加固類材料行業(yè)投資價值分析及發(fā)展前景預(yù)測

礦用安全材料未來發(fā)展趨勢（一）現(xiàn)代社會穩(wěn)定的能源需求為礦用安全材料帶來市場空間我國是全世界最大的能源生產(chǎn)國與能源消費(fèi)國，形成了煤炭、電力、石油、天然氣、新能源、可再生能源全面發(fā)展的能源供給體系。能源安全是關(guān)系國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問題，對國家繁榮發(fā)展、人民生活改善、社會長治久安至關(guān)重要。長久以來煤炭作為我國主要的化石能源和化工原料為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)化作出了重要貢獻(xiàn)，也是確保能源安全的重要保障。短期而言，我國以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)不會改變，而近年來全球性的能源短缺問題抬高了能源價格。受此影響，未來較長一段時間內(nèi)，煤炭需求仍將較為穩(wěn)定，為煤炭開采過程中災(zāi)害治理等輔助活動和礦用安全材料帶來了市場空間。（二）煤礦生產(chǎn)對安全生產(chǎn)的迫切需求為礦用安全材料帶來直接需求我國煤礦安全所面臨的挑戰(zhàn)仍然是嚴(yán)峻的。我國能源供給仍然存在缺口，加之自受國際能源緊缺、原產(chǎn)國停止出口、新冠疫情沖擊等多種因素影響，可以預(yù)見未來較長一段時間我國對煤炭的需求將保持在較高水平。趨近飽和的煤礦生產(chǎn)給煤礦帶來了更大的安全風(fēng)險。隨著煤礦開采活動加劇，淺層或易開采煤層逐漸采空，越來越復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境也給開采工作來更多的不確定性。煤礦安全生產(chǎn)工作對礦用安全材料的需求是直接而迫切的，這為市場容量和行業(yè)發(fā)展提供了有力保障。（三）井下反應(yīng)型高分子材料仍存在較大的提升空間井下反應(yīng)型高分子材料相較于傳統(tǒng)礦用安全材料，具有見效快、強(qiáng)度高、致密度高、可操作性強(qiáng)等優(yōu)勢，是處理井下災(zāi)害和輔助煤礦開采的有效解決方案。由于原料種類、合成方式、催化劑及輔料因素的復(fù)雜性，高分子材料往往具有較多的控制因素，從而可定制性強(qiáng)。各項因素的微調(diào)可改變產(chǎn)品的反應(yīng)速率、固結(jié)物強(qiáng)度等理化指標(biāo)，給井下反應(yīng)型高分子礦用材料的安全性和有效性帶來了巨大的提升空間。改性研究是該等材料近年來的主要研究主題，也將是未來的主流發(fā)展方向。通過不同助劑、不同原料、不同預(yù)聚方式等改性手段，可進(jìn)一步提高其可靠性、降低成本，因而受到行業(yè)內(nèi)主要生產(chǎn)廠商的重視。行業(yè)在改性研究方面投入大量研發(fā)資源，并取得豐富的研究成果。當(dāng)前隨著化學(xué)工程、材料科學(xué)等基礎(chǔ)行業(yè)技術(shù)水平的不斷提升，越來越多的新型材料得以出現(xiàn)。以上材料的應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)也將為礦用安全材料的進(jìn)一步發(fā)展和井下反應(yīng)型高分子材料的迭代提供原動力。礦用安全材料行業(yè)競爭格局概覽我國的礦用安全材料行業(yè)規(guī)模較大，業(yè)內(nèi)企業(yè)間充分競爭狀態(tài)，但由于準(zhǔn)入門檻較高，行業(yè)整體較為集中。一方面，下游煤礦生產(chǎn)行業(yè)供給側(cè)改革初見成效。近年來，國內(nèi)煤礦數(shù)量總體呈現(xiàn)逐年下降趨勢，但煤炭產(chǎn)量卻逐年上升，國內(nèi)煤礦生產(chǎn)企業(yè)逐漸朝集約化、特大型化發(fā)展。越來越集中的下游市場采購，逐漸帶動礦用安全材料趨向集中化。另一方面，近年來國家各部委相繼出臺了《煤礦井下反應(yīng)型高分子材料安全管理辦法（試行）》等法律法規(guī)及《AQ/T1087-2020煤礦堵水用高分子材料》《AQ/T1089-2020煤礦加固煤巖體用高分子材料》《AQ/T1090-2020煤礦充填密閉用高分子發(fā)泡材料》等多項安全標(biāo)準(zhǔn)。國家對煤炭安全生產(chǎn)的日益重視為礦用安全材料提出了更嚴(yán)苛的要求，目前所有礦用安全產(chǎn)品均需獲得安標(biāo)國家礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志中心認(rèn)證方可銷售。