(报告出品方/作者:华宝证券,白云飞)
2019 年,中国、美国和欧盟能源活动碳排放量分别为 98.3 亿吨、49.6 亿吨、33.3 亿 吨,占全球比例分别为 28.8%/14.5%/9.7%。对于中国的碳排放结构来看,能源活动碳排放 占比高达 85.5%,主要为发电、钢铁、建材和交通行业;工业过程占比为 15.4%,主要为水 泥石灰和钢铁化工;农业及其他行业占比-0.8%,基本实现碳平衡。
建筑建材行业能耗及碳排放高,总量仍居高位。尽管“十三五”期间在国家政策的调控背景之下 能耗与碳排放同比增长率有所回落,但总量依然较大,且从能耗及碳排放占全国总量变化趋 势中可以看到碳排放占比近几年下降趋势逐渐不明显,而能耗比重自 2010 年以后呈上升趋势。
建材行业偏加工制造行业,碳排放主要分为三个阶段:过程排放(原料分解)、燃料排放 (化石能源)和间接排放(电力为主):
过程排放:原材料发生化学反应的过程中会产生一定的二氧化碳,其中水泥及玻纤的生 产过程中碳酸钙分解产生的二氧化碳较多,排放占比达到 60%左右,降低单位碳排放长期而 言需要应用碳捕捉技术。
燃料排放:部分子行业需要消耗大量的燃料去维持生产过程中所需要的温度条件,如玻 璃、瓷砖、玻纤,燃料燃烧过程中会释放一定的二氧化碳。
间接排放:主要是通过电力等能源消耗导致的碳排放,建材行业中间接排放占比较低, 可以通过使用清洁能源、余热回收、环保技改等方式实现碳减排。
提前达峰成行业倡议,行业升级成必然趋势。据中国建筑节能协会预测,基准情景下建 筑碳达峰时间为 2040 年,2060 年排放 15 亿吨二氧化碳,这将严重制约全国碳达峰和碳中 和目标的实现,而在脱碳情景下十四五末便可实现建筑碳达峰,使得 2060 年碳排放 4.2 亿 吨,比基准情景下降 72%。2021 年 1 月 16 日,中国建筑材料联合会对行业碳达峰、碳中和 行动提出倡议:我国建筑材料行业要在 2025 年前全面实现碳达峰,水泥等行业要在 2023 年 前率先实现碳达峰,并配套六方面举措,行业提前达峰的各项具体指导规划开始出台,行业 升级成为建筑建材领域未来发展的必然趋势,建材行业将面临着选择有效的减排路径和选择 低排放可替代原料的要求。
在对碳中和相关逻辑梳理基础上,建材行业需要在结构调整、工艺技术改进及替代能源 等方面作出改变,才能开启绿色发展的新格局,我们认为建筑建材子行业有如下受益路径:
1)建材生产端首先关注碳排放占比最大的水泥子行业,主导企业的减碳环保举措率先启 动,在未来有望获得更强开工优势;智能环保产线的升级需求也会促使相关企业充分受益。
2)建材消费端的玻纤和玻璃板块将分别受益于光伏、风电和新能源车轻量化大发展,为 相关企业带来广阔下游市场空间;光伏发电作为能源结构改革和能源替代的重要方向,2022 年随着硅料价格回落、光伏装机需求向好,对光伏玻璃量价形成支撑,长期看光伏终端需求 持续成长确定性高,叠加双玻渗透率提高,光伏玻璃将充分受益。
3)碳中和目标下发展低碳环保的绿色建筑乃大势所趋,对材料、人工和能源的使用效率提高将助力绿色建筑、装配式建筑 进一步增加渗透率,对混凝土等高碳排放建材的替代需求将推动钢结构的市场空间扩张。
4)耐火材料行业作为钢铁、水泥、玻璃的上游企业,碳中和背景下,耐材产品对于下游 高耗能、高排放企业的节能减排方面将发挥重要作用,碳中和下随着国家政策支持,行业整 合也将加速,行业内相关公司将受益。
水泥行业的碳排放主要来源于水泥熟料的生产过程,这一过程中作为原料的石灰石、黏 土和其他杂质会先被研磨成粉末,之后送入锅炉中高温煅烧,而原料当中的大量碳元素会在 整个熟料生产过程中与氧结合,释放出二氧化碳。从炉温加热到炉内煅烧,水泥熟料生产过 程导致的碳排放占据了整个水泥行业排放量的 90%以上。(报告来源:未来智库)
水泥生产碳排量大,是实现碳达峰的关键产业。因此水泥工业是碳排放的主要组 成部分,也是建筑材料工业实现碳达峰的关键产业。
水泥释放 CO2 的主要来源为非电能耗、电耗及石灰石化学反应等,经我们测算,行业 单吨水泥熟料的 CO2 释放量平均为 0.9 吨左右,结合国家市场监督管理总局及中国国家标 准化管理委员会制定标准,单位水泥熟料生产非电能耗折算成煤耗为 109kgce/t,单吨标煤充 分燃烧释放 2.49 吨 CO2,因此测算出单吨水泥熟料对应的非电能耗 CO2 放量为 0.3 吨。水泥熟料综合电耗为 90kwh/t,单度电释放 CO2 为 0.55kg/kwh,而火力发电占比在 70% 左右,因此测算出单吨水泥熟料对应的电耗 CO2 释放量为 0.03 吨。
结合华新水泥等企业披露情况,石灰石、煤耗、电耗对应的 CO2 释放比例分别为 63%、 30%、7%,因此测算单吨水泥熟料对应的石灰石 CO2 释放量为 0.6 吨。由此,测算出水泥 行业 60%以上的碳排放来自于石灰石,而石灰石碳排放相对固定,且原材料替代物较少,短 期碳排放压缩空间有限,更多依赖于水泥企业自身通过提高能源利用效率、使用清洁能源等 方式实现减排。中期来看,水泥行业或优先被纳入碳排放权市场交易,倒逼排放成本较高的 企业压缩产量,或政策限制新增产能更为严格。长期来看,随着技术的不断进步及推广,碳 捕捉技术或能有效降低石灰石的碳排放量。
短期降碳路径:加大环保技术改造、提高能源利用效率等 近年来在环保政策加码的情况下,部分企业纷纷通过推广余热发电、使用清洁能源和替 代燃料、加快技术革新、提高生产线运行效率等方式来实行碳减排治理。
加快推进节能技术改造:在节能减排推进方面,可以通过分解炉技改、篦冷机改造、辊 压机改造等多种节能技术来降低生产线能耗。以海螺水泥为例,截至 2019 年底,公司累计 完成 24 条熟料生产线分解炉扩容技改,改造后平均熟料标准煤耗下降 5 千克。
余热发电技术:水泥窑纯低温余热发电技术可以将熟料生产过程中产生的热能转换成电 能,从而实现资源的循环利用,即节约电力能源、减少碳排放,并且能够降低企业生产成本。
