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工业防腐防磨行业市场上下游产业结构分析及细分应用市场前景预测

工业防腐防磨行业市场上下游产业结构分析及细分应用市场前景预测

 

1)工业防腐防磨行业的定义:在工业领域,腐蚀是指物质在周围介质作用下产生损耗与破坏的过程,磨损是指物质因为摩擦或使用而造成的几何尺寸变小的过程。腐蚀与磨损现象广泛存在于工业领域的各类设备中,是造成材料损失、设备损坏、停工检修的主要原因之一。此外,随着我国经济迈入高质量发展阶段,工业领域需要实现产业转型升级和提质增效,这对工业设备的作业参数与作业环境提出了更高的要求,而工业设备在更高的作业参数、更复杂的作业环境下运行会进一步加剧腐蚀与磨损问题。因此,腐蚀与磨损不仅是工业生产中的常见问题,更是阻碍行业发展和产业升级的重要因素。

工业防腐防磨行业是表面工程技术与工业设备制造的交叉领域,在工业设备的生产过程中,通过使用表面工程技术对工业设备或工件表面进行处理,使其表面成分或结构发生改变,从而提升其耐腐蚀、耐磨损的性能。防腐防磨相关的技术和产品能有效解决节能环保、电力、能源、化工、冶金、造纸等行业设备的腐蚀、磨损问题,达到延长设备的使用寿命、减少物料消耗、降低停工损失、以及提高工作效率的目的,对于节能降耗、提质增效、循环经济的发展具有重要意义。

2)工业防腐防磨主要技术介绍:工业防腐防磨性能主要通过表面改性技术实现。表面工程技术主要包括表面改性技术、表面加工技术及表面合成材料技术。其中,表面改性技术主要指赋予零部件、元器件表面以特定的物理、化学性能的技术,特定的表面性能主要包括高强度、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、耐高温等。按照工艺特点的不同,表面改性技术可以分为表面组织转化技术、表面涂镀技术、表面合金化和掺杂技术等三大类。

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其中,表面涂镀技术可以根据设备或工件的用途灵活选择或者设计表面材料成分,控制表面性能,是目前应用范围较广、技术成熟度较高的工业防腐防磨技术。与表面涂镀技术相比,表面组织转化技术在高温条件下防腐蚀性较差,表面合金化和掺杂技术形成的合金层和掺杂层相对较薄,难以实现良好的防腐防磨效果。因此,表面涂镀技术与表面组织转化技术、表面合金化和掺杂技术的应用领域差异较大,在工业防腐防磨领域被替代的风险相对较小。

对于工业防腐防磨行业而言,工业设备的作业环境较为复杂,这要求通过表面技术处理后的防护面不仅具有较强的防护性,还应该具有较强的牢固性。在高温环境下,常用于工业防腐防磨行业的表面涂镀技术主要为堆焊技术、热喷涂、喷焊技术等。

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堆焊技术、热喷涂技术、喷焊技术的对比情况和优缺点如下:

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堆焊技术在防腐层结合力、防护稳定性、使用寿命方面存在明显优势,可以实现工业设备在强腐蚀、易磨损、高温、高压等复杂环境下的安全、稳定、长周期、高效率运行,可以降低设备检修、更换损失及停工损失。随着技术的进步、产能的提升和生产效率的提高,堆焊技术已经在垃圾焚烧发电领域实现了产业化应用,并在生物质发电、燃煤发电、化工、能源、冶金、造纸等领域实现了良好应用,逐渐成为强腐蚀、易磨损、高温、高压等复杂环境下工业设备防腐防磨的主流技术路线,被替代的风险较小。

中金企信国际咨询公布的《2022-2028年工业防腐防磨行业市场竞争格局调查分析及发展战略规划评估预测报告

3)工业防腐防磨行业的重要性:

①腐蚀与磨损现象普遍存在于工业领域,造成较大经济损失,工业防腐防磨行业是实现节能降耗、发展循环经济的重要支撑:腐蚀与磨损现象广泛存在于工业领域,是造成材料损失、设备损坏、停工检修的主要原因之一,导致严重的资源浪费和巨大的经济损失。从宏观方面来看,根据2004年中国工程院院士柯伟主编的《中国腐蚀调查报告》,我国每年因为腐蚀所造成的经济损失占国民生产总值的5%左右。根据中金企信统计数据:2015年我国因腐蚀造成的损失约为2.1278万亿元人民币,约占国内生产总值的3.34%,经济损失规模较大。从微观方面来看,以垃圾焚烧发电企业为例,如果因腐蚀与磨损导致垃圾焚烧锅炉爆管,仅进行停工检修、设备更换一般就需要15天左右,这不仅会导致停工检修及设备更换等直接损失,还会造成垃圾处理能力下降、发电量降低等间接损失,而且会带来城市生活垃圾堆积等严重的社会环境问题,给社会生产生活造成较大影响。

