2023年結構泡沫材料行業下游細分應用市場需求規模研究預測及重點企業競爭戰略評估咨詢
?
(1)結構泡沫材料市場:結構泡沫材料是一種閉孔泡沫,能與濕法和預浸料及熱塑性樹脂兼容,具有較好的強度重量比、耐疲勞性能、防火性能,可熱成型,加工中具有較好的抗壓縮蠕變性能。目前結構泡沫材料主要包括PVC泡沫、PET泡沫、PMI泡沫及其他類別,其中PVC、PET兩種結構泡沫材料應用較為廣泛。
結構泡沫材料因其密度低、強度高,主要作為各種復合材料夾層結構的芯材使用,用來增強剛度、減輕重量。其應用于夾層結構中可以大大增強力學性能,滿足了風電葉片、軌道交通車輛、船舶、飛機等應用領域對材料低密度、高強度的要求。與傳統的蜂窩板芯材、Balsa木芯材相比,結構泡沫材料更能適應復雜形狀的場合,并且可以通過熱成型的方法進行加工,而且在同樣的固化條件下,綜合性能更高。因此截至目前,從價值和數量來看,結構泡沫芯材材料已占據芯材市場的大部分份額。
(2)結構泡沫主要下游應用:目前市場上主要應用的結構泡沫材料有PVC泡沫、PET泡沫和PMI泡沫。其中PVC泡沫由于具備性能優越、價格適中的優點,是目前應用最廣泛的一種泡沫材料。
結構泡沫材料廣泛應用于風電葉片、船舶游艇、軌道交通車輛、航空航天等應用領域。相關行業發展情況如下:
1、風電葉片領域:
1)應用概況:結構泡沫芯材是風電葉片的關鍵材料,通常應用在葉片的前緣、后緣以及腹板等重要部件,普遍采用夾層結構來增加結構剛性,防止局部失穩,提高整個葉片的力學性能和載荷能力,增強葉片的穩定性和耐疲勞性,并同時減輕葉片重量。目前風電葉片最常用的芯材是PVC結構泡沫和Balsa木,其中PVC結構泡沫主要用在腹板、葉片殼體,包括蒙皮、大梁以及大梁兩側;Balsa主要用于葉根部位。
此外,近年來PET結構泡沫在葉片領域開始得到應用。PET結構泡沫的密度高于PVC結構泡沫但低于Balsa木,具有良好的耐熱性和力學性能;同時理論上其可以100%循環利用,減少廢棄物數量且再生成本較低,有助于降低葉片生產成本。
2)市場空間:中金企信統計數據顯示:2020全球風電取得歷史性突破,新增裝機容量高達93GW,同比增長53%;累計裝機容量達到743GW,同比增長14%。其中,陸上風電新增裝機容量為86.9GW,創歷史新高。
中國是全球風電裝機容量第一大國,2019年度全國(除港、澳、臺地區外)新增裝機10,916臺,新增裝機容量26.79GW,同比增長26.7%;累計裝機13.5萬多臺,裝機容量約236.32GW,同比增長12.8%。2020年度全國(除港、澳、臺地區外)新增裝機20,401臺,容量54.43GW,同比增長105.1%;累計裝機超15萬臺,容量超290GW,同比增長23%。
全球及國內風電產業呈現出的高增長前景,將帶動各方對風電行業的資本投入。風電產能規??焖俚臄U張使全球市場對風電設備需求保持旺盛,帶動了全球領域對風電葉片及芯材需求總量的持續升高。預計到2026年的未來五年全球將新增風電裝機容量556.9GW,每年平均新增裝機容量111GW以上。
中國作為風電產業最大的市場,占全球風電市場份額的40%左右。自2020年9月以來,中國政府高層多次在重要講話及署名文章中明確提出中國的碳減排目標。在2020年12月12日的巴黎氣候峰會上,習近平主席再次強調2030年中國單位GDP的碳排放量比2005年下降65%以上,風電光伏裝機容量達1,200GW以上,并且首次將2030年非化石能源占比目標提升到25%。而2020年底中國風電及光伏合計裝機容量534GW,預期未來10年風電及光伏發電的年均裝機量平均每年不低于70GW?!笆奈濉逼陂g,我國2025年陸上風電新增裝機容量將達到45GW。
