
环保政策趋严将推动气相二氧化硅行业集中度进一步提高.docx
15页环保政策趋严将推动气相二氧化硅行业集中度进一步提高一、 环保政策趋严将推动气相二氧化硅行业集中度进一步提高近年来,随着我国环保政策密集出台,环保力度进一步加大,多地陆续出台了多个涉及化工园区的环境、整顿、提升、搬迁等政策随着环保要求的提高,目前国内生产规模较小、技术水平及环保投入较低的企业将逐步被淘汰气相二氧化硅由于生产工艺较复杂,设备投入较大,部分企业未来可能将因为产能规模及环保不达标等因素逐步退出市场,市场格局及行业集中度将向研发能力突出、技术工艺先进的企业集中,从而使具有核心竞争能力的企业进一步提高市场份额及竞争力国内的多晶硅产业起步于上世纪六十年代,随着本世纪初国内光伏产业的快速发展,多晶硅产能在大幅提高的同时,必然导致其还原反应中的副产物四氯化硅的消化成为多晶硅行业发展的瓶颈四氯化硅作为一种高度危险的化学品,不能用普通的方法进行处理,传统方法是将四氯化硅提纯,然后跟无水乙醇(或甲醇)进行酯化反应,在常温常压下制备硅酸乙酯(或硅酸甲酯),由于使用量十分有限,且处理过程中仍存在一些技术困难,因此利用多晶硅副产物四氯化硅为原料生产气相二氧化硅是一个具有经济和环保双重效益的工艺技术,既解决了束缚多晶硅行业发展的瓶颈问题,降低了多晶硅生产成本,达到多晶硅生产节能减排、洁净环保、循环利用的目的,从而促进我国多晶硅行业健康发展,又可以给气相二氧化硅行业提供大量生产原料,从而形成产业之间的资源互补,互相利用的循环生态产业链。
但目前随着国内多晶硅企业普遍采用冷氢化技术回收及循环使用大部分的四氯化硅副产物,导致四氯化硅供应量大幅减少,使得纯粹采用四氯化硅作为原材料生产气相二氧化硅的企业可能面临原材料短缺的风险二、 全球气相二氧化硅发展历程气相二氧化硅,俗称气相法白炭黑,是由硅的卤化物(主要是一甲基三氯硅烷和四氯化硅,少部分企业使用三氯氢硅)在氢氧火焰中高温水解生成的带有表面羟基的无定形纳米级白色粉末,常态下为白色絮状粉末,该产品具有粒径小、比表面积大、化学纯度高、分散性能好等特征气相二氧化硅在补强、增稠、触变、防沉、抗流挂、吸附、隔热等方面的性能更优异于沉淀法产品,因其产品的分子结构与硅橡胶相似,可以大幅提高硅橡胶制品的抗拉强度,提高弹性模量和伸长率,因此其在硅橡胶领域的使用量较大由于气相二氧化硅的制备工艺更加复杂,市场价格较高,除主要用于硅橡胶外,其作为功能性添加剂在油墨涂料、合成树脂、化学机械抛光、复合材料、胶体电池、消泡剂、污水处理、农业、化妆品、食品、医药、绝热保温材料等相关领域也有着广泛应用二十世纪初期,随着世界范围内橡胶工业的快速发展,橡胶工业的补强填料主要是氧化锌,到二十世纪二十年代,随着炭黑的试制成功从而开创了橡胶补强的新时代,将炭黑用于橡胶补强使橡胶的力学性能得到极大的提高,然而炭黑最大的缺点是其本身为一种黑色粉末,其颜色属性决定了炭黑不能用于制备浅色或彩色橡胶制品。
到了二十世纪四十年代,德国Degussa公司成功开发出以四氯化硅在氢氧火焰中高温水解制备气相二氧化硅的工艺,随着气相二氧化硅产品的出现,赋予了橡胶及硅橡胶产品极好的拉伸强度和撕裂强度,打破了黑色橡胶独占市场的局面从全球气相二氧化硅消费结构来看,有机硅行业是气相二氧化硅主要的消费领域,其中以硅橡胶为主硅橡胶具有较好的耐高低温、隔热、绝缘、防潮、防化学腐蚀、抗污染和生理惰性,在航天、航空、国防工业、机械制造、建筑装饰、生物医学等多个领域具有不可替代的作用,是公认的新型先进合成材料气相二氧化硅在硅橡胶中最重要的作用是补强,添加气相二氧化硅后可显著提高硅橡胶制品的强度及力学性能,另外还能提高硅橡胶的抗高温性和耐化学性,使硅橡胶应用于更广泛的领域三、 二氧化硅应用不断拓展发展潜力较大二氧化硅(Silicondioxide)又称硅石,是一种酸性氧化物,常温下为固体,化学式为SiO₂化学性质比较稳定,不跟水反应,是酸性氧化物,且不跟一般酸反应,但溶于氢氟酸及热浓磷酸,能和熔融碱类起作用自然界中,存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种,纯净的天然二氧化硅晶体,是一种坚硬、脆性、难溶的无色透明的固体,可用以制造电子工业的重要部件、光学仪器和工艺品;二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙;二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石;二氧化硅晶粒小于几微米时,就组成玉髓、燧石、次生石英岩。
