2025年多孔炭材料行业竞争格局及技术发展趋势
来源:欧宝体育官方app免费下载 发布时间:2025-12-31 22:43:26
多孔炭材料是指具有不一样尺寸孔结构的炭材料,多孔炭孔径大小可变,根据孔径不同,多孔炭可分为微孔炭、中孔炭以及大孔炭三种,在类型上,多孔炭材料又分为活性炭、炭分子筛、活性炭纤维、多孔纳米碳、碳电极材料、多孔石墨烯、多孔炭黑等品种。
多孔炭按制造使用的主要原材料分为三类:煤质多孔炭、生物质多孔炭和其他类多孔炭,目前市场上主要的多孔炭类别是煤质多孔炭和生物质多孔炭。多孔炭按外观形状可分为粉状多孔炭、颗粒状多孔炭(包含柱状多孔炭、球状多孔炭)和其他形状多孔炭(如多孔炭纤维、多孔炭布、蜂窝状多孔炭、多孔炭纳米管等);
多孔炭广泛应用于 VOCs 治理、油气回收、饮用水处理、污水处理、化工、医药、食品、饮料、电极材料、环保设备等国民经济领域。近年来,随着新能源、新材料、节能环保等战略新兴领域的快速发展,新型多孔炭材料的应用得到了极大丰富和发展,尤其是炭分子筛、活性炭纤维、多孔纳米碳、碳电极材料、多孔石墨烯、多孔炭黑逐渐成为下游诸多细分领域中不可或缺的功能性新型材料。
活性炭。活性炭是通过物理、化学等方法对含炭有机原料(果壳、椰壳、木材、煤、树脂等)进行工艺处理,使其产生特殊的孔隙结构(此过程称为“活化”)。
炭分子筛。炭分子筛的主要成分为元素碳,外观为黑色柱状固体。因含有大量直径为 4 埃的微孔,该微孔对氧分子的瞬间亲和力较强,可用来分离空气中的氧气和氮气,工业上利用变压吸附装置(PSA)制取氮气。炭分子筛制氮量大、氮气回收率高,使用寿命长,适用于各种型号的变压吸附制氮机,是变压吸附制氮机的首选产品。
活性炭纤维。活性碳纤维是经过活化的含碳纤维,将某种含碳纤维(如酚醛基纤维、PAN 基纤维、黏胶基纤维、沥青基纤维等)经过高温活化(不同的活化方法活化温度不一样),使其表面产生纳米级的孔径,增加比表面积,从而改变其物化特性。具有比表面积大、孔径适中、分布均匀、吸附速度快、杂质少等优点。
多孔纳米碳。多孔纳米碳是指分散相尺度至少有一维小于 100nm 的碳材料。分散相既可以由碳原子组成,也可以由异种原子(非碳原子)组成,甚至可以是纳米孔。纳米碳材料主要包括三种类型:碳纳米管,碳纳米纤维,纳米碳球。
碳电极材料。碳电极材料有多种,主要包括超级电容炭、天然石墨、人造石墨、硬炭、软碳、硅炭复合材料等。具有高电化学容量、高电导率、高稳定性、高化学惰性等特点。
多孔石墨烯。多孔石墨烯是指在二维基面上具有纳米级孔隙的碳材料,是近年来石墨烯缺陷功能化的研究热点。多孔石墨烯不仅保留了石墨烯优良的性质,而且相比惰性的石墨烯表面,孔的存在促进了物质运输效率的提高,特别是原子级别的孔可以起到筛分不一样的尺寸的离子分子的作用。更重要的是,孔的引入还有效地打开了石墨烯的能带隙,促进了石墨烯在电子器件领域的应用。
多孔炭黑。炭黑是一种无定形碳,是一种轻、松而极细的黑色粉末,表面积非常大,范围从 10~3000m2/g,是含碳物质(煤、天然气、重油、燃料油等)在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。由天然气制成的称“气黑”,由油类制成的称“灯黑”,由乙炔制成的称“乙炔黑”。
为实现国家 2030 年“碳达峰”、2060 年“碳中和”的战略目标,有效降低大气中的挥发性有机物(VOCs)排放对实现减污降碳协同增效、促进生态环境质量持续改善有重要意义。室外 VOCs主要来自燃料燃烧和交通运输产生的工业废气、汽车尾气、光化学污染等。因此,控制燃油车、工业生产等领域的 VOCs 排放是大气治理以及减污降碳的重要环节。燃油车国内“国六”、欧盟“欧六”排放控制要求(ORVR)的推广大力推动燃油车产业内炭罐体积及活性炭的用量,市场空间广阔。公司高性能多孔炭材料主要为功能性活性炭为主,主要为木质活性炭,可以大范围的应用于移动源VOCs 油气治理与回收、农药工业、节能环保、化学工业、食品饮料、民用环保等领域,符合党中央和国务院会议精神,符合国家发展战略。