總體而言,為完成2030年碳排放峰值,2060年碳中和目標,國內的新能源新增裝機容量在“十四五”期間,將較“十三五”期間明顯提升。在“十四五”期間國內市場新增裝機快速增長的情況下,預期風電產業鏈均會在需求推動下繼續保持高速發展態勢。
風電葉片的成本占風電機組總成本比重達到20%-30%,其設計及選材決定了風機的發電性能與功率。近年來中國以及全球風力發電市場的持續快速增長,風力發電機裝機量節節攀升,為風電葉片及芯材市場提供了龐大的成長空間。
2、其他應用領域:
1)船舶游艇:結構泡沫材料目前在游艇、漁船上成熟應用,通常用于船底、舷部、甲板、艙壁及防水壁中,正逐步向艦艇和大型船舶上發展。由于結構泡沫材料是孔隙材料,可以減輕結構重量,降低鋪層制作成型的工作量,同時減少了加筋數量,有利于沖擊荷載的擴散。近些年中國船舶工業已經發展成為全球的造船中心,特別是船舶工業“十三五”規劃之后,中國船舶工業保持強勁增長勢頭,預計隨著國內船舶游艇工業發展,對結構泡沫芯材的市場需求量也會逐步釋放。
2)軌道交通車輛:結構泡沫材料是一種閉孔泡沫,具有較好的強度重量比、耐疲勞性能、防火性能,加工中具有較好的抗壓縮蠕變性能。上述出色的綜合性能使其在軌道交通車輛中主要應用于結構底板、車頂、側板、車尾部。對芯材的有效利用能夠降低交通工具的能耗、提升載荷能力,并能一定程度上提升載具的隔音、保溫等性能。
近年來,我國鐵路行業發展迅速。根據中長期鐵路發展規劃、城際鐵路設計規劃等政策文件,未來我國軌道交通車輛市場發展前景較好,增長潛力巨大。在保證車體強度的情況下做到輕量化的優化設計是車輛發展的要求,根據現有資料顯示,單個動車組車廂需要結構泡沫材料約0.20噸,一個列車組約需要1.6噸,動車組列車對結構泡沫材料的年需求量將達到401-480噸。
3)航空航天:由于結構泡沫材料具備高力學性能和耐疲勞性能,制作成夾層結構能夠在飛機中的槳葉、中央翼、外翼、垂尾、平尾、機身地板梁和后承壓框等部件得到應用。整體結構一體化程度高,安裝較為簡單,能夠縮短總裝時間,而且可使飛機結構減重,結構設計成本降低。同時,在疲勞和惡劣的環境下使用,不會降低剩余強度。
目前結構泡沫芯材在無人機、支線飛機上成熟應用,正逐步向軍機和大飛機上發展。隨著國內大飛機項目上馬,航空工業對硬質泡沫芯材的需求將保持增長。
綜上,隨著國民經濟快速發展、城市化進展穩步推進,風電、船舶游艇、軌道交通、航空航天等多個經濟領域較快發展,將進一步增加市場對結構泡沫材料的需求。
中金企信國際咨詢公布的《2023-2029年結構泡沫材料行業全景深度分析及投資戰略可行性評估預測報告》
(4)行業主要競爭格局:
1、市場競爭概況:結構泡沫材料行業目前代表性企業主要包括瑞典戴鉑(DIAB)公司、意大利Maricell公司及瑞士思瑞安集團;國內公司主要包括發行人、天晟新材(300169.SZ)、科博思(隆華科技(300263.SZ)子公司)、聯洋新材(832047.NQ)及上海越科等。
目前全球芯材行業現有企業已形成較高的技術壁壘和品牌壁壘,相對于新進入者來說,持續的研發投入成本較高,且獲得風電葉片生產廠商及整機廠合格供應商的認證周期較長,因此綜合資金投入、技術積累等方面的因素,風電葉片芯材行業的集中度有望進一步提升。
2、主要競爭對手簡介:
