陶瓷纖維——碳中和節能耐火材料

陶瓷纖維——碳中和節能耐火材料

今后，我國將加快冶金、石化行業替代傳統耐火材料的能源消耗擴張，加快新型耐火材料能源消耗擴張；該行業重要下游石化行業的大型煉化產能已進入擴產期（十四五新增產能是十三五新增產能的兩倍），帶動了對陶瓷纖維的需求；能源消耗的雙重控制導致行業內小產能的退出，有利于行業競爭格局的改善。

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陶瓷纖維簡介

陶瓷纖維是一種輕質耐火纖維，由陶瓷材料經熔融成型而成。它是一種新型耐火材料。主要原材料有煤矸石、石英砂、氧化鋁粉等，產品種類有棉、毯、氈、板、紙、組件、異形件、紡織品等，主要用于工業窯爐的防火、管道保溫、石化、冶金、有色金屬、電力、建材、，造船等行業輻射隔熱等領域。

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在碳中和的大趨勢下，新型耐火陶瓷纖維（具有更好的節能降耗性能）將加速取代傳統耐火材料，需求將加速擴張

中國的陶瓷纖維具有低滲透性，未來有很大的改進空間

根據中國保溫節能材料協會的數據，預計2020年國內耐火保溫材料市場規模將超過3000億元；根據冶金工業信息標準研究所的數據，2020年中國耐火材料市場規模約為1180億元；相當于2020年1180億耐火材料和近1820億隔熱材料的市場規模。

據統計，陶瓷纖維在我國耐火材料中僅占3%，透氣性還有很大提高空間。陶瓷纖維占保溫材料的比例不足1%，還有很大的改進空間。

在碳中和條件下，高耗能行業的節能減排需求正在加快，陶瓷纖維作為節能減排的主要材料之一具有良好的經濟效益

碳中和是該行業的一個創新機會。石油化工、冶金、有色金屬、建材、電力等行業是國家重點關注的高排放行業，節能減排有著巨大的剛性需求。大多數企業在技術改造、節能減排方面做得不好。在碳中和政策下，相關行業必須加快節能減排步伐。

作為節能減排的主要材料之一，陶瓷纖維的市場需求將會增加。

在碳中和作用下，新型耐火陶瓷纖維（具有更好的節能降耗性能）將加速替代傳統耐火材料

1） 與傳統陶瓷窯爐相比，可降低能耗，利用陶瓷窯爐的核心材料，提高能源效率；2） 單位重量小，可延長窯的使用壽命。它有助于下游產業節能降耗。

陶瓷纖維的節能效果可以量化。

使用陶瓷纖維相當于節約標準煤和減少二氧化碳排放。據原國家經貿委、原國家科委測算，單位陶瓷纖維每年可節約標準煤熱能200噸。

注：標準煤是指發熱量為7000 kcal/kg（kg）的煤。它是標準能量的代表。由于煤炭、石油、天然氣、電力和其他能源的熱值不同，為了比較它們，以便計算和調查國民經濟各部門的能源消耗和利用效果，通常采用標準煤的標準換算單位。

陶瓷纖維的應用可以降低能耗和施工成本。國內外有案例和經驗數據：

1） 在冶金行業，中國政府部門估計，全陶瓷纖維焦爐的爐頂結構可減少約52.3%的熱損失，而焦爐每年可節省350噸標準煤。一家日本公司對耐火材料和中間包的設計進行了重大改進，最終節省了近50%的運營成本和約50%的勞動力；韓國一家公司的兩種中間包均采用高檔隔熱陶瓷纖維爐襯，每包材料消耗分別從1200公斤減少到700公斤和500公斤。僅保溫中間包工作襯可節約耐火材料成本58%，延長永久襯的使用壽命。

2） 在石化行業，中國政府部門還計算出，一家中型煉油廠（總容量為250*100W kcal/h）的所有加熱爐更換為陶瓷纖維爐襯后，每年可節省4700噸燃油；對于熱負荷為37.5*100W kcal/h的加熱爐，陶瓷纖維爐襯重量減少1/3，基本成本減少20%，爐襯成本減少35%，爐子總成本減少10%，施工工時減少53%。姚慶增在《應用》一文中介紹了陶瓷纖維在石化加熱爐中的應用

其他例子：

與傳統耐火磚相比，陶瓷纖維具有明顯的優異性能，不僅節能導熱，而且重量輕，施工方便。從爐子保護的角度來看，用耐火磚澆注材料建造的爐子應上升到1000度以上，周期可為三天、五天或兩周。上升到1000度并不意味著你可以通過點火或燃燒將油直接輸送到1000度。你應該先發到100多個，200多個，300多個。穩定需要多長時間后，慢慢穩定磚塊的結構，使其能夠承受，然后提高溫度。這不像在進行維護時拔下電源。當油停止時，它會下降。慢慢停下來需要三五天。維修很麻煩。陶瓷纖維施工完成后，直接拉閘1000次以上沒有問題，只要拉閘檢修就沒有問題。