分类来看,当前我国二氧化硅按生产方法分类,可分为气相法二氧化硅和沉淀法二氧化硅其中气相法二氧化硅主要是用高温气相水解法生产二氧化硅;沉淀法二氧化硅主要是用沉淀法生产二氧化硅就我国二氧化硅行业下游应用来看,其应用领域非常广泛,包括玻璃制造(平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品、玻璃布及防射线特种玻璃等的主要原料),陶瓷及耐火材料(瓷器的胚料和釉料,窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料),冶金(硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂),建筑(混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料等),化工(硅化合物和水玻璃等的原料,硫酸塔的填充物,无定形二氧化硅微粉),机械,电子,橡胶、塑料,涂料,医学等领域二氧化硅行业下游应用非常广泛,行业的发展对到我国国民经济的起着重要作用,对我国整个经济的发展起支撑和推动作用因此近些年,为促进我国二氧化硅行业发展,我国各省市相关部门纷纷出台了一系列政策,鼓励并支持着我国二氧化硅行业的发展如河南发布《关于印发河南省加快材料产业优势再造换道领跑行动计划(2022—2025年)的通知》提到,以提质发展先进基础材料、培育壮大关键战略材料、前瞻布局前沿新材料为攻坚重点,加强关键核心工艺、技术和装备攻关,加快补链强链延链,扩大基础材料和特色材料比较优势。
四、 纳米金属粉末行业市场前景纳米金属粉体综合性能优异,其制造技术壁垒高由于纳米金属粉体可以满足对材料要求日益严苛的制造业需求,并且其产品附加值更高,无论是从国家发展战略来看,还是从企业提升竞争力与盈利能力来看,均具有较高开发价值,因此行业发展受到全球各国重视伴随金属粉末制备工艺的不断提升,金属粉末终端应用不断拓展以下游粉末冶金制品行业为例,伴随注射成型、3D打印等新型技术逐步落地,并且在企业成本及环保双重压力下,粉末冶金工艺优势不断显现,粉末冶金在航空航天、高端装备及医疗器械等终端应用领域市场广阔随着下游应用行业的快速发展以及金属粉末应用领域的不断拓展,金属粉末行业迎来了快速发展期传统的金属粉末以铁基粉末和铜基粉末为主,但随着粉末冶金工艺的升级和新能源、航空航天等领域需求的爆发,其他金属粉末近几年也快速发展,尤其是金属3D打印等技术的崛起带动了包括钛粉、铝粉、镍粉、钴粉、锡粉、铬粉在内的其他金属粉末百花齐放金属粉末100多年来主要被欧美日俄等发达国家的龙头企业垄断,中国企业普遍是2000年之后才开始在金属粉末领域布局和发力近几年中国金属粉末企业快速崛起,在多粉末多领域进行我国市场对高性能新材料的需求不断增长,纳米金属粉体凭借其优良综合性能,应用范围以及需求量还在不断扩大。
但与发达国家相比,我国纳米金属粉体行业高端生产力较为不足,较多企业以中低端产品生产为主,行业结构不合理,未来还有较大优化空间在海外市场中,纳米金属粉体主要生产商有日本昭荣化学、日本同和、日本福田、德国贺利氏、美国艾慕科技、美国NovaCentrix、、美国元素公司、加拿大CVMR等在多领域需求的共同推动下,我国金属粉末企业加速发展,一批专精创新细分行业龙头企业密集上市,如铂新材料、东木股份、粤安新材料、钱波新材料、亿通新材料、友研粉末材料、思锐新材料、铂力、中州特材等从营收来看,2021年,东木股份营收居首,为35.91亿元,研粉材料紧随其后,营业收入27.81亿元除粤安新材外其他企业营业收入均超过5亿元从归母净利润来看,2021年,钱波新材净利润最高,为2.38亿元,此外,铂新材和亿通新材净利润分别为1.2亿元和0.96亿元从毛利率来看,铂涛、钱波新材、粤安新材2021年毛利率排名前三,分别为48.2%、38.3%、37.4%从净利率来看,心悦新材和钱波新材的净利率都在20%以上,而亿通新材和铂新材的净利率都在15%以上预计全球市场规模将从2022年的95亿美元增至2032年的193亿美元,年均复合增长率(CAGR)为7.4%。