水泥熟料替代:在熟料的替代产品上,可使用矿粉、煤粉灰、矿渣和煤矸石等工业废渣 来降低熟料消耗,实现碳减排的同时,还可有效消纳工业废弃物,极大地降低资源消耗。
清洁能源或其他燃料替代:相比于传统煤炭发电,风力及太阳能发电技术正在逐步替代 煤炭能源。另外,可使用成本较低的工业级城市固体垃圾作为替代燃料,推广窑炉协同处置 生活垃圾,提高燃料替代率。
近年来公司通过技改等方式提高生产效率、 降低单位煤耗和电耗,吨熟料二氧化碳排放浓度从 2017 年的 0.855 吨下降至 2019 年的 0.8404 吨,累计降幅为 1.71%。(报告来源:未来智库)
中期降碳路径:行业或开启第二轮供给侧改革
中期来看,在单位水泥熟料碳排放量大幅下降空间有限的情况下,限制水泥产量或接力 降低水泥行业的碳排放总量。2016 年以来水泥行业实施了第一轮供给侧改革,主要通过减量 置换、错峰生产等措施实现;2021 年以来的碳中和背景下,水泥行业或将迎来第二轮供给侧改革,一方面,限制新增产能或减量置换政策更为严格,错峰生产更为常态化,当前已有部 分区域制定了更为严格的产能新建政策。
全国碳市场运营已满一年,拥有良好碳排放数据基础的水泥、电解铝行业将可能在未来 2 年优先纳入全国碳交易市场。在碳减排的大趋势下,对各水泥熟料企业碳减排的分配额度将 逐步收紧,这将使得各水泥熟料企业进行设备技术改造等,否则需要从其他企业购买碳排放 指标,两者均将在一定程度上增加企业的经营成本。
近几年中大型企业依靠自身的规模、技术和资金等方面的优势已在碳减排方面优于行业 平均水平,而对于行业中碳排放成本较高的中小企业来说,未来碳减排成本的上升或倒逼部 分企业逐步退出,从而降低水泥产量及碳排放量。
政策约束保持高压,行业集中度提升趋势明显。水泥生产方面的政策约束步步趋严,自 2015 年工信部颁布水泥熟料错峰生产政策以来,各项错峰生产、压减产能政策陆续出台,“十 三五”期间我国水泥行业技术水平进步巨大,产能增量被有效控制,行业集中度 CR10 提升 到 55%以上。预计“十四五”期间政府将继续保持对水泥行业的限产限增措施,巩固已取得 的成果。淘汰落后无效产能,关小上大产线等政策 激励将贯穿未来水泥行业发展始终,继续 加速行业出清,对头部企业扩大市占率带来利好,增强水泥生产企业话语权。
未来我国碳交易市场运行逐步完善后,配额的拍卖比例和碳均价必将逐渐攀升至国际平 均水平,则头部水泥企业凭借更先进的生产体系、更灵活的企业内部统筹规划和更低的碳排 放水平,能充分利用这一机遇打破地域壁垒、扩大市场占有率。规模优势凸显,大集团会更 加积极参与碳资产管理,提高市场竞合力,马太效应下行业集中度迎来迅速提升。
长期降碳路径:依赖于碳捕捉技术大规模推广
水泥行业碳排放主要来源为石灰石(碳酸钙)高温煅烧成熟料并释放二氧化碳,但这一 过程碳排放量相对固定,较难通过技术改造等方式实行碳减排。但考虑到碳中和并非完 全禁 止任何温室气体排放,只需要向空气中排放的二氧化碳和从空气中吸收的二氧化碳实现动态 平衡即可,因此未来可通过发展碳捕捉技术来对冲无法脱碳的工业过程。
碳捕捉(Carbon Capture and Storage—CCS)就是捕捉释放到大气中的二氧化碳,通 过一系列技术对 CO2 进行提纯、分离、压缩之后,压回到枯竭的油田和天然气领域或者其 他安全的地下场所。相比于直接排放,CCS 可以极大地提高对 CO2 的封存效率,一般认为 其效率可以达到 99%,且持续 1000 年以上。因此 CCS 技术应用前景广阔,是目前经济型 和可行性俱佳的方案之一。
碳捕获:CO2 的捕获,指将 CO2 从化石燃料燃烧产生的烟气中分离出来,并将其压缩 的过程,碳捕获的主要目标是化石燃料电厂、钢铁厂、水泥厂、炼油厂、合成氨厂等 CO2 的 集中排放源。目前针对化石燃料电厂的捕获分离系统主要有三种,即燃烧后捕获系统、燃烧 前捕获系统和氧化燃料捕获系统。
碳运输:CO2 的运输,指将分离并压缩后的 CO2 通过管道或运输工具运至存储地。第 一条长距离的 CO2 输送管道于 20 世纪 70 年代初投入运行。
2008 年 7 月 16 日,我国首个燃煤电厂二氧化碳捕集示范工程——华能北京热电厂二氧 化碳捕集示范工程正式建成投产,二氧化碳回收率大于 85%,年可回收二氧化碳为 3000 吨, 标志着二氧化碳气体减排技术首次在我国燃煤发电领域得到应用。另外,2018 年 10 月, 海螺水泥与大连理工大学采用产学研合作模式投资建设的白马山水泥厂 5 万吨级二氧化碳捕 捉收集纯化示范项目建成投产,可同时生产 99.9%工业级纯度和 99.9%食品级纯度的二氧化 碳产品,每年可生产 3 万吨食品级和 2 万吨工业级二氧化碳,广泛应用于碳酸饮料添加、食 品蔬菜保鲜、干冰生产原料等领域。
目前 CCS 技术应用还难以大规模应用,一方面在于技术水平仍有待提升,我国 CCS 试 验示范还处于起步阶段,缺乏大规模、全流程示范经验;另一方面,CCS 示范工程投资额都 在数亿元规模,并且在现有技术下,引入碳捕捉后每吨二氧化碳将额外增加 140~600 元的运 行成本,如华能集团上海石洞口捕捉示范项目的发电成本从每千瓦时约 0.26 元上升至 0.5 元 左右。
长期来看,碳捕捉技术是原材料碳排放占比较大的水泥行业实现碳减排的核心环节,随 着技术的不断进步及成本下降,碳捕捉技术有望帮助水泥行业实现碳中和目标。
近十年来玻璃行业单位重箱碳排放下降约 30%。玻璃行业是典型的高能耗、高排放行业, 生产过程中需要消耗大量的原材料和能源,是 CO2 产生的重要来源。玻璃生产过程中的碳排 放主要来自三个方面,1)消耗电力和热力引起的间接排放;2)生产过程中的排放;3)化石 燃料燃烧带来的排放。中科院曾于 2017 年对我国平板玻璃行业碳排放量进行测算,从 2005 年至 2014 年,我 国玻璃行业碳排放总量从 2626.9 万吨增长至 4620.5 万吨;从单位重箱碳排放的角度看,从 2005 年的 71.8kg 下降至 2014 年的 58.3kg。从排放结构来看,化石燃料的燃烧是 CO2 排 放的最主要来源,占到行业排放的 60%以上,生产过程排放占 20%左右,间接排放维持在 12%-15%左右。(报告来源:未来智库)