此外，未來陶瓷纖維的下游應用領域還有拓展空間，包括環保除塵、鋰電池、光伏光熱、軌道交通等諸多領域

目前，陶瓷纖維行業正處于產業發展周期的增長期。陶瓷纖維除了在傳統工業領域的應用普及度提高外，還可以應用于光伏光熱、環保除塵、鋰電池等諸多領域。在擴張領域仍有很大的潛力可挖掘。

1） 環保、除塵過濾管新業務。傳統金屬除塵管單一的除塵功能已不能滿足環保要求，成本高，使用壽命短。高溫纖維除塵濾管通過在工藝過程中加入催化劑實現脫硫脫硝。在除塵過程中更加環保，行業的長期發展空間有望達到200億元。產品可用于鋼鐵、有色金屬、玻璃、焚燒等工業尾氣的處理。

2） 對于鋰電池來說，從安全角度來說，當地溫度過高，導致爆炸。這種隔熱應用需要，內部結構防止熱傳遞。它仍處于研發的早期階段；D

3） 軌道交通，隔熱。

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重要下游進入擴產期：“十四五”石化行業大型煉化擴能規模是“十三五”的兩倍，拉動了陶瓷纖維需求

陶瓷纖維主要用于精煉和化工環節。石化精煉和化工一體化已成為一種趨勢，這對工業爐的質量提出了更高的要求，并促使陶瓷纖維取代傳統耐火材料。

“十三五”期間，實際完成大型煉化項目約1.2億噸。據觀察，“十四五”期間，“三桶油”和恒立石化、榮盛石化等民營企業已成為大型煉油化工項目的主要投資力量。據公共項目統計，規劃總登陸能力達到2.3億噸，明顯高于“十三五”規劃。

“十四五”期間，大型煉化產能為何大幅增長？

1）行業馬太效應：上一輪供給側改革+環保治理后，小企業被淘汰。這一輪疫情還導致許多小企業退出。大企業利潤豐厚，有資金擴大再生產。他們憑借自身的資本和成本優勢進行擴張，進一步搶占市場份額。

2） 大多數擴能項目都是煉油和化工一體化項目，重點是乙烯方向。國內乙烯供應存在缺口，依賴進口。

3） 另一個原因是，在碳中和作用下，石化行業也是一個高能耗行業。大型企業希望利用“十四五”最后一個良好窗口期擴大產能，建立更好的規模壁壘。

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在供給方面，在能源消耗的雙重控制政策下，行業內小企業的生產能力降低，行業競爭格局改善

根據國家能源消費雙控政策評估，許多地方節能降耗形勢十分嚴峻

在山東?。ㄕ贾袊沾衫w維產能的50%），在能源消費的雙重控制政策下，4-5月，小企業產能關閉30萬噸，關閉率為60%，占行業總產能的30%。

國內陶瓷纖維生產企業約220家，多為小型企業，主要集中在山東、內蒙古、河南、四川等地，其中山東生產能力最大（占50%）。

全國陶瓷纖維產能100萬噸，其中山東陶瓷纖維產能50萬噸，占全國陶瓷纖維產能的一半。山東擁有中國最多的陶瓷纖維企業。

受能源消費和環境保護雙重調控政策影響，山東約有70家小企業關停，產能30萬噸，占行業總產能的60%。

從4月到5月，大部分工廠已直接關閉，一小部分生產能力已搬遷。這部分產能也很難轉移到外部世界。各地對能源消耗總量和能源強度的控制政策相同，因此這部分產能也難以承擔。

此前，山東的小型陶瓷纖維企業享受著電解鋁廠提供的廉價電力。山東有兩家著名的電解鋁企業，一家是魏橋，另一家是新發鋁業。這兩家企業也位于陶瓷纖維企業集中的地區。因為他們可以享受這兩家電解鋁企業擁有的發電廠提供的內部電力供應，所以電價比市場價格便宜10多美分。（注：電解鋁廠一般自備電廠，以保證用電安全，不怕停電）

然而，由于今年能源消耗的雙重控制，電解鋁行業本身沒有太大的空間，因此沒有足夠的空間來滿足這些陶瓷纖維企業的電力需求。此外，這些地區今年的環境保護壓力很大，當地政府也對一些小企業采取了較為嚴格的管控措施。小企業的生產能耗水平較高，這也是能源消費雙重控制政策的目標之一。

注：電解鋁是一個高能耗、高碳排放的行業。生產一噸電解鋁的碳排放量大約是鋼鐵的6.2倍。在“碳中和”背景下，國家嚴格控制電解鋁新增產能和電力成本，山東省電解鋁產量占全國20%以上。

領先企業的能耗水平比行業低20%。近年來，隨著龍頭企業生產技術的進步，生產成本控制越來越好，電耗控制也有所改善。在勞動力方面，自動化生產線也在推廣，綜合成本逐年下降。