工业防腐防磨的相关技术和产品有助于缓解工业领域的腐蚀、磨损问题,减少设备损坏或停工频次、延长设备的使用寿命,从而降低因腐蚀磨损而造成的经济损失,是我国实行节能降耗、发展循环经济的重要支撑。

②腐蚀与磨损问题存在较大的潜在生态及安全危害,工业防腐防磨相关技术和产品是有效的解决途径之一:在工业领域,各类锅炉、压力容器、能源及化工管道等重要设备,常年处于复杂、恶劣的工作环境中,容易出现腐蚀与磨损问题,形成较大的安全隐患。一旦安全隐患未及时排除,则会引发破裂、爆管等事故,可能导致工业原料及其他有害物质的泄露,造成爆炸、环境污染及人员伤亡等危害。采用工业防腐防磨相关技术和产品,能够提高工业设备防腐防磨的性能,减少安全隐患,实现提前防护,有效降低腐蚀与磨损造成的潜在生态及安全危害,保障重要工业设备及设施的安全、稳定、长期运行。

③工业防腐防磨相关技术和产品能以较低成本提高设备或工件的性能,节约了贵重金属材料,更有利于推广普及:工业防腐防磨行业是典型的交叉性行业,属于表面工程技术与工业设备制造的交叉领域,通过对工业设备或工件表面进行技术处理,使其表面成分或结构发生改变,从而提升其耐腐蚀、耐磨损的性能。工业防腐防磨相关技术和产品是对普通、常用的金属材料(如普通钢材)表面进行处理,与设备或工件整体采用高性能合金材料相比,不仅节约了大量贵重金属材料,更大幅降低了实现相似性能的其他开发及应用成本,具有明显的经济性,有利于在工业领域的推广普及。

④工业防腐防磨相关技术和产品的应用有助于下游行业实现效率提升,促进产业转型升级:通过工业防腐防磨相关技术和产品的应用,不仅可以提高工业设备防腐防磨性能、延长其使用寿命,还能够有效保障工业设备工作效率的提升,有效促进下游行业的提质增效与转型升级。

以垃圾焚烧发电行业为例,近年来,随着人民生活水平的不断提高及垃圾分类工作的有效推进,生活垃圾的产生量与热值也在持续升高,对垃圾焚烧发电企业的运营效率提出了更高要求。同时,《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》、《关于<关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见>有关事项的补充通知》等政策的相继出台,确定了垃圾焚烧发电项目的全生命周期补贴时长以及享受补贴最长年限,一定程度上降低了垃圾焚烧补贴力度,进一步促使垃圾焚烧发电企业提升发电效率、提高盈利能力、实现转型升级。

提高垃圾焚烧时的温度、压强等作业参数是提升垃圾焚烧发电效率、提高垃圾焚烧发电收入的有效方式。例如,在垃圾热值、焚烧处理能力、余热回收效率等参数相同的前提下,中温次高压作业环境下每吨垃圾发电量及发电效率显著高于中温中压作业环境下的数据:

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更高的作业参数虽然提高了垃圾焚烧发电效率,但是会进一步加剧垃圾焚烧设备的腐蚀、磨损速度,导致设备损坏甚至提前报废,造成较高的运营成本。工业防腐防磨产品较好的匹配了垃圾焚烧发电企业的迫切需求,保障垃圾焚烧锅炉可以在更高作业参数下安全、稳定、长期运行,有助于垃圾焚烧发电企业实现效率提升和转型升级。

2、工业防腐防磨行业的产业链情况:工业防腐防磨行业的上游行业为基材(例如钢材)、金属合金材料、保护性气体和焊接设备,下游行业包括节能环保、电力、能源、化工、冶金、造纸等工业领域,行业上下游产业链情况如下图所示:

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1)上游行业与本行业的关联性分析:工业防腐防磨行业的上游主要包括以钢材为主的基材、以镍基焊材为主的金属合金材料、以“惰性气体”为主的保护性气体、以焊接电源为主的焊接设备等,上游行业的主要特点及与本行业的关联性如下: 

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2)下游行业与本行业的关联性分析:工业防腐防磨行业下游为各类受设备腐蚀与磨损问题影响的工业领域,主要包括节能环保、电力、能源、化工、冶金、造纸等行业。