部分小型企業(yè)技術(shù)積累不足，獨(dú)立創(chuàng)新能力較弱，缺乏技術(shù)配方的研究能力，逐漸淡出市場。中國復(fù)合材料行業(yè)競爭梯隊目前我國復(fù)合材料行業(yè)企業(yè)在注冊資本5000萬元以上的企業(yè)數(shù)量較少，約為500家，該類企業(yè)主要生產(chǎn)兩種或多種新型復(fù)合材料，如高分子復(fù)合材料、石墨烯復(fù)合材料等;注冊資本在1000-5000萬元的企業(yè)數(shù)量超過1000家，該類企業(yè)主要生產(chǎn)一種或兩種復(fù)合材料，如紙塑復(fù)合材料、木塑復(fù)合材料等。注冊資本1000萬元以下的企業(yè)數(shù)量較多，多為基礎(chǔ)復(fù)合材料的生產(chǎn)。中國復(fù)合材料行業(yè)市場排名我國復(fù)合材料種類較多，以目前行業(yè)中較為主流的復(fù)合材料產(chǎn)品碳纖維復(fù)合材料為例，根據(jù)CNPP的排名，市場上口碑較好的碳纖維復(fù)合材料多為日本和德國的產(chǎn)品，排名前三名的分別為日本東麗、東邦（日本帝人）、西格里（德國），中國較為知名的品牌分別有光威復(fù)材、吉林化纖和中復(fù)神鷹。礦用安全材料行業(yè)的發(fā)展情況和未來發(fā)展趨勢（一）煤炭工業(yè)行業(yè)現(xiàn)狀2011年之前，在一次能源結(jié)構(gòu)中煤炭占比一直在70%左右。在未來相當(dāng)長時期內(nèi)，煤炭作為主體能源的地位不會改變?！洞髿馕廴痉乐涡袆佑媱潯返?017年，煤炭占能源消費(fèi)總量比重降低到65%以下，已提前實現(xiàn)。隨著碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)，煤炭的占比還會小幅下降，但絕對值還沒有達(dá)到高峰，煤炭消費(fèi)量還會小幅度上漲。再考慮現(xiàn)代煤化工的原料用煤，我國煤炭的消費(fèi)量還會增加。2021年，我國煤炭消費(fèi)占比下降到56．0%，下降了0．8%，但消費(fèi)量卻增長了4．6%。2021年，我國原煤產(chǎn)量40．7億噸，占世界開采總量的50．8%；進(jìn)口煤炭3．2億噸，出口0．03億噸。煤炭對外依存度為7．3%。煤炭工業(yè)是我國能源安全的基石，煤礦安全生產(chǎn)則是煤炭工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。得益于國家層面對煤礦安全生產(chǎn)的重視，一系列安全生產(chǎn)的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)得以制定和實施。1978年全國煤礦死亡率為9．44（人/Mt），2021年該指標(biāo)下降到0．044（人/Mt），煤礦安全生產(chǎn)狀況得以長足進(jìn)步。煤礦安全生產(chǎn)的現(xiàn)實需求帶給了礦用安全材料廣闊的市場空間，在煤礦瓦斯燃爆、冒頂、機(jī)電、運(yùn)輸、放炮、火災(zāi)、水害和其他共八大類別災(zāi)害中，瓦斯燃爆、冒頂、火災(zāi)、水害的死亡人數(shù)占比最高，且大部分屬較大、重大或特大事故，社會影響大。礦用安全材料主要用途為井下災(zāi)害的治理與開采輔助，其用途為利用材料的固有理化性質(zhì)，對礦井內(nèi)部進(jìn)行加固填充、防水防火，對存在災(zāi)害隱患的開采環(huán)境進(jìn)行提前防治，對災(zāi)害發(fā)生的地點(diǎn)進(jìn)行有效治理避免災(zāi)害的擴(kuò)大。礦用安全材料的廣泛使用有效降低了煤礦開采活動死亡率，為我國煤礦安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。（二）礦用安全材料行業(yè)現(xiàn)狀我國絕大部分煤礦屬于井工煤礦。井工煤礦開采作業(yè)較露天煤礦而言開采難度大、風(fēng)險高。由于開采環(huán)境相對狹小、地質(zhì)狀況相對復(fù)雜、通風(fēng)條件較差且易接觸地下水層等現(xiàn)實條件影響，井工煤礦作業(yè)往往伴隨著水害、火災(zāi)、瓦斯燃爆、煤塵和冒頂?shù)葹?zāi)害的威脅。面對各類井下災(zāi)害，井工煤礦工作者采取了積極的防治措施。早期，煤礦職工采用木材、煤礦渣、黃沙、水泥、混凝土等傳統(tǒng)材料進(jìn)行各類填充、加固等工作，此類材料易獲取，價格低廉，但性能較差；隨后，隨著化學(xué)工程與材料科學(xué)的發(fā)展，部分新型材料與傳統(tǒng)材料開始共同用于井下災(zāi)害治理領(lǐng)域。