从单位重箱的角度来看,碳排放则保持下降趋势。单箱碳排放的下降主要由于浮法生产技术带来的生产水平提高、生产规模扩 大以及燃料体系的升级等所致。浮法工艺比例由 2005 年的 79%提升至 2014 年的 90%左右, 浮法技术的推广使得更大的熔窑得以应用,每重量箱熔化标准煤耗比普通玻璃低 10%左右。
未来玻璃新增产能限制或更为严格
在产量方面,由于玻璃窑炉停产成本较高,较难像水泥行业一样实行常态化错峰生产, 未来或更多在新增产能方面实施限制。玻璃工业属于高耗能产业,消耗大量的资源,在玻璃 生产过程中,熔化、成形、退火等会产生废水、废气对环境造成污染。2013 年起,国家就开 始严控行业新增产能,新建产线必须通过产能置换的方式,且政策日趋收紧。考虑到未来玻 璃行业也将纳入碳排放权交易,市场机制将倒逼排放成本较高的中小企业退出,政策端也将 维持对玻璃新建产能的偏紧态度。
未来单位碳排放仍具备下降空间
玻璃行业实现节能减排的路径一是来自技术进步降低单位能耗,而提升窑炉规模是有效 降低能耗的重要方法。大窑炉炉体表面积及表面散热不呈线性比例增加;孔口溢流损失相差 不大;烟气排放带走的热量也不随熔化面积增加呈线性比例增加。
因此,大型熔窑在节能、保温等方面优于中、小型熔窑,熔化单位质量的配合料所需燃 料少能耗低,且玻璃熔窑大型化后还能大幅提升劳动生产率,减少单位产能的建设投资。
因此,预计未来 中小规模落后产能的不断淘汰将是减少碳排放的主要方式之一。
除了提升窑炉规模外,纯氧助燃、燃烧、余热利用、烟气脱硝等节能减排技术的推广应 用也是降低能耗的重要手段。
节能减排的路径二是使用更加清洁的能源。目前我国玻璃行业使用的主要化石燃料包括 重油、天然气、石油焦、煤气和煤焦油等,但是仍以煤制气、重油、石油焦为主,碳排放量 较大,未来随着天然气渗透率的提升,碳排放有进一步下降空间。
根据玻璃信息网相关测算,通过使用天然气替代这些化石燃料,单位重箱可以分别实现 碳减排 23%、26%、48%,但在成本上也分别增加 14%、17%、24%(考虑改线成本更高)。随着未来环保政策不断收紧,北方天然气应用比例或 逐步上升,也将收窄南北方的生产成本差距。
整体来看,未来使用清洁能源及压缩玻璃产量是玻璃行业实现降低二氧化碳排放的主要 方式。一方面,环保政策趋严,采用清洁能源,加装环保处理设备进一步推高企业减排成本, 龙头企业资金、成本优势显现,落后产能陆续被清出,行业集中度有望进一步提升。另一方 面,龙头企业具备技术优势,在窑炉大型化、配合料配方、富氧燃烧、余热利用、烟气脱硝 等关键节能技术上具备优势,通过精细化管理,进一步降低能耗,提升产品品质。
碳中和下光伏玻璃高成长可期,节能玻璃空间广阔
“碳中和”、“碳达峰”目标在限制平板玻璃等传统行业新增产能、亦给建材行业发展带 来更多机遇,一方面,国内发展低碳环保的绿色建筑乃大势所趋,Low-E 等节能建筑玻璃应 用空间广阔,未来渗透率有望逐步提升;另一方面,光伏发电作为能源结构改革和能源替代 的重要方向,2022 年随着硅料价格回落、光伏装机需求向好,对光伏玻璃量价形成支撑,长 期看光伏终端需求持续成长确定性提升,叠加双玻组件渗透率提高,光伏玻璃将充分受益。
光伏玻璃价格自一季度以来回落,近期略有回升。2021 年一季度以来光伏玻璃价格显著 回落,3.2mm 玻璃价格一度跌至 22 元/平米;尽管 9 月以来价格有所反弹,但仍处低位。光 伏玻璃价格下跌主要因上游硅料价格大幅上涨抑制组件厂开工率、装机节奏明显放缓,同时 光伏玻璃产能快速释放,导致二三季度行业供需处于偏宽松状态。
随着硅料组件价格下行,2022 年光伏装机需求向好,对光伏玻璃量价形成支撑。考虑 2021 年四季度以来主要新建硅料产能逐步释放,上游原材料高价格对光伏装机需求的压制因 素逐步缓解,预计光伏装机需求向好。
中长期看,“碳中和”下光伏终端需求成长更具确定性,叠加双玻组件渗透率提升,光伏 玻璃亦将充分受益。碳中和”大背景下,光伏发电作为能源结构改革和能源替代的重要方向, 光伏终端需求持续成长确定性进一步提升。同时,性能更加优越的双玻组件逐步替代单玻光 伏组件,亦将带动光伏玻璃需求持续增长。
节能建筑玻璃:门窗耗能不容小觑,“碳中和”或加速推广
国内建筑能耗水平高,Low-E 玻璃使用率低。我国建筑能耗约占全国总能耗三分之一以 上,建筑单位能耗水平约为欧洲 4 倍、美国 3 倍。节能建筑玻璃是以玻璃原片为基材,采用 物理方法、化学方法及其组合对玻璃进行再加工,制成具有新的结构、功能或形态和高附加 值的玻璃制品,具有美观、安全、节能等优点,主要应用于建筑门窗、玻璃幕墙等领域,可 以有效降低建筑物能耗;根据制成工艺主要分为镀膜玻璃、中空玻璃、夹层玻璃等,镀膜玻 璃中应用最广泛的为 Low-E 玻璃。(报告来源:未来智库)
玻璃纤维是以叶腊石、高岭土、石灰石等矿石原料,经过粉磨、高温熔化、拉丝、后加 工等工序制成,通过形成玻纤制品及玻纤复合材料应用于下游产业。从玻纤原料到成品之间 的生产过程很长,从池窑拉丝生产技术的角度,就涉及到玻璃配方、玻璃原料、配合 料制备、 玻璃熔制、纤维成型五个方面;进入工人作业区后,玻璃液通过漏板本身的冷却控制,不能 有飞丝、乱丝,玻璃丝经过石墨轴涂敷浸润剂;变成玻璃纤维后,拉丝机的转速要刚好配合 到拉丝的粗细和浸润剂涂敷的多少,再进入隧道烘箱烘干,变成成品。
根据中国巨石和山东玻纤的成本构成,原材料成本占比在 30%~40%左右,电力及天然 气的成本占比在 20%左右,剩下的是人工及制造等费用,因此玻纤行业碳排放的主要来源为 原材料及能源消耗。
考虑到原材料分解的单位碳排放相对固定,长期可通过碳捕捉的方式实现降碳,中短期 更多依赖于淘汰落后产能、提高能源利用效率、环保技改等方式实现。近年来玻纤生产企业 通过改进原料配方、提升熔化效率、提高综合成品率等措施,不断降低产品综合能耗。