从设备腐蚀与磨损问题的严重性及应用需求的迫切性来看,垃圾焚烧发电行业对工业防腐防磨技术和产品的需求较大。近年来,我国相关部门及各级政府出台了多项政策措施,鼓励和推进垃圾焚烧项目的建设,垃圾焚烧发电行业得到快速发展。垃圾焚烧发电行业内新增项目建设需求、既有项目改造需求等对工业防腐防磨行业存在一定影响。同时,随着垃圾焚烧发电行业进入提质增效与转型升级的关键期,垃圾焚烧发电企业将更加关注通过新产品及新技术应用提升垃圾焚烧发电效率,这将进一步推动工业防腐防磨产品在垃圾焚烧发电领域的应用。

垃圾焚烧发电企业采购的工业防腐防磨产品是垃圾焚烧发电余热回收锅炉的重要部件,发挥着关键的作用,且通常采购金额相对较大,客户一般比较慎重选择供应商。因此,是否具有成功应用案例、行业口碑、规模化的生产及交付能力、较好的产品质量和性价比等是影响行业内企业发展的关键要素。

此外,工业防腐防磨行业的其他下游行业还包括电力、能源、化工、冶金、造纸等行业。这些行业内政策的变化、产业转型升级、技术进步、景气程度、需求变化等因素都将影响工业防腐防磨行业的技术创新、产品应用和市场需求。在这些领域,高效、节能、环保已成为重要工业设备发展的方向之一,下游行业对设备或工件的安全性、稳定性、高效性的要求也在日益提高,这将有利于促进工业防腐防磨行业的持续发展。

3、行业下游应用领域的发展情况:

1)垃圾焚烧发电行业:

①随着我国经济持续发展以及城镇化水平的不断提高,垃圾产生量不断增长,垃圾处理的需求持续上升:近年来,我国的经济呈现出良好的发展态势,国内生产总值与居民人均可支配收入不断提高。根据国家统计局数据,2013年至2019年,我国国内生产总值由59.30万亿元增长至99.09万亿元,年复合增长率为8.93%,人均可支配收入由1.83万元增长至3.07万元,年复合增长率为9.01%。此外,随着我国经济实力的不断增强,以及《国家新型城镇化规划(2014-2020年)》等政策的推进,我国人口健康、有序的向城镇流动,城镇规模不断扩大,城镇化水平不断提高。根据国家统计局数据,2019年我国城镇化率已达60.60%

随着我国人均可支配收入及城镇化水平的不断提高,居民在日常生产生活中产生的各种垃圾废弃物数量持续增加。根据国家统计局数据,2013年至2019年,我国城市生活垃圾清运量由17,238.60万吨增长至24,206.20万吨,年复合增长率约为5.82%,并且呈现持续上升的趋势,城市生活垃圾处理需求不断增加。根据《中国环境报》数据,预计到2025年我国垃圾年清运量将达到4.4亿吨,较2019年有较大幅度提高。

②随着垃圾处理技术的进步以及社会环保意识的提升,我国生活垃圾无害化处理占比不断提高:近年来,随着我国垃圾处理技术不断进步以及社会环保意识的不断提高,我国垃圾无害化处理工作力度不断加大,生活垃圾无害化处理程度也在稳步增长。

2019年,我国城市生活垃圾无害化处理量达到24,012.80万吨,2013年至2019年我国城市生活垃圾无害化处理量的年均增长率为7.69%,城市生活垃圾无害化处理率已由89.30%增至99.20%,无害化处理已成为城市生活垃圾处理的最主要方式。

③垃圾焚烧逐渐成为我国生活垃圾无害化处理的主流处理方式,垃圾焚烧处理量的提升带动了生活垃圾焚烧无害化处理厂的投资建设及上游设备等相关行业的发展生活垃圾无害化处理主要有填埋、焚烧与堆肥三种主要方式。各种处理方式的具体对比如下:

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填埋处理对土地的要求较高,并存在对地表及地下水资源二次污染风险。堆肥处理对垃圾有机物含量的要求较高,并存在成本高、收益低等问题。焚烧处理在经济效益、土地占用、市场化程度、污染控制与可持续性等方面较前两种处理方法有一定优势,近年来焚烧逐渐成为主流的无害化垃圾处理方式。

根据国家统计局数据,2013年至2019年,我国焚烧处理量由4,633.70万吨增至12,174.20万吨,年复合增长率为17.47%,焚烧处理占无害化处理总量的比例由30.10%增至50.70%,已经取代卫生填埋成为我国最主要的垃圾处理方式。

根据《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》,到2025年底,全国城镇生活垃圾焚烧处理能力达到80万吨/日左右,城市生活垃圾焚烧处理占比达到65%左右。

