2023年高性能聚酰亚胺(PI)膜行业细分应用市场需求规模、发展前景、市场竞争格局分析及投资战略规划可行性研究预测
近年来,得益于创新创业之风良性循环,产业扶持政策利好频出的影响,新材料产业发展迅速,在推动国民经济转型和促进世界经济进步方面,扮演着越来越重要的角色。
1、高性能聚酰亚胺(PI)膜领域:国内取得一定进展和突破,高端关键技术仍受制国外:高性能PI膜作为一种关键性的基础材料,广泛用于输配电设备、风力发电设备、变频电机、高速牵引电机、高压变压器、超大规模集成电路、柔性封装基板、柔性连接带线的制造。
随着国内新一代电子信息技术、节能环保、高端装备制造、新材料和新能源汽车等战略新兴产业发展,PI膜还将在“十四五”期间得到更为广泛的应用,在柔性光伏电池、柔性显示器件和大功率动力电池等高技术领域迎来新的发展契机。但我国高性能PI膜技术落后,多年来一直依赖进口,国内PI膜行业的下游企业在供货数量、议价能力、交货周期上长期受到国外PI膜制造商的压制,国产化材料取代进口材料的意愿强烈。
①人工石墨导热膜用PI膜:2021年中国市场需求量超过3000吨,较2020年有所增长。2022年随着5G通信技术的进一步成熟和电子消费品的需求扩增,人工石墨导热膜用PI膜的用量有望进一步增长。进口方面主要由韩国PI尖端等供应,国产方面主要由中天电子等供应,62.5μm以下厚度规格的国产和进口产品在已在市场上形成同质化竞争局面,100μm及以上规格等厚制品制造能力方面,国内整体领先于国外同行。100μm及以上规格等厚制品受电子消费品终端需求的拉动,已在2021年下半年明显起量,2022年整体用量预计突破700吨,为国内相关企业的发展带来市场契机。
②FCCL基板用PI膜:随着电子技术的快速发展,柔性覆铜板(FCCL)的产量稳定增长,生产规模不断扩大,以PI膜为基材的FCCL,其需求量和增长趋势更加突出。中国作为全球最大的电子产品制造基地,也一直是电子级PI膜(FCCL基板用PI薄膜)的消费大国。但配套的国产热法PI膜性能与国外电子级PI膜的性能有着明显的差距,FCCL基板用PI膜,特别是2L-FCCL用TPI膜完全依赖进口。随着国产化学法PI膜制造技术的发展和成熟,国产电子级PI膜产品将在本土市场得到大规模的应用。
③高频高速传输用PI膜:随着5G时代的到来,智能手机作为关键应用场景,为天线的发展、革新提出新的要求。MPI薄膜(ModifiedPolyimidefilm,改良的聚酰亚胺膜)因具有操作温度高,在低温压合铜箔下易操作且价格较LCP(液晶聚合物膜)低等优点,有望成为5G时代天线材料的主流选择之一。
国际PI膜企业积极开展MPI膜的研究开发工作,杜邦已开发出商业化的MPI膜产品,国内厂家尚未研制出满足要求的MPI膜,尽早开展MPI膜的研制,尤其是及早推进产业化,对于我国未来电子产业发展具有重要意义。
中金企信国际咨询公布的《全球及中国高性能聚酰亚胺(PI)膜市场全产业结构深度分析及投资前景评估预测报告(2023版)》
2、产业发展前景及机遇分析:
--能源网络领域:
(1)挺进深远海,助力海上风电平价上网:受“3060”双碳目标指引,各沿海省份出台的十四五规划均对海上风电建设做了重要部署,十四五期间我国海上风电新增装机将超60GW(部分省份规划明细详见下表),同时地方补贴相继出台,以保证十四五初期海上风电向全面平价时代平稳过渡。可以预见海上风电在十四五以至十五五期间将延续高速复合增长之势。
部分沿海省份海上风电十四五规划和激励政策分析
十四五期间我国海上风电除了延续高速复合增长态势之外,还有可能出现以下新形势:项目规模化:海上风电项目规模化开发是实现平价的重要途径,具有以下优点:(1)有利于降低前期开发引用、项目建设管理费用;(2)有得于减少大型施工船机设备进出场调遣、降低施工成本;(3)有利于发挥集中送出优势,摊薄送出海缆与海域使用费;有利于发挥智能化、智慧化、大数据等集中运行维护的技术手段,降低运行维护成本。其中,头部海缆企业需要提供质量更优、电压等级更高、传输容量更大的海缆产品,以更好地发挥集中送出优势。项目远海化、深海化:随着近海项目开发日趋饱和,我国海上风电正加快奔赴深蓝,市场对海缆产品的需求结构将发生变化:(1)更远的输电距离需要优化集电线路,柔性高压直流技术更广泛运用;(2)根据世界银行估计,全球海上风电技术可开发潜力为71000GW,70%以上位于适合漂浮式风电的深水海域。传统海缆已经不再能满足漂浮式风机,而需要有极高抗拉强度要求的动态海缆;(3)海上风电的深、远海化对施工提出了新的要求,从“港工”到“海工”意味着原先大部分的船机资源需要升级换代。