纯氧燃烧:玻纤生产过程中,需要均化后的原料在池窑中充分燃烧,池窑越大,燃烧难 度越高。为了提高燃烧效率,中国巨石首创纯氧燃烧法,每吨纱的综合消耗折合标煤为 0.34 吨,最新九江生产线为 0.28/0.29 吨,远低于行业水平的 0.55 吨。
淘汰落后产能:行业内还存在着坩埚法中碱纱等落后产能,由于 2019 年以来无碱纱价格 的下跌,价格较中碱纱差异缩小以及环保成本的增加,部分坩埚法产能陆续退出市场。
技术改造:近年来市场在高熔化率大型池窑生产线设计、玻璃原料检测分析及配方开发、 浸润剂改性与回收、大漏板开发与减少铂金损耗、物流自动化与智能化、余热利用等方面进 行技术创新与集成。以泰山玻纤 8 万吨池窑拉丝生产线为例,借助最新技术,单位产品能耗 平均降低 35%,生产人员由 1000 人降到 413 人。
即:池窑粗纱产品综合能耗降低至 0.35 吨标煤/吨纱,池窑细纱产 品综合能耗降低至 0.5 吨标煤/吨纱,坩埚纱产品综合能耗降低至 0.3 吨标煤/吨纱,无碱球及 中碱球产品综合能耗分别降低至 0.3 吨标煤/吨球和 0.2 吨标煤/吨球,整体单位碳排放水平 预计在“十四五”期间下降 15%左右。
新能源发展促进玻纤需求总量增长
玻纤下游应用广泛,清洁能源供需两端提供广阔市场空间。玻璃纤维是一种性能优异的 无机非金属材料,具有质轻、高强度、耐高温、耐腐蚀、隔热、吸音、电绝缘性能好等优点, 被广泛用于建筑、电子电器、交通运输、风电等领域,是国家重点鼓励发展的新材料之一。碳中和背景下,清洁能源供给和应用两端的大发展将为玻纤行业带来广阔的下游市场需求。在风电行业,风电叶片是风电产业链中必不可少的材料之一,而叶片首选纤维复合材料,主 要包括玻璃纤维(少部分碳纤维)。(报告来源:未来智库)
考虑到我国提出“30~60”碳排放目标,我们认为非化石能源消纳占比达到 20%的目标 有望提前至 2025 年实现,基于这一假设,我们测算“十四五”期间年均新增装机中枢有望达 到 36GW。
根据国家统计局的数据,截至 2019 年,我国风电装机容量已达到 236.32GW,占全球 比例达到 36.33%,当年新增风电装机 26.79GW。考虑到 1GW 风电叶片约需要 1 万吨玻 纤用量,随着风机机型容量越来越大,风机叶片朝着大型化趋势发展,每兆瓦风电叶片所需 玻纤用量增加,因此我们预计未来风电带动玻纤需求年均增长 36 万吨以上。风电机组玻纤 渗透率逐步提升,风电大发展推动玻纤需求稳定增加。
从清洁能源供给端来看,风电需求在 “十四五”规划得到明确:要保证年均新增装机 5000 万千瓦以上。2025 年后,中国风电 年均新增装机容量应不低于 6000 万千瓦,到 2030 年至少达到 8 亿千瓦,到 2060 年至 少达到 30 亿千瓦。这意味着未来每年风电领域的玻纤消费量至少为 48 万吨。风电发电效 率的提升必然要求叶片 面积大型化,只有增大风电机组的叶片尺寸增加机组扫风面积才能实 现低风速高发 电效率,提高风电机组功率。大型化的风机叶片只有玻纤复合材料和碳纤维复 合材 料能够满足强度和重量要求,而玻纤价格远低于碳纤维,意味着风电机组仍将以玻 纤 复合材料的使用为主,长期来看风电装机量仍然可观,对于玻纤的需求将会稳定增长。
汽车轻量化不可缺少玻纤复合材料,行业持续受益新能源汽车发展。从清洁能源需求端 来看,汽车轻量化是行业的竞争点和未来技术成长的方向。燃油轿车每减重 100kg,将平均 节油 0.36-0.55L/100km,在全寿命周期里程下,可节省燃油 720-2578L。对于新能源汽车, 其三电系统会导致整车相比同型燃油轿车增加 200-300kg 重量,因此其轻量化系数会比传统 燃油车高 1.5-4 倍,相应的车身每减重 10%可提升续航里程 5%-6%,国家明确到 2025/2030/2035 年纯电动乘用车整车 轻量化系数须降低 15%/25%/35%。目前我国汽车配 件上的塑料复合材料(以玻纤增 强塑料为主)的应用占比仅为 8%,而海外国家的平均水平 已经达到了 16%,最多甚至超过了 20%。玻纤复合材料作为汽车实现轻量化的重要原材料, 有着强度高、质量轻的特点,且在汽车制造过程中模具用量远小于金属材料,汽车单车玻纤 的应用比例必将越来越高,玻纤行业将持续受益于汽车轻量化的不断推进。
绿色建筑深入推广,绿色建材支撑玻纤消费提高绿色建筑离不开绿色建材,包括建筑的保温绝热、 新型墙体、建 材防水和建材装饰等,玻纤复合材料在这四大绿色建材领域都已崭露 头角,比如 80%玻纤 增强 GRPU 节能窗,A 级防火玻纤增强内墙饰面板,坚固轻量 SMC 屋顶瓦等等,因此绿 色建筑的发展也将带动玻纤覆盖面积的提升。住建部提出 在 2025 年之前我国装配式建筑将 占新建建筑面积比例达 30%,玻纤作为主要的节能环保建材,未来在房地产业的普及率和消 费量将会越来越高。
膏板行业:对建筑物实现节能减排起到良好效果
石膏板是将生石膏和护面纸为主要原料,掺加适量纤维、调凝剂、粘结剂、发泡剂和水 等按一定的比例,经煅烧、混合、成型、凝固、切断、干燥、切边等工艺制程的轻质建筑板 材。
原材料成本中 80%来自于护面纸,剩下 主要是工业副产脱硫石膏;而燃料动力主要包括煤炭能源。考虑到纸面石膏板的生产技术是 基于建筑石膏水化机理,生产过程中并不会释放二氧化碳,从而石膏板的降碳之路 主要通过 燃料动力层面的节能减排。建筑陶瓷墙地砖生产时在原料利用水煤气喷雾干燥和窑炉烧成时消耗大量能量,并产生 碳排放。(报告来源:未来智库)
石膏板的能耗阶段主要是烘干阶段,采用燃料直接燃烧产生的热气或热风对纸面石膏板 进行烘干,烘干设备上由最初的蒸汽烘干发展到导热油烘干、热风烘干,燃烧效率不断提升, 采用热风直接烘干比采用蒸汽烘干节约 40%以上的能耗,比采用导热油烘干节约能耗 30% 左右。