但由于技術(shù)不成熟，部分材料理化性能較差，安全性較差，對煤礦安全生產(chǎn)和職工人身安全造成了損失。當(dāng)前，為規(guī)范以上亂象，主管部門推行了礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志強(qiáng)制認(rèn)證和《煤礦加固、堵水、充填和噴涂用高分子材料通用安全技術(shù)規(guī)范》《煤礦井下注漿用高分子材料安全使用管理規(guī)范》《煤礦堵水用高分子材料》《煤礦加固煤巖體用高分子材料》《煤礦充填密閉用高分子發(fā)泡材料》等一系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提高了礦用安全材料的技術(shù)門檻，為煤礦安全生產(chǎn)工作和煤礦職工人身安全提供了可靠保證，也為礦用安全材料行業(yè)后續(xù)發(fā)展提供了理論和路線依據(jù)，促進(jìn)了礦用安全材料行業(yè)的有序發(fā)展。1、礦用安全材料與傳統(tǒng)建筑材料的區(qū)別（1）礦用安全材料理化性能要求煤礦開采地下作業(yè)中，常面臨地下水滲入、酸堿性腐蝕、煤層易燃、巖層斷裂等情形。復(fù)雜的作業(yè)面環(huán)境和多發(fā)的各類井下災(zāi)害對礦用安全材料提出了嚴(yán)苛的理化性能要求：一方面，礦用安全材料需根據(jù)種類不同滿足加固、堵水、防火、填充等多種基礎(chǔ)用途對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、韌性、阻燃性、致密性等理化指標(biāo)帶來的嚴(yán)苛指標(biāo)要求；另一方面，礦用安全材料應(yīng)具有可靠的耐用性，對各類環(huán)境影響具有較強(qiáng)的耐受性，能長期有效工作。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料其主要應(yīng)用場景單一，無法與礦用高分子安全材料理化性能一概而論。（2）礦用安全材料安全性要求礦用安全材料主要應(yīng)用場景為礦井下，通風(fēng)環(huán)境相對露天環(huán)境較差，且常與可燃物相接觸，并暴露在后續(xù)作業(yè)環(huán)境中，其安全性直接關(guān)系到煤礦安全生產(chǎn)工作和職工安全：一方面，礦用安全材料在施工過程中不可迅速產(chǎn)生大量熱量，不可迅速產(chǎn)生大量氣體，另一方面，礦用安全材料不應(yīng)本身具有較大毒性或可分解出有毒物質(zhì)威脅。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料對放熱、氣體生成以及劇毒物析出等方面的要求低于礦用安全材料。（3）礦用安全材料可施工性要求井下作業(yè)面對的災(zāi)害情形復(fù)雜，存在巖層斷裂帶加固、頂板加固、采空區(qū)填充、防火防水涂裝、封孔等各類情形，施工面不具有明顯的形狀，這對礦用安全材料的可施工性提出了較高要求：一方面礦用安全材料需以流體形式深入各斷層、裂縫形成整體結(jié)構(gòu)效果，另一方面礦用安全材料其應(yīng)用場景對時效性具有較高要求，需要其迅速反應(yīng)生成固結(jié)物。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料可接受的可施工性要求相對礦用安全材料而言較低。2、礦用安全材料主要類型自煤礦工業(yè)誕生起，礦用安全材料便開始應(yīng)用，而隨著科技水平的不斷提高，新技術(shù)不斷得到應(yīng)用，礦用安全材料也得以與時俱進(jìn)。上世紀(jì)，我國普遍使用粉煤灰、黃土、砂子和水泥等廉價易得的傳統(tǒng)材料用于煤礦災(zāi)害治理。傳統(tǒng)材料價格低廉且施工簡單，有一定程度的加固、填充、堵水及防滅火性能，曾一度是礦用安全材料的主流產(chǎn)品。傳統(tǒng)材料雖價格低廉，但其力學(xué)性能差、致密性低、穩(wěn)定性不高，治理效果較差，無法滿足越來越復(fù)雜的井下環(huán)境與越來越高的煤礦安全生產(chǎn)需求；隨著材料工程的發(fā)展，各類高分子材料以其優(yōu)異的性能受到了礦用安全材料行業(yè)重視。上世紀(jì)七十年代起，國外相繼研發(fā)出聚亞胺膠脂、酚醛樹脂等高分子材料用于煤礦安全和災(zāi)害治理領(lǐng)域，此類材料一般為灌漿材料，以流體形式封裝保存，使用時可向地層巖土孔洞、裂隙及采空區(qū)等進(jìn)行灌注漿液，漿液通過自身組分間化學(xué)反應(yīng)或與空氣反應(yīng)由流體轉(zhuǎn)化成固結(jié)體，可用于填充、包裹、結(jié)構(gòu)支撐等不同用途，起到防滅火、堵水、加固和填充密封等作用。