风机大容量迭代加快:风机成本占海上风电总投资40%以上,风机机组的大型化能有效降低海上风电单位造价成本。十三五期间风机容量一般在4-6MW,福建、广东海域开始小批量运用8-10MW风机。进入2022年,各大主流风机厂家均已发布16MW机型,从已启动的平价项目招标来看,要求风机容量在10MW以上。与风机大型化相对应的,场内阵列海缆的电压等级也将从原来的35kV升至66kV。同时,大兆瓦级海上风电机组的大规模应用需要海工建设、海工船舶等行业的支持,除已有部分船机升级改造外,还期待新造船机的投运,预计未来两三年内我国高性能海上风电专业施工船机仍处于供不应求的状态。
(2)光储政策热度不减,引发新能源参与电力市场应用热议:
①新能源发展及政策双轮驱动,储能势头持续高涨:国家发展改革委、国家能源局联合印发《“十四五”新型储能发展实施方案》,明确新型储能发展目标,2025年做到规模化发展、具备大规模商业化应用条件;2030年做到全面市场化发展。本次政策是继2021年《关于加快推动新型储能发展的指导意见》之后,针对“十四五”期间新型储能发展的纲领性文件。2025年储能装机规模目标、市场地位、商业模式已明确,国家及地方相关政策进一步完善,储能将随可再生能源加速发展;叠加分布式电站、充电桩、微电网等衍生新型生态系统的应用,发电侧、电网侧、用户侧储能均将迎来新增应用需求,行业前景广阔。
随着可再生能源装机规模持续扩大、储能及电价相关政策不断完善,以锂电池为主的新型储能技术需求明确,我国电化学储能装机规模有望在相关机制的推动下迎来可观增量空间。由于国内电力现货市场全面建成尚需时日,风光要求或鼓励配置储能的政策仍是未来2-3年国内储能项目投资的核心驱动力。GGII(高工产研新能源研究所)预测,十四五时期国内储能市场将进入高速发展阶段,2025年国内储能电池出货规模保守估计将超过320GWh。
②新型储能建设需求释放带动行业与技术的双向发展:随着风能、太阳能等新能源在我国能源体系中的占比不断提升,与新能源发展紧密相关的储能技术和产业也备受关注。新型储能以锂离子电池为代表的电化学储能为主,电化学储能系统主要包括电池组、双向变流器(PCS)、能量管理系统(EMS)、电池管理系统(BMS)及其他电气设备等多个部件构成。电化学储能发展潜力巨大,各领域龙头纷纷提前布局储能赛道不同环节,需求释放促进行业发展。
作为大规模应用光伏和风电的必经之路,储能是全球能源革新的关键赛道,产业发展路径清晰。“十三五”以来,我国电化学储能、压缩空气储能等技术创新取得长足进步,2021年底新型储能累计装机超过4GW。当前我国新型储能市场仍处于发展早期阶段,渗透率较低,市场仍有很大发展潜力。随着技术的不断进步,新型储能产业将随之进一步发展。
③电力市场化交易的深化发展促进储能商业模式加快形成:新型储能应用规模快速扩大的同时,也面临市场机制不完善,缺乏有效的成本疏导机制,居高不下的储能成本对投资者吸引力不高等问题,在建设全国统一的电力市场进程中,应探索建立有效的储能商业模式。
长期成熟商业模式支撑稳健发展收益模式渐丰富,单项目多层收益模式待发展。政策只能作为行业初步发展的推动力,储能参与主体应当借助政策与市场机制改革之风,探索建立成熟商业模式,实现真正的主体独立性并在储能服务市场中取得议价权才能保障行业稳健发展。当前,我国储能企业已在发电侧、输配侧、用户侧开拓多种盈利模式,主要有削峰填谷收益、调峰调频等电网辅助服务、配套储能租赁、共享储能、能源合同管理等模式。此外,各地应根据发展需求,因地制宜对储能项目进行统筹布局,促进可再生能源与储能的协调发展,推动“源网荷储”一体化及多能互补基地建设。
