yè)制造端各環(huán)節(jié)，截至2019年底，我國多晶硅產能達到46.2萬噸，同比增長19.4%，產量約34.2萬噸，同比增長32.0%;硅片產量134.6GW，同比增長25.7%，單晶硅片實現(xiàn)大逆轉，占比超過65%;電池片產量108.6GW，同比增長27.7%，PERC單晶電池量產平均效率達22.3%;組件產量98.6GW，同比增長17.0%。

出口方面，據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會消息，2019年，我國光伏產業(yè)出口表現(xiàn)亮眼，實現(xiàn)出口額、出口量“雙升”。光伏產業(yè)出口額超過200億美元，創(chuàng)下“雙反”以來的新高。這其中，組件出口增長最為突出，出口量超過65GW，出口額為173.1億美元，超過2018年全年光伏產品出口總額。

（2）電火花加工對特種石墨的需求穩(wěn)定增長

電火花加工的主要優(yōu)勢在于能適合于難切削材料的加工，工具電極與工件不接觸，兩者間作用力很小，適用于加工特殊及復雜形狀的零件。在電火花加工工藝中，作為陽極的工具電極可以使用銅質材料，也可使用石墨材料。石墨電極與銅電極相比具有比銅輕，密度只有銅的 20%、易加工、切削加工不易產生應力及熱變形、熔點在 3,000℃以上時熱膨脹系數(shù)小的特點。

（3）核安全加快石墨材料在核電中的應用

日本福島核事故引發(fā)核電危機，核安全成為未來核電發(fā)展的關鍵因素。歐洲一些國家放緩或停止了核電站的建設，德國甚至宣布 2020 年關閉核電站，我國也在重新審視核電發(fā)展的規(guī)劃。但從長期看，核電依然是發(fā)電效率最高、最有前途的發(fā)電機組，我國大力發(fā)展核電的長期規(guī)劃沒有改變。在核電建設中，核安全是首位。高溫氣冷堆是國際核能界公認的目前安全性最高的新型核反應堆，是未來核電裝置的發(fā)展趨勢。

石墨是中子的慢化劑和優(yōu)良的反射劑，其自身很多優(yōu)良特性確立了它在核工業(yè)領域中關鍵材料之一。在高溫氣冷堆中，炭材料是不可缺少的減速材料、反射材料和結構材料。高溫氣冷堆需要大量的高級石墨材料，可以說沒有核石墨材料就無法建成高溫氣冷堆。在高溫氣冷堆中由于用氦氣作為冷卻劑，用碳素及陶瓷材料作為燃料的包覆材料，用石墨或炭質材料作為減速材料和爐芯結構材料，可以把接近 1,000℃的高溫氣體導出反應堆外作為能源使用。國際上已經建立了多座開發(fā)研究用高溫氣冷堆。此外，核石墨可以用來制作熱結構件，各向同性炭石墨材料用于制作石墨球、堆芯材料、電極等核石墨制品。

（4）其他需求：模具、連鑄和人造金剛石石墨增長潛力不容忽視

我國用于制造模具和連鑄的石墨數(shù)量較大，石墨模具和連鑄用各類石墨約占總需求量 超過20%。機械工業(yè)中的鑄造行業(yè)大量使用石墨材料作為加壓鑄造、離心鑄造、超硬合金的熱擠壓等加工模具。生產大規(guī)格的純銅、青銅、黃銅等主要采用連鑄的方法，其中對產品質量起著至關重要影響的結晶器就是用等靜壓石墨材料制成的。由于等靜壓石墨在熱傳導、熱穩(wěn)定、自潤滑、抗浸潤及化學惰性等方面具有良好的性能，使之成為制作結晶器不可替代的材料。等靜壓石墨還用于制作金剛石工具和硬質合金的燒結模具，光纖拉絲機的熱場部件（加熱器、保溫筒等），真空熱處理爐的熱場部件（加熱器、承載框等），以及精密石墨熱交換器、機械密封部件、活塞環(huán)、軸承、火箭噴嘴等。

4、行業(yè)進入障礙

（1）規(guī)模經濟形成的進入壁壘

規(guī)模經濟是指隨著企業(yè)規(guī)模的擴大而使單位產品成本降低、收益增加的一種經濟特性。新進入者必須以大規(guī)模生產的方式進入市場，否則將不得不面對成本劣勢的現(xiàn)實。

（2）資本壁壘

石墨及碳素制品行業(yè)是資金密集型行業(yè)，無論是研發(fā)、建廠、購置生產線及5-8 個月生產周期等方面都存在著一般生產性行業(yè)所無法比擬的資金壁壘。同時資金實力還會對客戶的信任、渠道的信心等方面構成很大的影響。

（3）人才壁壘

石墨及碳素制品行業(yè)是人才密集型行業(yè)，需要研發(fā)、生產、運營、營銷各方面優(yōu)秀人才的強力加盟。實際上，部分國內生產企業(yè)設備已接近世界先進水平，但產品質量卻有較大差距。

（4）客戶粘性形成的進入壁壘

早期入行的企業(yè)存在先入為主的優(yōu)勢，其產品對客戶會形成一定的粘性。當新進入企業(yè)銷售產品時，往往需要打破原有市場格局，要么拓展新的客戶，要么搶占原有企業(yè)的老客戶。新進入企業(yè)不僅在需要廣告宣傳上加大力度，花費巨額支出，還需要爭取客戶對其產品的認可。下游客戶已經非常熟悉原有的供貨企業(yè)，對其銷售模式、發(fā)貨流程、甚至業(yè)務人員等都很了解，已經習慣與原有供貨企業(yè)的溝通交流，形成一定的粘性，這將對新入企業(yè)造成一定的進入壁壘。

（5）產品技術形成的進入壁壘

特種石墨制品的性能要求較高。這種特點決定了特種石墨制品高研發(fā)和高試制費用，高資產專用性和高流動資金占用。同時具有比較高的技術壁壘和資金壁壘。另外，由于特種石墨制品需求的不斷變化，對于更先進的產品技術開發(fā)將成為行業(yè)發(fā)展的方向。新產品的研發(fā)涉及的技術面比較廣，對于新進入者而言，技術壁壘較高。