當(dāng)前礦用安全材料的主要研究趨勢在于前沿新材料應(yīng)用與現(xiàn)有材料的改性。一方面，隨著材料科學(xué)、化學(xué)工程等基礎(chǔ)科學(xué)日新月異的發(fā)展，越來越多的先進(jìn)材料涌現(xiàn)，井下災(zāi)害治理作為前沿先進(jìn)材料的應(yīng)用領(lǐng)域之一，針對新材料應(yīng)用的研究未曾間斷，但新技術(shù)新材料的應(yīng)用需要長時間的應(yīng)用技術(shù)研究和可靠性研究，從材料出現(xiàn)，到最終形成產(chǎn)品需要較長周期；另一方面，現(xiàn)有礦用安全材料如聚氨酯、酚醛樹脂，技術(shù)成熟，但在可靠性、成本、效率等方面仍有大量提升空間，通過原料、輔料、催化劑的種類、配比變化、自身改性以及與其他材料的復(fù)合等方式，礦用安全材料可增強(qiáng)材料性能、克服材料固有短板，從而在面對更為復(fù)雜、極端的井下環(huán)境時仍能保持應(yīng)有的可靠性和穩(wěn)定性。復(fù)合材料行業(yè)市場發(fā)展態(tài)勢分析復(fù)合材料（composite;compositematerial）由兩種或兩種以上物理、化學(xué)性能不同的材料，通過物理或化學(xué)的方法復(fù)合而成，其中的組分相互協(xié)同作用，但彼此獨(dú)立，各自保持其固有的物理、化學(xué)和機(jī)械等特性，且其間存在界面的多相固體材料。各種材料在性能上互相取長補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。我國復(fù)合材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為基質(zhì)材料和增強(qiáng)劑材料，中游按照集體材料不同分為樹脂基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、水泥基復(fù)合材料和碳基復(fù)合材料，下游領(lǐng)域包括航天領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、風(fēng)電領(lǐng)域等。復(fù)合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強(qiáng)粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復(fù)合而成。20世紀(jì)40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強(qiáng)塑料（俗稱玻璃鋼），從此出現(xiàn)了復(fù)合材料這一名稱。目前，我國較為主流的復(fù)合材料有碳纖維復(fù)合材料，主要應(yīng)用與風(fēng)電葉片，在碳中和的政策指引下，預(yù)計該類復(fù)合材料的需求將持續(xù)增加;其次玻璃纖維復(fù)合材料作為裝配式建筑的一部分也有較高的需求;芳綸纖維復(fù)合材料的應(yīng)用范圍稍少于前兩種材料，多數(shù)用于航空航天領(lǐng)域。目前，全球復(fù)合材料第一大技術(shù)來源國為中國，中國復(fù)合材料專利申請量占全球復(fù)合材料專利總申請量的78%;其次是日本，日本復(fù)合材料專利申請量占全球復(fù)合材料專利總申請量的12%。美國和韓國雖然排名第三和第四，但是與排名第一的中國專利申請量差距較大。復(fù)合材料是人們運(yùn)用先進(jìn)的材料制備技術(shù)將不同性質(zhì)的材料組分優(yōu)化組合而成的新材料。一般定義的復(fù)合材料需滿足以下條件:（i）復(fù)合材料必須是人造的，是人們根據(jù)需要設(shè)計制造的材料;（ii）復(fù)合材料必須由兩種或兩種以上化學(xué)、物理性質(zhì)不同的材料組分，以所設(shè)計的形式、比例、分布組合而成，各組分之間有明顯的界面存在;（iii）它具有結(jié)構(gòu)可設(shè)計性，可進(jìn)行復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計;（iv）復(fù)合材料不僅保持各組分材料性能的優(yōu)點(diǎn)，而且通過各組分性能的互補(bǔ)和關(guān)聯(lián)可以獲得單一組成材料所不能達(dá)到的綜合性能。復(fù)合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬?，F(xiàn)代高科技的發(fā)展離不開復(fù)合材料，復(fù)合材料對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有著十分重要的作用。復(fù)合材料的研究深度和應(yīng)用廣度及其生產(chǎn)發(fā)展的速度和規(guī)模，已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。進(jìn)入21世紀(jì)以來，全球復(fù)合材料市場快速增長，亞洲市場增長較快，尤其中國是復(fù)合材料增長最快、最大的生產(chǎn)和消費(fèi)國，風(fēng)能、大型飛機(jī)、汽車工業(yè)、建筑業(yè)、造船、環(huán)保等成為市場的主導(dǎo)力量。中國的大市場吸引了國外一些知名復(fù)合材料企業(yè)入住，例如Hexcel、Gruit、Vestas、RTP、Alcan、Menzolite、空客、Samtechap、Huntsman等，紛紛在中國建廠或擴(kuò)產(chǎn)，均取得良好的效益，Vestas宣稱已接下100套風(fēng)電葉片訂單。從全球來看，復(fù)合材料在交通運(yùn)輸領(lǐng)域需求較大，以及工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，分別占據(jù)24%和26%的需求量;而國內(nèi)的復(fù)合材料目前主要集中于建筑與結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，作為主力的交通運(yùn)輸及工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域發(fā)展空間巨大。隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，新能源、環(huán)保、高端裝備制造等其他新興產(chǎn)業(yè)的加快發(fā)展，國內(nèi)高性能纖維復(fù)合材料需求將日漸強(qiáng)勁。其中交通運(yùn)輸、工業(yè)設(shè)備發(fā)展推動高分子復(fù)合材料增長潛力很大，從子行業(yè)應(yīng)用看，航天航空、汽車、風(fēng)電等行業(yè)需求增長力度較強(qiáng)。根據(jù)2019年我國玻璃纖維復(fù)合材料的產(chǎn)量以及其產(chǎn)量占復(fù)合材料產(chǎn)量的比例，結(jié)合碳纖維的快速發(fā)展，按照目前我國復(fù)合材料產(chǎn)量增速來看，以10%的保守增速發(fā)展，預(yù)測到2025年，中國復(fù)合材料產(chǎn)量有望超過1116萬噸。數(shù)據(jù)顯示，2020年我國玻璃纖維及制品工業(yè)主營業(yè)務(wù)收入（不含玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料制品部分）同比增長9．9%，利潤總額同比增長56%，全年利潤累計超過117億元。隨著下游行業(yè)復(fù)產(chǎn)復(fù)工和風(fēng)電等細(xì)分市場需求快速增長，各類玻纖紗及制品產(chǎn)品自三季度起實現(xiàn)了多輪價格上調(diào)，部分玻纖紗產(chǎn)品價格達(dá)到或接近歷史最好水平，行業(yè)整體利潤水平提升明顯。與玻璃纖維行業(yè)相比，復(fù)合材料制品行業(yè)目前正處于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化過程中，在政府環(huán)保等規(guī)范管理政策高壓和骨干企業(yè)良好表現(xiàn)示范引導(dǎo)下，已經(jīng)有越來越多的復(fù)合材料制品企業(yè)逐步轉(zhuǎn)變發(fā)展思路，主動實施污染環(huán)保治理，加強(qiáng)管理，提升企業(yè)的專業(yè)化生產(chǎn)與服務(wù)水平。對此，行業(yè)要加強(qiáng)規(guī)范管理引導(dǎo)，確保轉(zhuǎn)型發(fā)展持續(xù)推進(jìn)。與此同時，全行業(yè)更要做好科學(xué)規(guī)劃、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，并積極爭取相關(guān)政策引導(dǎo)與扶持，努力做大做強(qiáng)復(fù)合材料制品深加工業(yè)。一方面要緊跟全球復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展趨勢，學(xué)習(xí)借鑒國