2021年12月,山西能监办对《山西独立储能电站参与电力一次调频市场交易实施细则(试行)》公开征求意见。这是全国首个针对独立储能参与一次调频获得有偿服务的地方政策,类似规则有利于发挥储能快速调节资源的作用。
④光伏地方财政补贴填补国补退出留下的空缺:2022年,光伏进入全面无补贴时代,伴随着户用光伏0.03元/千瓦时X20年的度电补贴支持的消失,地方政府正逐渐成为户用光伏市场的政策推动者,用地方财政补贴填补国补退出留下的空缺。据长城证券统计,目前,已经有包括山东、安徽、广东、浙江、陕西省在内,超过30个省、市、区明确了光伏补贴政策。
对于光伏企业来说,地方的补贴政策也是一项可以抓住的政策红利。此前有行业专家在接受媒体采访时表示,中央财政对于光伏、风电补贴已久,通过资金上的直接支持,我国光伏、风电技术得到了长足的发展,其发电成本在不断下降,企业的积极性也比较高。在国家补贴取消之后,让地方政府自己选择是否继续补贴,更有利于各地发挥各自的优势,有针对性地发展新能源产业。
⑤大基地与分布式整县推合力推进,推动光伏行业需求增长:地面电站和分布式光伏是光伏需求的主要来源,大型风光基地项目及分布式光伏整县推进项目装机规模大、确定性强,随着项目的逐步落实,有望成为未来光伏新增装机需求的有力支撑。大基地项目持续推进。2021年10月,习近平总书记在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会宣布:“大力发展可再生能源,在沙漠、戈壁、荒漠地区加快规划建设大型风电光伏基地项目,第一期装机容量约1亿千瓦的项目已于近期有序开工”。据光伏们2021年11月统计,国内已有约60GW大型风电光伏基地项目宣布开工,其中已明确投资企业的光伏项目规模为26.13GW;第二批新能源大基地项目近期已开始申报,根据通知,要求已核准(备案)且能够在2022年开工建设,原则上能在2023年内建成并网;单体项目规模不小于1GW。
部分已公布建设的大基地项目分析
整县推进屋顶分布式光伏扩大光伏市场空间。2021年6月,国家能源局综合司印发《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》,拟在全国组织开展整县(市、区)推进屋顶分布式光伏开发试点工作;2021年9月,《公布整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点名单的通知》发布,全国共报送676个县(市、区),全部列为整县屋顶分布式光伏开发试点。
整县推进屋顶总面积可安装光伏发电比例分析
预测未来我国及全球光伏新增装机规模将持续增长,预计2022年我国新增装机规模在60-75GW之间,全球新增装机规模在150-170GW之间;到2025年,我国新增光伏装机规模将达90-110GW,全球光伏新增装机规模将提升至270-330GW,将实现稳定增长。
(3)能源转型构建新型电力系统,加大电网建设投资规模:
1)新能源发电量占比提升,电网投资有望加速:2022年我国用电量有望达到8.7-8.8万GWh,同比增长5%-6%;全年基建新增装机规模有望创历史新高,新增装机容量230GW左右。除了用电量增长外,电力系统和电源结构也在发生变化。新能源向主体能源迈进,据中金企信预计,未来几年,年均新能源装机有望超过100GW。与此同时,分布式电源发展、电动汽车接入提速。在这一趋势下,亟需增加电网投资,新建外送通道,提升配网智能化水平,实现数字化赋能,更好支撑电力系统转型。
2022年1月13日,国家电网年度工作会议中指出,2022年电网计划投资将达5012亿元,为国家电网年度电网投资计划首次突破5000亿元,创历史新高,同比增长8.84%。
