玻璃钢复合材料行业市场分析
行业基本概况分析
复合材料作为一种新材料诞生于二十世纪30年代。第二次世界大战期间,玻璃钢首先被用于军工产品,并先后在美国、英国、德国、法国、前苏联及日本等国家发展起来。到二十世纪60 年代以后,由于玻璃钢的优异特性,其逐步被应用于民用领域,截止到80 年代初期,玻璃钢品种已经达到35,000 种以上。此外,从70 年代后期,随着高新技术的发展,高硅氧纤维、碳纤维、芳纶纤维等高性能纤维及其复合材料先后得到开发和应用。
此后,全球玻璃钢复合材料工业经历了长期的向上发展,复合材料制品先后进入建筑、化工、航空航天、汽车、风电等重要市场。尤其是进入21世纪以来,全球复合材料市场快速增长。
我国复合材料行业诞生于1958年,前期发展以北京玻璃钢研究设计院、哈尔滨玻璃钢研究院、上海玻璃钢研究院等一批国家科研院所为主。改革开放之后,我国玻璃钢复合材料产业链上下游不断健全,行业迅速发展壮大,尤其是民营复合材料生产企业如雨后春笋般快速成长。
产业发展现状
我国的玻璃钢复合材料事业起步并不晚,经过40多年的发展,我们虽然取得了一定的成绩,但与发达国家相比还存在很大差距,在规模与水平、设计方法与观念、材料基础与配套、制造工艺与设备等方面均相对落后于世界先进水平。当前复合材料行业依然面临着关键技术落后、创新不足、产品质量不高、设备不够先进的问题,急需找到转型升级的突破口。主要表现在以下几个方面:热塑性技术工艺产品迟迟得不到落实,虽然LFT工艺与装备初步成熟,但现有产量和应用速度并未形成规模化的发展水平;众多的复材企业生产规模小、设备不够先进、制备技术不高;国内低中端层次产品较多,缺乏高端产品,产品技术含量较低且附加值不高。总体来讲,复合材料产业转型升级还需从产品的工艺、技术、装备、企业规模化等多方面出发。
长期以来,我国玻璃钢复合材料生产企业缺乏对应用研究的重视,企业相互模仿,产品同质化严重,导致恶性竞争与质量事故频发。2017年以来,环保督察趋严,一批中小企业被迫实施关停并转,行业同质化现象以及恶性竞争的情况虽稍有好转,但企业整体应用研究意识和能力不足,企业专业化、差异化、品牌化发展水平较差。材料作为制造业的基础,其应用创新是制造业科技创新、转型发展的重要环节,而随着制造业向智能化、绿色可持续的方向发展,具有轻质高强特点的玻璃钢复合材料正在不断向轻量化汽车及轨道交通、石化防腐、风电、环保等应用领域拓展。面对前景如此广阔的产业,企业必须大力开展应用研究,加强产品及技术创新,才能满足制造业智能化、绿色化转型发展需求,拓宽市场以谋求企业新长远发展。
行业市场分析与预测
玻璃钢复合材料作为一种新材料,近几年全球发展迅速,2018年全球复合材料市场规模达到971亿美元,北美地区的复合材料产值占比为30%,中国大陆的产值占比为25%,欧洲的产值占比为20%。
2015 年的“环保风暴”以来,我国一大批“散乱污”玻璃钢复合材料企业因为环保不达标而停产或关闭,山东武城、河北枣强、河南沁阳、山东安丘等各复合材料产业聚集区产业转型负重前行,胜利新大、苏州科逸、冀州中意等行业龙头骨干企业订单快速增长。受落后产能淘汰影响,我国复合材料产量持续下跌。2018 年我国复合材料制品总产量 430 万吨,同比降低 3.15%,延续 2017 年以来的跌势。经过长达3年的环保督查与产能结构优化调整2019年1月开始我国玻璃钢复合材料制品产量开始持续提升。国家统计局数据显示2019 年我国玻璃钢复合材料制品总产量达 475万吨。