另外,政策端也在不断推动行业供给侧改革,有利于淘汰落后产能,从而提升行业整体 的能源利用效率。2019 年国家发展和改革委员会发布《产业结构调整指导目录(2019 年本)》 (自 2020 年 1 月 1 日起施行),鼓励“适用于装配式建筑的部品化建材产品;低成 本相变 储能墙体材料及墙体部件;功能型装饰装修材料及制品”;除西藏除外,仍然限制“3000 万 平方米/年(不含)以下的纸面石膏板生产线”;仍然淘汰“1000 万平方米/年(不含)以下的 纸面石膏板生产线”。
近年来随着各个领域的技术水平提高,在纸面石膏板制造过程中的能耗也明显降低,目 前石膏板的单位能耗水平只是水泥单位能耗的 10%~20%左右。
自 2018 年起,以国家住建部发布《装配式建筑评价标准》为标志,政策扶持的着力点 沿装配式产业链向装配化装修延伸,考虑到装配化装修面积仅占 4.18 亿平米新开工装配式 建筑面积的 10.8%,渗透率仍有巨大提升空间。装配式隔墙材料主要包括石膏板、硅酸钙板、 竹木纤维板、木工板等板材,可以替代传统的水泥隔墙,不仅方便维修、延长建筑寿命,同 时也可以降低水泥行业的需求及碳排放量。
根据自然资源保护协会(NRDC),除建筑施工阶段产生极少量碳排放外,大多碳排放来 自建筑材料生产(28%)和建筑运行阶段(21%)。目前我国既有建筑,尤其是楼龄超过 20 年 的建筑,普遍存在供能浪费、单位能耗高、系统运行效率低、集成化程度低等问题,无法实 现优化运行与舒适度的保障。
因此,未来对建筑物实行节能减排也成为实现碳减排的主要方式之一,其中增强围护结 构的保温隔热性能成为节能减排的基础要求,相比研发新型的建筑设计模式、研发更高效的 供热系统、进一步提升能源使用效率、实现建筑的能源储存和共享等等方式,给建筑围护结 构甚至屋面加装一层保温绝热材料以降低能耗是目前成本最低、操作最简单、效果最立竿见 影的方法。
而纸面石膏板复合内隔墙是所有轻质墙体材料中自重最轻的墙体,不仅可以适当减少基 础配筋、降低结构造价,而且可以减少建筑构件的截面,大大改善地震力等极端受力情况下 对建筑物的影响。整体而言,纸面石膏板隔墙构造具备良好的保温、隔声、吸声及防 火性能。因此,石膏板良好的保温等性能能够帮助降低建筑物的运行周期中对其他能源的消耗,从而 间接起到碳减排的效果。
防水行业:减排政策可倒逼非标产品逐步退出
提高防水系统寿命,减少防水材料使用量:建筑物的使用寿命一般在 50 年以上,而过 去由于防水行业竞争混乱,非标产品占比达到 70%左右,防水材料寿命一般只有 5 年左右, 与建筑寿命不太匹配,这便需要防水系统进行多次返修。随着防水材料协会逐步提高防水材 料的使用寿命,意味着返修次数的减少,从而达到节能减排的效果。
煤改气、煤改电替代传统煤炭能源:东方雨虹下属子公司滁州天鼎丰响应国家环保号召, 将水煤浆锅炉淘汰,耗费一千多万资金,重新修建两座天然气导热油炉和一座天然气蒸汽锅 炉,二氧化硫、颗粒物排放各减少约 2t/a。
环保设施改进:东方雨虹芜湖工厂持续高标准进行环保设施改进,2019 年投入 60 万元, 对车间配料系统、卸料口废气无组织排放收集改造,减少了废气的无组织排放;对锅炉低氮 改造,实现锅炉废气低氮燃烧,降低氮氧化物的排放。
环保政策趋严,有利于瓷砖行业绿色发展。近年来,国家对瓷砖行业的重视程度逐渐增加,对《陶瓷工业污染物排放标准》和 《建 筑卫生陶瓷单位产品能源消耗限额》两个行业标准进行反复修订并淘汰未达标产业。此外,建筑卫生陶瓷工业的电力消耗可间接折算约合 1444 万 吨二氧化碳当量。(报告来源:未来智库)
瓷砖作为传统高耗能、高污染行业,原料的分解为主要来源。自 2011 年工信部发布《建 材工业“十二五”发展规划》,要求建筑卫生陶瓷企业积极推进薄型化和减量化工艺及制,从 而降低单位面积瓷砖的原料用量,一般陶瓷砖减薄 10%,每年能节约能源 500 万吨标准煤, 减少原料用量 2000 万吨以上,减少二氧化碳排放量约 1300 万吨。
碳达峰、碳中和目标对瓷砖行业提出了更高的节能环保要求。《建筑陶瓷、卫生洁具行业 “十四五”发展指导意见》预计于 2021 年上半年完成编写并正式发布,专家研讨会上提出不 能政策一刀切,生产技术清洁改造和煤改气同时进行,兼顾淘汰落后产能,改造成本的压力 进一步淘汰小企业,大企业改造后生产更清洁的基础上成本反而降低,能增加行业集中度, 预计瓷砖行业转型升级、绿色发展的进程加速。
装配式建筑减排环保,行业发展持续向好
装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行,在工厂加工制 作好建筑用构件和配件(如楼板、墙板、楼梯、阳台等),运输到建筑施工现场,通过可靠的 连接方式在现场装配安装而成的建筑。装配式建筑主要包括预制装 配式混凝土结构、钢结构、 现代木结构建筑等,因为采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化 应用,是现代工业化生产方式的代表。采用装配 式建筑,可以提高生产效率,节能环保,符 合绿色建筑的要求。我国自 2015 年开始大力推进装配式建筑的发展,随着政策驱动和市场内 生动力的增强,装配式建筑相关产业发展迅速。
资料来源:华宝证券研究创新部 截至 2020 年,全国共创建国家级装配式建筑产业基地 328 个,省级产业基地 908 个。
装配式建筑的建造方式在节能、节材、节水和减排方面的成效已在实际项目中得到证明。同时,装配式建筑可以有效 降低建造过程中造成的大气污染和建筑垃圾排放,最大程度减少扬尘和噪声等环境污染。
装配式建筑主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等。混凝土装配 式建筑(PC 装配式建筑)是指以工厂化生产的钢筋混凝土预制构件为主,通过现场装配的方 式设计建造的混凝土结构类房屋建筑;钢结构装配式建筑则指的是建筑的结构系统由钢(构) 件构成的装配式建筑。