2)“十四五”期间特高压大力发展:特高压是解决新能源与终端负荷的空间错配的核心举措,也是实现大电网互联、提升系统潮流控制及稳定性的关键。2021-2022年,国内风光大基地项目建设陆续启动,催生了对特高压的新需求。2022年1月24日,国家主席发表了重要讲话,对于能源电力方面,习近平主席提到:要加大力度规划建设以大型风光电基地为基础、以其周边清洁高效先进节能的煤电为支撑、以稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源供给消纳体系。习近平主席这一提法释放了重要的信号。以风光电大基地为基础、以清洁煤电为支撑、特高压输电三位一体的新能源供给消纳体系,符合我国的资源禀赋、电力系统发展的客观规律,对于电力发展具有重要的影响。2022年3月,国家发展改革委、国家能源局印发《“十四五”现代能源体系规划》,提出“要推动构建新型电力系统,促进新能源占比逐渐提高。加大力度规划建设以大型风电光伏基地为基础、以其周边清洁高效先进节能的煤电为支撑、以稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源供给消纳体系”。
3)配电网投资占比在“十四五”期间预计将大幅提升:配电网是能源生产、转换、消费的关键环节,是新能源为主体的新型电力系统的消纳核心。配电网分为农网和城网,农网方面,我国农网自动化水平低,但是,农村地区建设了大量的光伏、风电等分布式新能源,对农网的调度、保护和响应形成较大的冲击,农网的智能化和数字化需求紧迫。城网方面,微电网的大量的接入和不可预测性负荷的接入导致城市配电网面临较大的压力,城市配电网急需扩容以解决分布式新能源的并网消纳问题。因此,配电网投资占比在“十四五”期间预计将大幅提升。
未来电动汽车规模化应用后电池容量较大,单车快速充电功率将达到数百千瓦以上等级,同时大量电动汽车同时充电产生的负荷波动叠加电网原有的负荷峰谷曲线,将对地区配电网产生极大的电力负荷冲击,需要通过交直流混合柔性配电网系统,实现充电时间有序、充电功率有序、配电潮流有序,保证配电网运行安全,将会推动有序充电技术发展及运用。
“十四五”期间,配电网规划将由传统物理网架规划向能源网架、信息支撑、价值创造三大体系全面延伸,推动以电力为中心的智慧能源系统建设,实现“源随荷动”向“源荷互动”的转变。国网方面,“十四五”期间计划投入2.2万亿以推进电网转型升级,其中配电网占比预计50%以上;南网方面,“十四五”期间规划投资约6700亿元,以加快数字电网和现代化电网建设进程,其中,配电网投资约3200亿元。
在国家顶层设计和两大电网公司投资建设的推动下,“十四五”期间特高压和智能电网将迎来新一轮建设高峰。
2、通信网络领域:2021年工业和信息化部发布《“十四五”信息通信行业发展规划》,规划中凸显信息通信行业的功能和定位,基础设施也已经从传统信息传输为核心的电信网络设施拓展为融感知、传输、存储、计算以及处理为一体的新型数字基础设施,已发展成为数字经济基座。
(1)数字化转型,移动流量消费潜力将进一步释放:新冠疫情影响下,非接触性服务普及率大幅提高,用户对网上购物、在线办公等移动互联网应用的依赖度加深。2021年我国移动互联网用户占移动电话用户的比重为86.2%,此前2016-2019年渗透率基本稳定在80%-82%区间。得益于手机终端功能提升、网络持续提速,短视频、网络直播等大流量应用场景更丰富,移动流量消费潜力进一步释放。从增速看,在2016-2020年移动互联网流量的5年平均增速高达109%的基数下,2021年仍实现33.9%的较高增速;从总量看,2021年移动流量消费是2016年的23.6倍。
“元宇宙”开启下一代互联网新启程,成为行业风口,移动互联网流量红利接近尾声,深挖用户价值以及寻找新的入口是新的增长驱动。元宇宙的海量实时信息交互和沉浸式体验的实现需
要通信技术和计算能力的持续提升作为基础,5G带来的传输速率提升、时延减少以及连接数提升等通信能力升级,以及GPU浮点计算能力不断提升和云计算以及边缘计算技术等在算力上的不断升级将推动元宇宙发展,带动新型基础设施和用户规模化发展,未来发展前景可期。
(2)通信网络市场需求增加,产业链布局有望加速:截至2021年底,新建光缆线路长度319万公里,全国光缆线路总长度达5488万公里(约26亿芯公里);其中,长途光缆线路、本地网中继光缆线路和接入网光缆线路长度分别达112.6万、1874万和3502万公里,接入网光缆线路长度比上年净增达297万公里。接入网光缆建设成为主力军。预测2022年中国光缆需求量将达到2.61亿芯公里,同比增长6.5%。到2025年,光纤光缆需求量达到顶峰,为2.83亿芯公里。