因此,与目前垃圾焚烧处理水平相比,2025年我国垃圾焚烧处理量及占比将较大幅度提高,短中期将继续为上游防腐防磨行业提供增量市场空间。垃圾焚烧处理需求的增加也带动了焚烧无害化处理厂的投资建设,从而带动了上游垃圾焚烧发电余热锅炉及相关防腐防磨产品的市场需求。根据国家统计局数据,截至2019年底,我国生活垃圾焚烧无害化处理厂数达389座,2013年至2019年年均复合增长率为15.25%

④我国对垃圾焚烧发电行业的支持政策保持了较好的连贯性,为发行人短中期的经营提供了较好的政策环境:我国对垃圾焚烧发电行业的支持政策保持了较好的连贯性。近年来,生态文明建设成为社会发展的重要内容之一,特别是党的十九大提出将“污染防治攻坚战”作为“三大攻坚战”之一,污染防治与环境保护逐渐成为社会各界的关注重点。

垃圾焚烧发电可以有效实现垃圾的“减量化、资源化、无害化”处理,对于污染防治与环境保护发挥着重要作用,近年来国家出台了一系列相关政策支持垃圾焚烧发电行业的发展,相关支持政策保持了较好的连贯性,这将有助于垃圾焚烧发电行业及其上游配套产业保持良好的发展趋势。

从具体规划看,国家对垃圾焚烧发电行业的相关规划保持了较强的连续性。“十二五”、“十三五”及“十四五”期间,国家相关部委均出台了生活垃圾处理设施建设的规划,对垃圾焚烧的重视程度不断提高,持续鼓励垃圾焚烧发电行业的发展。

 

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与“十三五”规划相比,在垃圾焚烧方面“十四五”规划更加突出了垃圾焚烧的重要性,明确提出“到2025年底,全国城镇生活垃圾焚烧处理能力达到80万吨/日左右,城市生活垃圾焚烧处理占比达到65%左右”,相比“十三五”规划目标仍有较大幅度提升,这将进一步为垃圾焚烧发电行业以及上游相关配套产业释放市场空间。

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⑤我国生活垃圾处理量预计将持续增长,垃圾焚烧发电行业具有进一步发展空间,将进一步为上游设备等相关行业创造增量市场:根据国务院印发的《国家人口发展规划(20162030年)》,预计到2030年,我国总人口约为14.5亿人,常住人口城镇化率将达到70%左右,城镇常住人口将在20198.48亿人的基础上增加约20%。城镇人口规模的进一步提升将导致城镇生活垃圾产生量的持续增长。此外,《乡村振兴战略规划(20182022年)》明确提出以建设美丽宜居村庄为导向,以农村垃圾、污水治理和村容村貌提升为主攻方向,开展农村人居环境整治行动,全面提升农村人居环境质量。随着乡村振兴战略的深入推进,农村垃圾处理需求也将成为我国垃圾处理行业重要增长点。

截至20201231日,根据我国19个省级政府出台的垃圾焚烧处理中长期规划,到2035年,要进一步提高生活垃圾焚烧处理占比,增加垃圾焚烧发电量与装机规模,增加垃圾焚烧发电领域的投资金额。上述19份规划中明确规定用于垃圾焚烧发电行业的投资总额超过2,200亿元,2035年前预计累计新增(扩建)的垃圾焚烧设施至少749座。因此,垃圾焚烧发电行业的进一步发展,也将继续带动垃圾焚烧发电余热锅炉及相关防腐防磨产品发展,为上游行业创造增量的市场空间。

我国《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》等文件已明确提出了生活垃圾焚烧处理能力、城市生活垃圾焚烧处理占比的阶段性目标,且随着经济的发展及城镇人口的增长,城市的垃圾产生量在持续增长,垃圾焚烧发电厂作为城市垃圾清运的重要基础设施,在全国范围内其整体建设进度需要与垃圾产生量及处理需求的增长相匹配,这个需求是客观存在的。

因此,从短中期看,我国将新建的垃圾焚烧发电厂数量仍然较多,将继续带动上游防腐防磨行业的发展,在垃圾焚烧发电厂投资建设方面不存在较大的不确定性。从长期来看,按照2035年前预计至少新增749座垃圾焚烧设施,以及防腐防磨堆焊装备在垃圾焚烧发电市场的渗透率估计,2035年前预计防腐防磨堆焊装备在垃圾焚烧发电市场的增量市场空间为7991亿元。