美国是金属粉末最大的消费国,其次是中国PMR预计2022年美国的市场规模将达到27亿美元,北美市场占比达30.9%各种技术进步和尖端制造技术的迅速采用将促进美国金属粉末需求快速增长由于对高精度、耐用性和高强度组件的需求,PMR预计3D打印将在医疗保健和国防部门经历高速增长中国是世界第二大经济体,同时是全球制造业大国,金属粉末在电子、汽车、航空航天、新能源、医疗等领域应用空间广阔,叠加产业升级和进口替代,中国的金属粉末市场规模有望进入加速扩张阶段金属粉末可以分为单一金属粉末和合金粉末单一金属粉末分为铁粉、铜粉、铝粉、镍粉、钛粉、铅粉、锡粉、钴粉、铬粉、银粉等,被广泛应用于粉末冶金结构零件、金刚石工具、磁性材料、摩擦材料电池等下游领域金属粉末在新能源、航空航天等新兴领域的驱动下,需求进入规模化加速增长时期,市场空间有望达到千亿以上规模,叠加中国持续推动高端制造和产业升级,国内的金属粉末企业步入加速成长阶段金属纳米材料是纳米材料的一个重要分支金属纳米粉体属零维纳米材料,其原子和电子结构不同于化学成分相同的金属粒子它具有不同于宏观物体和单个原子的磁、光、电、声、热、力及化学等方面奇异特性纳米金属粉体可采用直接雾化法、液相法、气相法、固相法、球磨法、等离子体气化法、等离子旋转电极法等工艺进行制备,生产的产品主要包括纳米铜粉、纳米铝粉、纳米镍粉、纳米银粉、纳米合金粉等。
五、 国产纳米材料高端化发展现阶段,纳米材料的应用领域非常广阔,伴随着经济高速发展,生物制药、国防建设、航空航天、新能源等领域研发创新能力不断增强,对结构材料需求日益旺盛而纳米材料具有质量轻、硬度强等优势,其市场渗透率将不断增长随着新材料在工业、电力、通讯及医疗等领域具有巨大的商业价值及战略意义,而作为应用频率较高的纳米材料,为了满足市场应用的迫切需求,其市场规模将会进一步提高,未来发展前景广阔同时,新材料行业是我国重点扶持和发展的战略性新兴产业,为了促进新材料的发展,国家各部门相继出台了一系列政策在技术层面,由于目前我国纳米材料发展水平与发达国家相比较低,为了防止国外企业垄断,以及获取更高利益,相关企业为抢占赛道,纷纷加大对纳米材料的研发投入力度,以提高自身的竞争优势在我国经济高速发展的过程下,纳米材料作为一种新材料,在发展的过程中起到非常重要的作用,结合国家战略需求,我国的纳米材料在能源、环境、资源、水处理等方面的应用出现了良好的开端近年来,随着新材料在工业、电力、通讯及医疗等领域具有巨大的商业价值及战略意义,而作为应用频率较高的纳米材料,为了满足市场应用的迫切需求,其市场规模将会进一步提高,未来发展前景广阔。
同时,新材料行业是我国重点扶持和发展的战略性新兴产业,为了促进新材料的发展,国家各部门相继出台了一系列政策,在《十四五扩大内需战略实施方案》中,提到围绕新一代信息技术、生物技术、新材料、新能源、高端装备、新能源汽车、绿色环保、海洋装备等关键领域,5G、集成电路、人工智能等产业链核心环节,推进国家战略性新兴产业集群发展工程,实施先进制造业集群发展专项行动,培育一批集群标杆,探索在集群中试点建设一批创新和公共服务综合体目前中国纳米材料产业参与者众多,市场较为分散,其中大部分是小规模企业,技术水平处于中低端,所生产的产品附加值较低,与其他发达国家相比仍有一定的差距,这也意味着我国纳米材料发展潜力大,未来发展空间大,因此,当纳米材料逐渐国产化,其需求量一定会呈现高速增长的状态,从而减少对纳米材料的进口相关企业为抢占赛道,纷纷加大对纳米材料的研发投入。