复合材料产业是我国重点扶持的高新技术产业之一。国务院发布的《中国制造 2025》中明确提到以高性能结构材料、功能性高分子材料和先进复合材料等为发展重点,加强基础研究和体系建设,突破产业化制备瓶颈。长远来看,随着我国高端产业的发展、经济结构的调整,以及对节能环保和可持续发展的日益重视,对玻璃钢复合材料的需求量必然会越来越大。2023 年我国复合材料制品产量将达到 556 万吨,2019-2023 年年均复合增长率约为 4.18%。
虽然2017年-2018年我国复合材料产量出现下降,但主营业务和利润呈现稳步增长的局面,行业初步尝到产业结构调整优化带来的红利。
当前我国复合材料企业整体应用研究意识和能力不足,企业专业化、差异化、品牌化发展水平较低。国内低中端层次产品较多,缺乏高端产品,产品技术含量较低且附加值不高,即面临挑战也存在极大的发展机遇和空间。总体来看,复合材料产业转型升级还需从产品的工艺、技术、装备、企业规模化等多方面出发。面对复合材料特别是先进复合材料日益增长的需求,相信具备质量管理、核心技术以及先进装备优势的复合材料生产企业将会表现出较为强劲的市场竞争力。
行业未来发展趋势
随着环保督察及政策持续加码,我国中小型复合材料企业继续面临着强大的环保压力,部分企业纷纷退出市场,而部分企业则选择转型,调整产品结构,向绿色化发展。未来,节能减排的绿色化发展已成趋势,企业绿色化转型将有良好的发展前景。
转型绿色发展助推产业结构持续优化
当前,在国家和人民日益重视环境大背景下,环保严查必然常态化。复合材料行业将继续加快研发和成熟复合材料制品生产“三废”治理技术,包括热固性复合材料制品生产车间“苯乙烯”等有机挥发性气体及粉尘的收集和治理措施,以及热固性复合材料边角废料与废旧产品的回收再利用技术、热塑性复合材料回收再利用技术等,实现企业的清洁生产和绿色发展。
机械化自动化发展为行业带来新的生机
近年来,为解决用工成本增加、环保督察及转型发展等问题,很多企业逐步增加生产装备和辅助生产装备,提升机械化、自动化生产水平。福建海源、胜利新大、苏州科逸等部分企业,更是积极寻求自动化、智能化生产线建设。展望未来,生产机械化自动化水平的提升,不仅仅为企业解决用工成本增加、生产现场规范管理等问题,更为行业带来新的生机。随着机械化自动化生产水平的提升,企业生产效率大幅提升,产品质量稳定性也更有保证。因而,有助于玻璃钢复合材料制品企业积极拓展汽车及轨道交通、建筑业、能源环保等较大规模的中高端应用市场。机械化、自动化的发展应用将为复合材料制品行业带来新的生机。
热塑性复合材料制品市场拓展不断有新突破
近年来,热塑性复合材料制品市场拓展不断取得实质进展。例如,杭州华聚热塑性蜂窝夹芯板材已经成功应用于国内外各类箱式货车、物流车和房车领域;浙江华江科技在轻质GMT制品应用方面不断取得新突破,已经在积极扩大产能。未来,随着热塑性复合材料生产工艺和制品性能的不断完善,制品市场拓展也将不断取得新突破。
行业发展前景分析
利好政策引导行业健康有序发展
工业和信息化部联合发改委、科技部、财政部编制了《新材料产业发展指南》,《指南》从突破重点应用领域急需的新材料、布局一批前沿新材料、强化新材料产业协同创新体系建设、加快重点新材料初期市场培育、突破关键工艺与专用装备制约、完善新材料产业标准体系、实施“互联网+”新材料行动、培育优势企业与人才团队、促进新材料产业特色集聚发展等九个方面提出了重点任务。作为“十三五”时期指导新材料产业发展的专项指导政策,《指南》为复合材料的发展创造了更好的环境,将引导复合材料行业健康有序发展。