1)瑞典戴鉑(DIAB)公司:瑞典戴鉑是世界知名的結構泡沫芯材制造商,其產品主要應用于船舶、風能、交通、航空業和工業領域。2005年9月戴鉑中國昆山工廠設立,成為其在亞洲地區的生產中心。目前戴鉑公司在國內具有約3,800噸/年PVC結構泡沫生產能力,同時有100,000m3/年PET復合芯材生產能力。
2)意大利Maricell公司:意大利Maricell公司是一家知名的PVC泡沫生產廠商,擁有近100,000m3/年發泡材料生產能力。Maricell公司主要通過與其他公司合作進行產品的推廣,目前固瑞特公司為其全球總代理,在除中國以外的地區獨家代理其PVC泡沫,中國地區的代理企業是科拉斯公司。
3)瑞士思瑞安集團:瑞士思瑞安集團是結構泡沫芯材的知名生產廠家,其旗下的Airex公司生產芯材種類主要包括Balsa木與結構泡沫材料。目前思瑞安集團在國內結構泡沫芯材業務主要由其旗下Airex公司與上市公司天晟新材合資公司進行。
4)天晟新材(300169.SZ):天晟新材主要從事高分子發泡材料的研發、生產與銷售,主要產品包括軟質泡沫材料、結構泡沫材料及上述材料的后加工產品領域,其結構泡沫材料要與思瑞安集團合作。
5)科博思:洛陽科博思新材料科技有限公司于2018年被上市公司隆華科技(300263.SZ)收購,截至目前科博思PVC芯材及PET芯材處于實驗室生產階段,尚未實現工業化量產,現有PVC芯材產能約為2,640m3/年。
6)聯洋新材(832047.NQ):浙江聯洋新材料股份有限公司主營業務包括玻璃纖維增強材料、高性能纖維織物,其生產所需的結構泡沫材料主要通過海外進口,截至目前聯洋新材擁有60,000m3/年芯材加工能力。
7)上海越科:上海越科新材料股份有限公司結構泡沫芯材產品主要為PET泡沫夾芯材料,其具備每年200,000m3夾芯復合材料生產及加工能力。
(5)行業發展趨勢:近年來,由于政策、環境、技術、產品及經濟效益驅使等多種宏觀和微觀因素的綜合作用,風電、軌道交通、鐵路等產業得到大力發展,尤其是風電行業的持續高速增長帶動國內結構泡沫材料市場高速發展。
1)風機大型化發展對芯材核心指標提出更高要求:目前風電行業風機單機容量大型化的趨勢確定,單機容量大型化將有效提高風能資源利用效率、提升風電項目投資開發運營的整體經濟性、提高土地/海域利用效率、降低度電成本、提高投資回報、利于大規模項目開發。
隨著風電機組往更大功率方向發展,風輪直徑更大,葉片長度更長的產品更受市場歡迎。大尺寸葉片的制造需要解決葉片質量增加而帶來的氣動彈性耦合的問題,同時葉片長度的增長使其重量增加,從而導致氣動效率降低,進而影響發電量。因此,需兼顧葉片的大型化和輕薄化,目前市面主流風機廠商廣泛采用PVC、PET泡沫材料來減輕葉片重量。
另外,風電葉片大型化發展的同時,對芯材重量、密度、力學性能等核心指標提出了更高的要求。由于在葉片制造過程中需要使用密度遠高于芯材的樹脂膠,因此控制芯材吸膠量是降低葉片重量的有效途徑。
2)低成本化發展:2021年度,受“補貼退坡”及“平價上網”等政策影響,風電招標價格出現明顯下滑,風電全產業鏈“降本增效”的需求日益增強。因此風電葉片大型化發展的同時,兼顧整個產業鏈的成本降低,葉片設計會朝著模塊化的趨勢發展,在未來產品開發儲備上必然要從高性能及低成本角度來考量。
3)低碳環保化發展:國家發改委發布的《國家“十四五”循環經濟發展規劃》要求健全產品綠色設計政策機制,引導企業在生產過程中使用無毒無害、低毒低害、低(無)揮發性有機物含量等環境友好型材料。高分子復合材料制品需要從原材料、配方、加工工藝及工程、應用等方面都必須考慮對環境的影響。未來結構泡沫材料的生產邊角廢料再利用及結構泡沫材料的整體回收再利用都需要面臨實現環保化發展的需求。