钢结构装配式建筑长期效益佳虽。然目前预制装配式混凝土结构的研究和应用取得了一 定的进展,但是混凝土结构 在发展装配式建筑时仍存在一些缺点。首先,在关键技术的处理 上,混凝土装配式建筑的建造仍然需要大量的湿作业以保证结构的整体性,在应用中还存在 关键技术不完备、不系统等问题;其次,混凝土结构资源消耗较多,违背我国重点关注的低 碳、绿色建筑理念;最后,混凝土结构不可循环使用,在拆卸后最终仍会变成建筑垃圾。但 由于混凝土装配式的建造成本略低于钢结构装配式,目前我国装配式建筑中 PC 装配式建筑 仍占比较大。
装配式钢结构建筑没有现场现浇节点,安装速度更快,施工质量更容易得到保证;钢结 构是延性材料,具有更好的抗震性能;钢结构自重更轻,仅为混凝土的 50-60%,基础造价更 低,具有更好的经济性;钢结构是可回收材料,在拆卸后可循环利用,其回收率在北美可达 到 70%,更加绿色环保;同时,钢结构的梁柱截面更小,仅占建筑面积的 3%,完成建造后 可获得更多的使用面积。目前,我国钢结构在住宅领域的渗透率较低,虽然钢结构装配式在 建造成本上略高于混凝土装配式,但在国家政策的大力推动下,钢结构的优势将使其成本劣 势在中长期逐渐消失,未来具有较大的发展空间。
由于 1m2 装配式建筑碳排放量为 242.11kg,1 m2 现浇建筑碳排放量为 267.03kg,到 2025 年,国内装配式建筑新增 面积将达到 10.69 亿平方米,由此预测,到 2025 年,装配式建筑相较于现浇建筑可减少的 碳排放量为 2663 万吨。(报告来源:未来智库)
行业简介狭义的耐火材料是指耐火度不低于 1580℃,同时具有较好的抗热冲击能力和抗 化学侵蚀能力,导热系数和膨胀系数低的无机非金属材料。广义的耐火材料则对耐火度没有 严格要求,一般泛指能在高温环境下使用的材料,如钢铁企业使用的隔热渣一般耐火度远低 于 1580℃,但是也被普遍视为耐火材料。
耐火材料品类十分复杂,分类方法很多,但是目前一般按照化学物质或者化学成分的分 类比较多。按照形状的分类,最简单的可分为定型、不定型。
1、不定形耐火材料是由骨料、细粉和结合剂混合而成的散状耐火材料,生产工艺简单、 生产周期短、节约能源、使用时整体性好、适应性强;
2、定型耐材是指具有固定形状的耐火制品与保温制品。进一步看,又可细分为标型砖和 异型砖。
按照酸碱性可以分为:
1、酸性耐火材料通常指 SiO2 含量大于 93%的耐火材料,它的主要特点是在高温下能 抵抗酸性渣的侵蚀,但易于与碱性熔渣起反应。酸性耐火材料常用的有硅砖和粘土砖。
2、碱性耐火材料一般是指以氧化镁或氧化镁和氧化钙为主要成分的耐火材料。这类耐火 材料的耐火度都较高,抵抗碱性渣的能力强。例如镁砖、镁铬砖、铬镁砖、镁铝砖、白云石 砖、镁橄榄石砖等。主要用于碱性炼钢炉、有色金属冶炼炉及水泥窑炉等。
3、中性耐火材料是指高温下与酸性或碱性熔渣都不易起明显反应的耐火材料,如炭质耐 火材料和铬质耐火材料。有的将高铝质耐火材料也归于此类。
耐火材料行业的产业链可分为上游原材料厂家、中游制造厂商和下游各行业用户。耐材 厂商依“山”而建,主要分布在原材料集中地。我国耐材原料产地主要集中在河南、辽宁。以河南新密市为例,新密耐材矿山资源储备丰富,有煤、铝、铜、玉、硅石等 25 种之多, 同时新密市是河南省最大的耐材生成基地之一,有上千家耐材企业,耐材收入占比当地工业 经济总量的 1/3。
耐火材料行业的产业链可分为上游原材料厂家、中游制造厂商和下游各行业用户。耐材 厂商依“山”而建,主要分布在原材料集中地。我国耐材原料产地主要集中在河南、辽宁。以河南新密市为例,新密耐材矿山资源储备丰富,有煤、铝、铜、玉、硅石等 25 种之多, 同时新密市是河南省最大的耐材生成基地之一,有上千家耐材企业,耐材收入占比当地工业 经济总量的 1/3。(报告来源:未来智库)
我国耐火材料制品行业市场规模将达千亿以上
耐火材料是钢铁、建材、有色、石化、机械、电力、环保乃至国防等涉及高温工业的重 要基础材料和不可或缺的重要支撑材料,在现代工业体系中具有不可替代的地位和作用。改 革开放 40 多年以来,我国耐火材料工业得到了飞速发展,技术质量也逐步接近国际先进水平, 为我国高温行业的快速发展做出了巨大贡献。
耐材产量增速与钢铁产量增速高度相关。耐火材料的主要应用领域为钢铁行业,且在钢 铁生产过程中更新频率较高,因此耐火材料的使用量与钢铁产量高度相关。由于供给侧改革 对钢铁落后产能进行了淘汰,钢铁行业在 2014-2017 年经历了去产能阶段,耐火材料制品产 量也从 2013 年的 2928.3 万吨下降到 2017 年的 2292.5 万吨。2018 年之后,耐火材料产量 止跌回升。进入 2018 年之后,随着钢铁产量的恢复,耐火材料制品产量止跌回升。2019 年 我国耐材产量 2431 万吨,约占全球产量的 66%;2019 年我国耐材市场容量 2069 亿元,约 占全球市场容量的 57%,我国已成为全球规模最大的耐材制造和消费国。
从需求来看,钢铁的需求受下游基建地产等弱势影响,需求增速放缓,但是耐材需求将 保持稳定,主要基础以下原因:
1、在钢厂冶炼过程中,耐材是贯穿于全流程的一个消耗品,是一个持续需求的过程。相 较于水泥和玻璃耐材,钢厂耐材更换周期十分快,也带来了巨大的消耗性需求。
2、随着碳中和背景下,国内钢铁行业冶炼技术从长流程转换为短流程,以及随着氢能冶 炼等技术的成熟及运用,必然也将促使相适应的新型绿色耐材需求增长。
3、耐材这个市场是看存量的市场,而其下游以钢铁为主,我们判断基于存量消耗性需求 下的份额抢夺以及新型耐材的技术革新,是未来影响行业变革的大逻辑。