国家科技部印发《“十三五”材料领域科技创新专项规划》。明确了“十三五”时期材料领域科技创新的思路目标、任务布局和重点方向:材料领域将围绕创新发展的指导思想和总体目标,紧密结合经济社会发展和国防建设的重大需求,重点发展基础材料技术提升与产业升级、战略性先进电子材料、材料基因工程关键技术与支撑平台、先进结构与复合材料等。
按照《规划》要求,以高性能纤维及复合材料、高温合金为核心,以轻质高强材料、金属基和陶瓷基复合材料、材料表面工程、3D打印材料为重点,解决材料设计与结构调控的重大科学问题,突破结构与复合材料制备及应用的关键共性技术,提升先进结构材料的保障能力和国际竞争力。该规划将积极推动我国材料领域科技创新和产业化发展,有效发挥其规范和指导国家材料科技发展的重要作用。
应用领域广泛、应用前景广阔
玻璃钢复合材料具有比强度高、比模量高、抗疲劳性好、减震性能强、耐热性高、断裂安全性高等特点,还具有特殊的振动阻尼特性,优异的力学性能和不吸收X射线特性,可以获得高精度的复杂形状,并且耐腐蚀能力强,广泛应用于航空航天、汽车工业、化工纺织、机械制造、医疗器械以及制造体育运动器材和建筑材料等众多领域,复合材料对现代科学技术的发展有着十分重要的作用。
尤其是在汽车轻量化领域,汽车行业迫切需要轻量化的解决方案来对抗燃油费上涨的成本压力。目前汽车轻量化技术主要有两个方向,一是汽车结构和材料加工工艺的优化设计,二是使用能够满足要求的更轻质的替代材料。其中,轻量化的替代性材料是业内普遍认同且前景最为可观的轻量化技术,复合材料作为其中的主要材料之一,将是迈进汽车轻量化市场的绝佳机会,且发展潜力巨大。
1.航空领域
据相关数据,2019年全球各地航空产业消耗的玻璃钢复合材料达到31万吨。美国著名的增长咨询公司——弗若斯特沙利文在2019年发表了全球航空玻璃钢复合材料行业的研究报告,报告认为随着全球航空业的发展预测,2020~2025年,全球航空领域对玻璃钢复合材料的使用量将每年增长11%。
2.能源电力
(1)风能
2019年全球风电能力达到259,213MW,2019年新增88,312MW。风电的年增长率达到了自2011年以来最高的31.7%。到2019年年底全球风力发电640万亿瓦小时/年,相当于世界第七大经济体意大利的全部电力需求,也相当于全球电力消费的2%。
中国继续其在国际风电产业中的火车头角色,2019年新增23800MW能力。为新增风机最大的市场,其连续第四年装机能力增加一倍。预测2025年我国风能新增15000MW。玻璃钢复合材料以其优良性能,在风力机的关键部件叶片及机舱罩和导流罩上得到应用.随着大型风力机的容量不断增加,推动了玻璃钢复合材料的快速发展。
(2)烟气脱硫
火力发电量占全球发电量的一半以上,因此,煤炭在至少未来几十年内仍将是主要的燃料。所有的火力电厂最终都要安装洗涤塔和脱硫系统,而 玻璃钢则是这一应用领域内性价比最高的材料。
FGD(烟气脱硫)未来投资主要是在亚洲,而不是美国和欧洲,中国将成为FGD系统的最大市场,占到世界总量的40%以上。
在我国,玻璃钢在脱硫系统的应用还处于上升阶段,已有少数玻璃钢企业能够提供满足脱硫系统使用要求的玻璃钢制品,并且玻璃钢产品还仅限于喷淋管、极少数烟塔合一脱硫设施的烟道和浆液管道。