⑥垃圾焚烧发电行业逐步向提升垃圾焚烧发电效率、实现产业转型升级的方向转变,将为上游工业防腐防磨行业释放存量项目改造的市场空间:20204月,全国人大常委会通过修订《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,垃圾分类首次写入国家立法。在垃圾分类政策的推动下,厨余垃圾等低热值垃圾与其他垃圾将分离处理,需焚烧处理的生活垃圾平均热值将提高,垃圾燃烧会释放出更多热量。高热值生活垃圾中含有较高比例的腐蚀性元素,在燃烧过程中会产生更高浓度的腐蚀介质,容易对锅炉压力部件的受热面造成更为严重的腐蚀、磨损。垃圾分类的实施将对现有垃圾焚烧设备的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能提出更高要求,将推动存量垃圾焚烧项目进行工业防腐防磨的升级改造。

此外,2020年出台的《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》、《关于<关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见>有关事项的补充通知》等政策,提出非水可再生能源发电已进入产业转型升级和技术进步的关键期,规定了垃圾焚烧项目的补贴上限,一定程度上降低了垃圾焚烧发电的补贴力度。在补贴政策调整的背景下,继续使用原有设备、保持原有低效模式会降低垃圾焚烧发电效率、降低垃圾焚烧发电运营企业的经济效益。在此背景下,下游客户存在更新垃圾焚烧设备、提高垃圾焚烧发电效率的潜在需求。

根据国家统计局数据,截至2019年底,我国生活垃圾焚烧无害化处理厂数达389座,且大多数未采用防腐防磨堆焊等防护措施。因此,随着垃圾焚烧发电行业逐步向提升垃圾焚烧发电效率、实现产业转型升级的方向发展,将为上游工业防腐防磨行业创造存量项目改造的市场空间。

根据生态环境部数据,截至2020年底,我国生活垃圾焚烧发电锅炉为1,314台,存量项目较多,且大多数未采用防腐防磨堆焊等防护措施。因此,随着垃圾焚烧发电行业逐步向提升垃圾焚烧发电效率、实现产业转型升级的方向发展,将

⑦海外垃圾焚烧发电市场较大,将为我国工业防腐防磨行业带来较大的市场空间:日益增长的垃圾产生量逐渐成为世界性问题。根据世界银行的数据,2016年至2050年,全球垃圾产生量预计将从20.1亿吨跃升至34.0亿吨,垃圾产生量的增加为垃圾焚烧发电行业及上游产业的发展提供了广阔的海外市场。

在发展中国家,随着近年来经济的快速发展以及城镇化进程的加快,垃圾产生量不断上升,仅仅依靠垃圾填埋已难以满足垃圾处置的需求,垃圾处理逐渐向垃圾焚烧和垃圾资源化方向转变。此外,随着经济发展与社会进步,发展中国家每年新增用电量逐步增加,发展垃圾焚烧发电一定程度上可以弥补每年新增电力缺口。发展中国家垃圾焚烧发电设施较少,大多数国家的垃圾焚烧发电处于发展初期,新增垃圾焚烧发电项目的投资、建设存在较大的发展前景。

在发达国家和地区,垃圾焚烧行业发展相对成熟,垃圾焚烧设施数量较多。根据日本环境省发布的《2011年日本废弃物管理》,2011年日本垃圾焚烧设施数量超过1,000座;根据中国环境出版集团数据,2006年欧洲生活垃圾焚烧发电(供热)厂已达到425座。由于欧洲、日本等发达国家和地区垃圾焚烧设施建设时间较早,垃圾焚烧锅炉存在升级、改造需求。

在防腐防磨堆焊领域,我国在技术、生产规模、制造成本等方面均具有一定优势,海外垃圾焚烧发电市场将为我国工业防腐防磨行业带来较大的发展空间。在海外垃圾焚烧发电领域的增量市场,根据《中国城镇生活垃圾焚烧发电产业发展报告》以及国家统计局数据,2016年全球垃圾焚烧厂超过2,100座,其中海外垃圾焚烧厂数量超过1,850座。根据世界银行的数据,2016年至2050年,全球垃圾产生量预计将从20.1亿吨跃升至34.0亿吨,增幅为69.15%,年复合增长率为1.56%。垃圾产生量的增加将会提高垃圾处理需求,需要建设更多垃圾处理设施。假设全球垃圾产生量以每年1.56%的速度增长,2035年全球垃圾产生量预计将达到26.96亿吨,与2016年相比增加34.14%。假设海外垃圾焚烧锅炉在2016年数量的基础上增加34.14%,即增加1,579台,将为防腐防磨堆焊装备带来6777亿元的增量市场空间。

目前防腐防磨堆焊装备的使用寿命为10年以上,因此在2035年之前,海外垃圾焚烧发电设备预计存在改造需求,海外垃圾焚烧发电设备存量改造将带来7282亿元的市场空间。

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