由于 2000 亿元市场容量中含耐火原料及相关服务企业,存在行业市场规模的重复计算, 若根据吨钢耐火材料(制品)的使用金额倒算制品行业市场容量:已知 2020 年中国粗钢产量 近 10.53 亿吨,按照吨钢耐材耗费 65 元/吨,以及钢铁行业耐火材料需求占整体需求 60-70% 估算,测算 2020 年我国耐火材料制品行业有效市场规模维持在 1000 亿元,根据世界钢铁协 会统计数据,截至 2021 年 4 月中国粗钢产量为 9790 万吨,同比提高 13.4%,但是在碳中和 背景下国内压缩粗钢产量屡次被政策提及,假设下半年钢铁限产将导致产量下降,但因受制 于钢材价格上涨,预计限产幅度有限,换个角度看,微弱的负增长对于总量存量规模来讲已 经意义不大,只是一个边际贡献,因此出现钢材产量放缓对于行业来讲是意义有限;同时叠 加国内短流程电炉炼钢的耐材需求增长,预计 2021 年及 2022 年市场规模将维持在 1000 亿 左右。(报告来源:未来智库)
国内耐材行业集中度低,未来将提升
全球耐材集中度较高,CR5 达 86%,国际耐材龙头企业主要有奥镁(RHI)、维苏威 (VESUVIUS)和益瑞石(IMERYS)以及日本的川崎等,龙头奥美份额 43%。回顾海外耐 材发展历史,随着全球工业化的结束,发达国家的粗钢及建材产量增速出现放缓,进而带来 耐材行业发展陷入总量瓶颈。但是纵观这些国际耐材企业的成长轨迹,在这一阶段,基本都 是开始不断的并购同类企业来完善产品结构、做大规模,抢夺市场份额,头部企业整合及行 业集中度不断提高,并购扩张乃行业步入成熟期后的必由之路。
以奥美为例,公司最早可以追溯到 1834 年 Friedrich Ferdinand Didier 先生创立的耐火粘 土工厂,1881 年, Carl Spaeter 先生在奥地利施蒂里亚州的法伊奇发现镁砂矿山,随后建法 伊 奇镁砖工厂和布雷特瑙镁质原料煅烧厂,在随后的百余年来不断兼并重组。目前的奥镁公司, 实际上是上世纪 90 年代初组建的位于奥地利的 Veitsch-Radex AG 公司,在此基础上,通过 兼并重组,七家(Veitscher、Radex、Monofrax、Didier、Refel、Dolomite Franchi、Interstop) 合成一家,形成今天跨国性的集团,总部位于奥地利维也纳,同时,公司也积极布局矿山资 源,目前镁砂自给率已经达到 80%。目前公司在全球具有 30 多家生产基地,其收入占比中 钢铁占比超过 60%,水泥和有色占比为 10%。
国内耐火材料行业小企业众多,集中度偏低。根据国家统计局发布的耐火材料制品制造 行业产值数据,2019 年我国规模以上耐火原料、耐火制品及相关服务企业 1958 家,加总后 主营业务收入为 2069.2 亿元,利润总额 128.0 亿元,其中 16 家超 10 亿元,8 家超过 20 亿, 平均营收规模仅 1.1 亿元,行业高度分散。行业前三家龙头企业濮耐股份、瑞泰科技、北京 利尔营收均在 40 亿元左右,合计市占率不到 10%(按照 2000 亿元市场规模计算)。截至 2019 年,我国耐材行业的 CR10 集中度为 12.6%,按照工信部 2013 年要求,2020 年 CR10 要达 到 45%,与目前行业市占率情况相差甚远,行业小、多、散的现状仍然没有得到彻底改变。
国内耐火材料行业低集中度的原因主要来自两方面:一方面,耐火材料企业所需的初始 投资相对较小、门槛偏低,导致众多小规模生产企业无序竞争;另一方面,由于目前我国钢 铁行业集中度仍然不高,且耐材采购没有完全市场化,头部耐材企业的优质渠道积累较慢, 产品品质、服务、技术、成本优势难以快速变现。
耐材行业集中度加速提升的主要动力源自三方面:
下游行业需求变化、整包模式推广、 环保政策出台。耐材下游行业需求变化转型 耐材行业集中度的提高与下游行业变化有密切关系,主要体现在以下方面:下游钢铁行业并购重组后的统一采购加速优质企业优势变现。2015 年以来,随着钢铁行 业去产能及进入存量时代,行业集中度出现提升趋势,行业 CR5 由 2015 年的 10.9%上升到 2019 年的 14.1%,CR10 由 34%上升到 37%。而作为耐材行业下游市场占比最大的行业, 钢铁行业集中度的提升,有利于耐材行业龙头凭借其技术和规模优势,进一步快速发展。
下游产业需求放缓,耐材产品升级,影响产量格局变化。在 2013-2017 期间,受下游产 业供给侧改革的影响,耐材产量一直呈负增长状态,部分中小企业被迫退出市场。此外,近 年来,下游产品逐渐向优质洁净钢、特种水泥、光学玻璃、超薄玻璃等方向升级,对耐火材 料提出更高的要求,龙头企业具备研发技术和资金优势,拥有核心竞争力,将进一步在产销 量占比上取得优势。
碳中和下环保政策持续趋严
近年随着环保监管和环保税收政策的趋严,政府部门出台了各类政策对耐火材料的产业 结构调整和节能环保生产工艺建设进行引导,对上游矿产资源的开采进行规范,预计将加速 淘汰行业内不合法不达标的小企业,利于集中度提升。市场逐步淘汰高污染产品和技术,国 内龙头企业能迅速调整发展战略,转为技术导向,而部分中小企业由于技术壁垒和缺乏创新 技术人才,无法找到适应发展之路。同时,环保政策的施压也使得产品成本增加,而由于市 场竞争仍然激烈,产品价格无法随之提升,尤其影响中小企业盈利空间进一步缩减,部分企 业将无法维持经营而被淘汰。(报告来源:未来智库)
绿色低碳需求为耐材行业发展新方向
对中国来说,碳中和“30/60”目标将是未来 40 年最大、最确定的趋势之一,这必然会 是一场广泛而深刻的经济社会变革,它既意味着能源生产、能源消费的革命,也是一次各行 各业全面升级换代的机会。耐火材料行业市场容量小,但属于高温工业生产必不可少的原料。
碳中和对于耐材下游高排放行业,包括钢铁、有色、建材等领域产生重要影响,体现在 对行业生产技术、生产装备及产品结构等方面,如钢铁行业氢冶金炉等新工艺需要新型耐火 材料来适应,同时对耐材的消耗量将有变化的,炉内关键部位比如供热层的材料替代,未来 总体可能影响总量 30%。
钢铁行业技术发展未来将面向于发展高品质特殊钢、洁净钢;生产流程追求绿色化与智 能化钢铁制造流程,产品将涉及高强度大规格易焊接船舶与海洋工程用钢,高性能交通与建 筑用钢,面向苛刻服役环境的高性能能源用钢等。有色金属领域将推广高性能轻合金材料, 高精度高性能铜及铜合金材料,新型稀有/稀贵金属材料,高品质粉末冶金难熔金属材料及硬 质合金,大力发展有色/稀有/稀贵金属材料先进制备加工技术等。