在未来20年内,中国燃煤电厂的脱硫容量将增长一倍以上,如果玻璃钢行业采取适当的措施,加强产品开发、设备制造和技术更新,加强市场宣传和拓展,必将为玻璃钢复合材料产品在FGD市场的应用开拓出广阔的市场。2020年我国烟塔一体脱硫系统用ECR玻璃纤维预测比2019年增长50%以上。
(3)输变电设施
由于玻璃钢具有重量轻、强度高、绝缘性好、耐疲劳、耐腐蚀、加工成型方便、易维护等特点,在电力行业得到了广泛应用。
玻璃钢复合材料在电力行业的应用除传统输变电设备、设施外,玻璃钢杆塔和复合电缆芯成为行业关注的热点之一。
近年来,随着输电走廊用地的日益紧张,复合材料用于输电杆塔的优势日益突显。利用复合材料的优良性能,不仅可以克服传统的输电杆塔普遍存在的质量重、易腐、锈蚀或开裂等缺陷,还可以增加杆塔绝缘间隙及绝缘爬距,提高线路的绝缘水平,进一步压缩输电线路走廊宽度,降低输电线路建设及运行维护成本。
随着国内玻璃钢复合材料成型工艺技术和产品性能的进步与提升,制造成本的降低,玻璃钢杆塔的研究与应用条件已经具备,许多部门开展了应用研究工作,并已进入线路试验阶段
3.交通运输
(1)轨道车辆
2020~2025年间,我国规划建设的城市快速轨道交通项目总长度达3200公里,万亿投资将聚集在这一领域。
玻璃钢复合材料在轨道交通上的应用发展从玻璃钢零部件到全玻璃钢的机头、箱体等都展示了巨大的优势及其在轨道交通领域广泛的应用前景。国内除应用现有技术和工艺,为轨道车辆研发生产、车体内装件和设备、设施外,应深入研究具有自主知识产权的玻璃钢制造技术及其批量化产品,促进我国高速轨道交通事业的发展。当前我国正处在轨道交通建设的繁荣时期,已经成为世界上最大的城市轨道交通市场。对于玻璃钢复合材料而言,这是一个大有可为的应用领域,行业应抓住这一契机,不断开发新产品,拓展玻璃钢复合材料在轨道交通领域的应用。
(2)汽车
2019年我国汽车产销量达2752.1万辆。随着国家振兴汽车产业规划出台,将加速提升玻璃钢复合材料制品在汽车上的应用总量。同时,国家节能减排政策和新能源电力汽车的发展,以及汽车材料轻量化的发展趋势,也为玻璃钢复合材料制品在汽车上(特别是新能源汽车)的应用提供了更加广阔的市场发展空间。
4.建筑工程
玻璃钢复合材料制品在建筑领域的应用除传统产品,如冷却塔、风机、水箱、管道、门窗、采光瓦、装饰装修等和建筑材料外,建筑补强和玻璃钢在桥梁上的应用成为新的关注点。
5.石油化工
石油化工是玻璃钢复合材料的重要应用领域之一。除传统防腐工程外,玻璃钢高压管道、贮罐、塔器等产品持续增长,玻璃钢在地下贮油罐(双壁罐)和海洋石油工程中的应用成为关注热点。
6.水处理工程
水处理一般分为纯净水处理、循环水处理和原水废水处理。由于玻璃钢复合材料所具有的比强度高、优良的耐腐蚀性能和无锈蚀等特点在水处理工程上得到广泛的应用。随着国家环保节能减排政策和法律法规的出台,国家会加大在这一领域的投资,玻璃钢/复合材料在水处理设施上的应用会有一个大的进展。
7.环保和再生能源工程
环境保护和新农村建设是国家重点关注和支持的项目,也是玻璃钢行业近年来关注的应用领域。
玻璃钢净化(槽)池和玻璃钢沼气池是受到行业关注的项目,具有广阔的市场发展空间。例如在新农村建设中,玻璃钢沼气池因其材料耐腐蚀好、可工厂化生产、安装方便、产气快、寿命长、使用安全等优异性能得到农户的欢迎,受到农业部重视和大力推广。据农业部农村新能源办公室介绍,2020年将安排实施500万个农村户用沼气池的计划。
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