2023 年全球多孔炭材料市场规模约为 47.66 亿美元(约合人民币 312 亿元),预计 2030 年达到 66.22 亿美元(约人民币 431 亿元),2024-2030 年复合增长率(CAGR)为 4.9%。中国是全球最大多孔炭材料生产国,占全球产能的 45%;北美和欧洲分别占 16%和 12%。2023 年中国多孔炭市场规模约 80.26 亿元人民币,近年来稳步增长,预计到 2031 年可以达到达 105.35 亿元,2025-2031年复合增长率 CAGR 约 3.5%。
全球多孔炭材料产业的传统生产大国包括美国、日本以及荷兰等国家和地区,但随着各国原料受制约及生产成本的不断提高,多孔炭材料产业逐步向发展中国家转移。北美地区、日本和西欧等发达国家和地区的多孔炭材料生产逐步减少的同时,其国内市场需求仍稳步增长,而其国内生产的多孔炭材料满足不了各种需求,需大量进口来进行补充。
中国随着煤炭行业的去产能及煤炭企业的转型,再加上国家对环保支持力度越来越大,近年来多孔炭材料整体行业生产能力及市场规模不断扩大,竞争力也不断增强,目前中国的多孔炭材料产能已接近全球多孔炭材料总产能的一半左右。
在全球范围内,生物质多孔炭材料行业形成了以国内大厂与欧美企业为主导,众多中小企业共同参与的市场竞争格局。从多孔炭材料需求的地区分布来看,中国、美国、欧盟和日本是多孔炭材料的主要消费区域,中国是仅次于美国的全球第二大多孔炭材料消费国。近年来,随着发展中国家宏观经济不断发展,工业增长带来环境污染问题日益突出,因此各国对环境治理、环境保护的力度不断加强,从而带动该地区多孔炭材料消费的快速增长。
整体来看,当前全球多孔炭材料的主要产能已经由发达国家转移到以发展中国家,特别是中国和东南亚国家。上世纪 90 年代由于欧美发达国家的环境监管愈发严厉、人工成本的攀升、多孔炭材料生产赖以持续的资源匮乏,多孔炭材料传统生产大国美国、日本、荷兰等国家纷纷将能耗较高、附加值较低的中低端多孔炭材料产能向发展中国家转移,特别是煤炭资源丰富的中国及林业资源丰富的东南亚。与此同时,发达国家国内的多孔炭材料需求仍在稳步增加,因此仍然是全球多孔炭材料的主要需求方。
从我国多孔炭材料行业的生产企业分布情况来看,大多数集中于原材料资源丰富的地区,以多孔炭材料主要产品活性炭为例,基于具有较为丰富的森林资源,生物质活性炭领域的生产企业主要分布在福建、江西和浙江等省份,其市场占比达到约 72.6%;煤质活性炭领域的生产企业大多集中于山西、宁夏和新疆等煤炭资源较为丰富的省份,市场占比约为 81.2%,整体的市场集中度较高。
2021 年我国多孔炭材料行业的生产企业数量约为 4 万家以上,其中包括少数规模较大的企业,比如元力股份、鑫森炭业、竹溪活性炭和芝星炭业等,其他主要以小型规模企业为主,市场产量规模大多在万吨以下。
在我国多孔炭材料市场区域格局方面,其中华东地区的市场集中度最高,其次是华南和华中地区,东北地区、华北地区、西北地区和西南地区相对市场集中度较低。我国是世界最大的生物质多孔炭材料生产国,但从产业结构上看,我国大多数生物质多孔炭材料厂是年产几百吨到上千吨的小企业。虽然目前全国有二三百家生物质多孔炭材料企业,但年生产能力真正达到万吨规模的较少。除福建元力股份、鑫森炭业、芝星炭业等几家较大型的生物质多孔炭材料企业外,国内绝大部分生物质多孔炭材料企业的整体生产技术水平和研发实力均落后于欧美企业。
随着全球多孔炭材料市场消费量的持续增加,带动了市场供需格局的不断变化,与此同时对多孔炭材料产品的质量也提出了更高的要求,其中低档次多孔炭材料品种逐步被市场所淘汰,取而代之的是符合市场需求的产品,因此预测未来我国多孔炭材料行业的竞争格局将会日趋多元化,在其过程中以市场需求为导向,不断提高市场竞争能力。
近十几年来,虽然我国多孔炭材料工业逐步发展成为全球最大的多孔炭材料生产国,但是与发达国家相比,我国的多孔炭材料工业仍然存在很大差距,主要表现在:一方面企业规模小、生产工艺比较落后、生产设备自动化程度低、不利于大规模、连续化生产,造成较大的资源浪费和环境污染;另一方面多孔炭材料产品整体品质较低且专用性差,产品销售无序竞争严重,小企业为了生存相互之间恶性竞争,从而引起整个行业利润率下降,既影响了国内多孔炭材料工业的发展和市场的培育,也影响了与国外多孔炭材料厂商的竞争力。