(3)“碳达峰、碳中和”重大战略决策推动生产生活方式全面绿色转型:十四五规划和2035年远景目标纲要明确提出“到2035年,生产生活方式绿色转型成效显著,能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高,单位国内生产总值能源消耗和二氧化碳排放分别降低13.5%、18%”。数据中心通过绿色节能实现降低碳排放,数字化技术通过降低ICT系统的电力资源消耗以及通过软硬件配套提升能源利用率,逐步实现国家“碳达峰、碳中和”目标。
(4)“东数西算”成为通信产业链的强劲驱动:当前新一轮科技革命和产业变革正在重塑全球经济结构,算力作为数字经济的核心生产力,成为全球战略竞争的新焦点。国家发展改革委员会、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局近日联合印发文件,同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏启动建设国家算力枢纽节点,并规划了张家口集群等10个国家数据中心集群,至此“东数西算”工程正式全面启动。
“东数西算”算力体系,建设数据中心集群之间,以及集群和主要城市之间的高速数据传输网络,优化通信网络结构,扩展网络通信带宽,减少数据绕转时延。建立数据中心网络监测体系,推动数据中心与网络高效供给对接和协同发展。看好“东数西算”算力体系网络的建设对IDC(互联网数据中心)、ICT(信息通信技术)设备、光模块、运营商、光通信等领域的需求驱动,尤其新技术在“东数西算”骨干传输平台的应用推动对G.654.E光纤、多芯光纤及空心光子晶体光纤的研究。
3、新兴产业领域:新材料行业涉及范围广,产品更新迭代迅速,多项替代性新材料技术已经到了爆发期,而新材料企业的较量更多的则是技术的比拼。
(1)高性能聚酰亚胺(PI)膜:市场需求日趋丰富,产品向高端高值化迈进高性能PI膜因其重要战略意义和高附加值,近年来受到国家众多产业政策的扶持,行业技术也在快速进步。但高性能PI膜技术门槛非常高,核心设备依赖于进口,研发投入大、周期长,工艺十分复杂,需要长期的技术积累,所以实际落地的项目并不多。
国内人工石墨导热膜生产企业纷纷进入扩产阶段,加之新投资者的进入,使得人工石墨导热膜用PI膜国内市场需求量已超过3000吨/年,会出现供不应求局面。随着国产化学法PI膜产品规模的增大和性能的进一步提升,国内PI膜的供应能力会进一步提高,进口比例逐步下降。伴随电子技术的快速发展,FCCL的产业化规模还将不断扩大,作为基材的高性能PI膜,2022年国内市场需求量预计将会超过1400吨。
(2)超级电容行业:技术日益成熟,关键材料国产化进程加快:在我国现有的超级电容器技术中,双电层超级电容器技术发展较为成熟,已经形成了较为完善的产品体系,产品容量从法拉级至千法级,包含纽扣式、圆柱型、方型、软包等多种规格。大容量超级电容单体容量最高可达3000F,功率密度最高可达16kW/kg,与国外先进产品性能水平基本持平;小容量超级电容器技术也达到了国际先进水平。在混合型超级电容器尤其是锂离子超级电容器领域,技术和产品也取得了长足的发展。我国企业生产的锂离子超级电容单体容量最高可达60000F,能量密度最高可达100Wh/kg,优于日韩等国的同类产品,达到国际领先水平。
目前,从我国超级电容器用多孔炭材料市场份额来看,国产多孔炭材料同进口材料相比,整体市场占有率偏低,为20%-30%。随着我国多孔炭材料企业技术、管理水平的提升,我国国产多孔炭材料有望在近两年实现市场突破,销售量与国内市场份额实现增长。
(3)超导行业:技术研究火热开展,多类产品蓄势待发:进入21世纪以来,国内外在超导电力技术研发方面取得了长足的进步,公里级的超导输电电缆、容量达到1MVA以上的超导变压器、输电电压等级的超导限流器(110kV及以上)、MW级的超导储能系统、36.5MW级的超导电动机、79MW的超导发电机、8-10MVar的超导同步调相机等均已经在实际电网进行示范,取得良好的示范效果。
超导电力技术应用场景分析