建筑材料领域革新包括特种 功能水泥及绿色智能化制造,长寿命高性能混凝土,特种功能玻璃材料及制造工艺技术,先 进陶瓷材料及精密陶瓷部件制造关键技术,环保节能非金属矿物功能材料等。为满足钢铁、 水泥等行业绿色低碳要求,行业内不断追求长寿化、功能化、轻量化、智能化、绿色化的新 型耐火材料;解决基础材料产品同质化、低值化,环境负荷重、能源效率低、资源瓶颈制约 等重大共性问题。突破基础材料的设计开发、制造流程、工艺优化及智能化绿色化改造等关 键技术和国产化装备,开展先进生产示范。耐材技术科研多维创新。
在早期的水泥回转窑中,高温带内衬主要采用的是高铝(70%~ 80%)质耐火材料。从 60 年代起到现在,我国水泥窑就普遍使用镁铬砖,具有抗热震性、抗侵蚀性、挂窑皮性、高温 强度、降低导热系数等诸多优点。但是存在一个大问题就是 其中的 3 价铬在高温环境下会变 成 6 价铬,具备高致癌性,一部分六价铬化物随着窑气和粉尘外逸,造成周边大气环境的污 染;而另一部分六价铬化物残留在拆下的废砖中,当废弃的残砖一遇到水即造成地下水的污 染。
我国垃圾的处理一直不成熟,之前采用焚烧的方式同时也造成了二次污染,现在国家越 来越关注民生,着力攻关垃圾高温焚烧技术,而这种工艺使用的高温炉就需要耐火材料,同 时在碳中和的推进过程中,能源的转换也需要耐材行业和新能源配合,主动承担更多的社会 责任。
碳中和背景下无铬化趋势推动国内耐材技术突破
欧美等国家早已经禁止或限制镁铬砖在水泥窑的应用,而在我国,目前仍还有约 50%的 水泥窑产线使用有铬耐材。目前,有铬耐材依然存在,虽然钢厂基本都实现无铬化,但整个 行业仍未普及,我们认为在碳中和背景下推进水泥窑耐材无铬化是政策趋向;另一方面现在 不少企业都已经研发出来无铬耐材,性能已经达到甚至超越传统的镁铬砖,未来随着技术升 级带来成本下降,无铬化的推进会得到广泛推广普及。随着高温工业的发展, 耐火材料承担起 更多的功能。由于耐火材料是多相、多尺度复杂结构的复合材料, 其服役环境多样和复杂,结 构功能一体化设计与制备是新型先进耐火材料发展的核心。采用有限元数值模拟,融合先进陶瓷技术,梯度多层复合设计,来实现关键服役性能的最优化设计与制备。
我国科研队伍强大,人才储备多,创新成果显著,部分技术已达国际先进水平。目前已 有 13 所大学设置了耐火材料研制专业。近三年,由瑞泰科技、中钢洛耐、濮耐股份、洛阳利 尔、淄博鲁中等耐火材料企业自主研发或合作开发多项创新成果,其技术水平达到了国际先 进水平,在实际运用中也取得了很好的效果。如中钢集团耐火材料有限公司的新一代环境友 好型硅砖、碳素煅烧炉用抗侵蚀硅砖的研制与应用;瑞泰科技股份有限公司的新型 RH 精炼 炉用方镁石—尖晶石不烧砖、节能环保型无碳钢包衬砖的研制与集约使用等。
耐材行业制造以“智”提“效”发展
国内耐火材料制造业较国际领先水平还有一定距离,未来将以“智”提“效” 从“制 造”到“智造”,重点发展智能制造,以全力追赶世界知名企业。中国耐火材料制造业基础薄 弱、缺乏自主创新,经过 21 世纪初十余年快速发展,国内的一流耐火材料企业在各自领域取 得一定成绩,在生产装备、科研水平、产品竞争力、市场规模等正在追赶奥镁、维苏威、雷 法等业内的世界知名企业。2020 年 9 月 10 日,工信部印发《建材工业智能制造数字转型行 动计划(2021-2023 年)》,其中耐火材料行业:重点形成原料制备、压机控制、窑炉优化、在线监测、全自动立体仓库等集成系统解决方案。
重点围绕物联网平台、大数据平台、技术中台和业务中台的建设,从边缘数据采集层、 云基础 IAAS 层、工业 PAAS 层、工业应用 SAAS 层四个层级进行工业数据的梳理和集成创 新,为工业应用场景和业务运行提供工业级 PAAS 平台支撑,搭建了企业个性化工业互联网 平台——透明工厂综合解决方案。
推动生产装备自动化和智能化,有利于提高耐材质量及其稳定性,降低优质耐材的生产 成本,减少人为因素对产品稳定性的不利影响。积极将智能制造系统、工业云平台、大数据 等引入到耐材制造中,串联起整个生产流程,有效提高生产效率和整体制造水平,打造耐材 制造强国。(报告来源:未来智库)
国内耐材企业联合重组是加快绿色发展的必由之路
对比海内外耐材行业的发展状况,海外耐材行业呈现小而强的特征,比如日本耐材总产 量维持在 100 吨;中国耐火材料行业产量占全球市场占 50%,但中国目前未有进入世界排名 前 10 的耐材企业,政策倡导需求国家鼓励推进耐火材料产业联合重组,优化产业布局,提高 产业集中度,恶性竞争,行业盈利能力弱,亟需通过联合重组提升集中度来解决上述问题。
在十四五期间随着耐材行业技术的革新,企业转型加速,国内耐火材料行业坚持创新、 协调、绿色、开放、共享的发展理念,坚持走创新驱动、智能制造和绿色发展道路,全面实 施“绿色耐材战略”。目前企业间的重组在加快,实力企业整合落后企业,为其提供资金和技 术上的援助,帮助加速其自动化设备的搭建和智能制造体系的建立,不仅解决了集中度低的 问题,还能提高行业整体的绿色化水平。
国内加快企业联合重组,提升产业集中度,严格控制新增产能,逐步化解不合理的过剩 产能。以新技术、新装备、新产品、新服务为发展主线,以耐火原料保障升级和装备智能化 转型升级为着力点,全面提升行业形象,满足高温工业发展的更新更高要求。随着技术进步, 产品使用寿命的提高,预计未来产能降至 2000 吨以下。我国耐火行业内大部分是民营企业, 在研发的投入上比较欠缺,随着企业兼并重组加快,通过智能制造提高生产效率,优化产品 质量,同时绿色低碳发展,提高节能环保水平,提高绿色制造水平,优化产业结构,优化品 种结构,规范市场秩序,促进行业由规模效益向创新效益转变,努力实现我国耐火材料工业 高质量发展目标。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)