面对着日益激烈的国际竞争环境,随着国内多孔炭材料消费市场的逐渐成熟,我国多孔炭材料工业必将进一步调整优化产业结构:一部分规模小、耗能大、污染严重的小型多孔炭材料生产企业必将被市场所淘汰,而行业内技术先进的优势企业必将通过联合、兼并、收购等方式进一步扩大生产规模和市场份额,增强自身竞争力,产业资源将向着规模较大、技术先进、产品结构优化并具有品牌优势和良好售后服务的产业龙头企业集中。
随着多孔炭材料行业产业结构的进一步优化,市场恢复正常竞争秩序,一批优势企业必将引导科研生产和贸易转型升级,通过科技创新和产品结构优化两方面推进工作,使多孔炭材料产业走济、环境、社会“三赢”的可持续发展之路,并逐步形成若干优势互补、内外结合、附加值高、创新能力强的多孔炭材料经济增长带和产业群。
在保持多孔炭材料贸易持续发展的前提下,我国多孔炭材料工业正朝着科技含量高、环境污染少、比较优势大、人力资源得到充分发挥的新型工业迈进。具备技术优势的多孔炭材料生产企业正积极加大技术研发投入,致力于生产工艺的改进,生产设备大型化、生产过程连续化,使资源得到最大限度地利用,最终实现生产流水线的自动化和清洁化,在降低生产成本和显著提高劳动生产率的同时提高产品质量的稳定性,使得各项经济技术指标达到国际先进水平。
在多孔炭材料下游市场需求方面,多孔炭材料的应用领域不断拓展、不断深化,尤其是在水处理、空气净化、汽车应用、溶剂与废气回收等领域发展迅速。就国内市场而言,随着我国人们生活水平的提高和环保意识的增强,食品、医药、水处理、空气净化等领域对多孔炭材料的需求将保持较快增长态势;另外,随着国家对大气污染物排放标准的不断提高,加油站、炼化企业和发电企业等污染源对多孔炭材料产品的需求也将日益增长。
与国外成熟市场相比,我国多孔炭材料需求市场正处于导入期向成长期过渡的时期,在此阶段,我国下游领域对多孔炭材料产品的需求迅速增加。就出口市场来看,发达国家的多孔炭材料需求在过去几年里一直保持稳步增长,传统需求领域(水处理、食品饮料、工业应用等)在未来几年仍将保持稳步增长的趋势;而同时,一些新兴应用领域,诸如医药、高能电池、复合催化剂、高密度能源物质贮存、高纯物质的分离精制等领域的需求不断增加。
D、全球多孔炭材料产业中心将进一步向中国转移,国内企业向高端多孔炭材料市场进军
首先,多孔炭材料产能向发展中国家转移,中国、印度和东南亚国家已成为主要的多孔炭材料供应国,但是全球高端多孔炭材料市场依然被可乐丽、英杰维特等日本、美国老牌企业主导。其次,随着我国推进供给侧改革,环保政策趋严,一批中小厂商退出竞争,我国多孔炭材料头部企业将获得更多产业资源,向高端多孔炭材料市场攀升。
最后,我国生物质多孔炭材料生产主要集中在福建、江西和浙江三省,其森林资源丰富,生物质多孔炭材料产量占全国比重超过 70%;山西、宁夏等煤炭资源丰富的省份,其煤质多孔炭材料产量占全国比重高达 80%以上。随着煤质多孔炭材料性价比下降,生物质多孔炭材料有望在环保领域替代煤质多孔炭材料,占据更多市场份额。
随着近年来新能源、新材料等战略新兴行业的加快速度进行发展,多孔炭材料凭借其发达的微孔结构、巨大的比表面积、优异的吸附活性、稳定的物理和化学特性,与新材料、新能源科技创新深度融合,衍生出大量创新型的复合型功能新材料,尤其是功能优异、定位中高端的多孔炭材料产品如硬炭、硅炭负极多孔炭、硬炭、电容活性炭等,可应用于新能源锂离子电池、钠离子电池、固态电池等新能源、新材料产品领域。
未来,随着新能源、新材料、节能环保等战略新兴领域的快速发展,多孔炭材料的应用将得到继续深化和发展,尤其是高端多孔炭材料越来越成为下游诸多细致划分领域中不可或缺的功能性新型材料。
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