专栏故事
《玻璃纤维》期刊创刊于1972年,刊号:ISSN1005-6262,CN32-1129/TQ,是经国家新闻出版总署批准、南京玻璃纤维研究设计院有限公司主管/主办的全国建材类核心期刊。多年来,期刊秉持“引领行业风尚,反映学科进展,突出实际应用,传递市场信息”的办刊宗旨,内容涵盖玻璃纤维等高性能纤维及复合材料的生产、应用、测试、回收等各环节,重点围绕工程技术领域新技术、新工艺、新方法,展现最新科技成果和科研进展。
为了响应国家科技创新的号召,分享玻纤行业最新科研成果,凸显行业前沿动态,推动学术交流和科研发展,同时增强读者与作者之间的互动和交流,《玻璃纤维》期刊特别策划“主编荐读”专栏,每月推出一篇由本刊主编推荐的优秀论文。欢迎大家对主编荐读的论文进行评论和互动,共同助力期刊高质量发展。
本期为大家带来“主编荐读”——《产能过剩的思考、西方工业化国家玻纤产业变迁和玻璃纤维在发展战略性新兴产业中的作用》,作者:唐志尧 中材科技战略科学顾问。
产能过剩的思考、西方工业化国家玻纤产业变迁和玻璃纤维在发展战略性新兴产业中的作用
唐志尧
(中材科技股份有限公司,北京 100080)
摘 要:分析了当下国内玻璃纤维行业产能增长较快带来的影响,分析西方工业化国家的玻璃纤维产业发展,给予启示,并通过阐述玻璃纤维在我国发展战略性新兴产业中的重要作用,给予行业发展的希望。明确了在国家大力发展新质生产力、积极布局战略性新兴产业的历史进程中,玻纤产业应持续加大技术创新和产品提质降本,重视研发创新、应用创新,寻找新的需求增长点。
关键词:西方玻纤产业;玻璃纤维;产业发展;战略性新兴产业
南京玻璃纤维研究设计院创建于1964年,从连续玻璃纤维、定长玻璃纤维(玻璃棉)到岩棉,60年来为无机非金属纤维材料产业的技术进步和行业的发展做出了卓越贡献,中国玻璃纤维产业也实现了从无到有、从小到大、从大到强的跨越式发展。
中国是全球制造业大国,产业门类最全、产业链最完整、产能规模最大、最有竞争力。玻纤产业也一样,归其原因主要是技术、装备、材料、智能制造和信息化等的不断进步和产业链的完整高效,以及中国持续增长的复合材料市场需求。
2024年是玻璃纤维行业极为困难的一年,产能过剩、价格低位、市场需求不温不火。在中国玻纤60年的这个历史当口,我们怎样穿越行业的低周期,实现新一轮高质量发展?
持续的产能增长对行业造成较大影响,我们该怎么面对?
西方国家玻纤工业发展历史比我们长,从他们的发展变迁中,我们是否可以得到一些思考与启发。发展新质生产力,布局战略性新兴产业,玻纤行业将迎来新的战略机会。
上次的玻纤行情低迷是在2019年,2020~2022年疫情3年反而是中国玻纤行业的黄金时代,即使除去一些企业出售贵金属的收益,玻纤行业利润也达到了历史最高值。疫情3年没有任何企业限产, 需求旺盛,满产满销,价格高位。正是这3年亮丽的财务报表,引发了行业内外资本对玻纤的新一轮投资高潮。
2019年到2023年,中国玻纤总产量分别为527万t、541万t、624万t、687万t和723万t,其中疫情3年(2020~2022年)净增160万t,2020年只比2019年净增14万t,市场需求大于供应量(风电抢装也推高了玻纤需求),因此疫情第一年(2020 年)4月产品价格开始上涨。2021年玻纤价格(粗纱、细纱)处在历史高位,同时这一年产量净增量83万t,创历史纪录,2022年又净增了63万t。由于两年内产量净增146万t,2022年部分中小企业的价格在春节后开始缓慢下调,三大玻纤企业价格坚守到6、7月份也开始逐步下调。2023年全年价格一路下跌,但所有玻纤企业销量都实现了同比增长。时至 2024年一季度,产品价格跌至历史最低,出现了玻纤发展史上少有的全行业亏损现象。
这一轮产能过剩造成的影响要比历次周期性产能过剩大得多,持续时间也会长得多,需要我们认真反思 :
一是产能多年持续增长,产能的总量基数大。2023年国内玻纤包括国内企业在海外的产量总和要占到全球玻纤总量的70%,2024年预计将达到73%~75%,这种增长可以长期持续吗?
二是近两年价格下跌不能归因于市场需求不旺,因为市场总体需求量是持续上升的,许多产品需求达到2位数的增长。虽然也有一些行业需求增长乏力(如风电和与房地产有关的行业),但价格下跌的主要原因仍是玻纤增量太大太快,产能持续过剩。
三是粗纱和细纱(电子布)两个不大关联的行业,几乎同时产量过剩、价格下行。在细纱、电子布、覆铜板行业出现了从未有过的现象:电子纱、电子布全行业亏损,所有企业都是亏损状态。2023年国内覆铜板上市公司中仅有一家盈利,超薄电子布价格跌至历史最低。
四是产品出口贸易壁垒日益增多,特别是面向美、欧、土、印等国,8月30日欧盟又发起了对中国玻纤产品的临时复查。
五是中国绝大多数制造业都面临产能过剩,内卷加剧,加上之房地产持续低迷,如果经济在明、后两年没有较大的恢复,玻纤市场需求将很难有较大的增长。如果不适度压缩玻纤产量,行业处在低周期下的时间就会更长,这将对玻纤行业所有企业造成更大的损害。并非所有企业都能穿越低周期,有时把握时机实施业务转型也许是更好的发展方式。
六是企业要持续加大技术创新和产品提质降本,尤其要重视技术和产品的研发创新、应用创新,拓展市场范围和市场规模,寻找新的需求增长点。玻纤企业不必只限于热固、热塑、细纱电子布三大类产品业务,这三个赛道太拥挤,玻纤相关下游应用开发前景非常广阔,要关注和开发新的应用场景,开拓新赛道。
美国、欧洲和日本玻璃纤维产业经历了20世纪 70、80和90年代的稳步发展,形成了以美国OC、法国圣戈班和美国PPG为代表的玻纤三巨头。中国的玻纤池窑拉丝技术始于1986年,1990年分别由重庆和珠海引进日本技术装备;1997年泰山玻纤建成国内首条万t级池窑玻纤生产线;2000年之后,国内玻纤行业进入快速发展阶段,同时西方工业化国家的玻纤产业开始进入调整周期。
2.1 日本玻纤企业调整转型的启示
日本最早有8家玻纤生产企业,20世纪80~90年代其产量仅次于美国,居全球第二。日东纺是日本最大的玻纤企业,1990年前后收购富士玻纤公司,此后日东纺也经历了一段经营相当困难时期,甚至一段时期被银行接管。为此,日东纺在业务板块和产品结构上做了大幅整合调整,砍掉了一些非核心业务,把原来属于主业的建材产品(如玻璃棉、岩棉、矿棉吸音板)做了较大的调整,只保留了玻璃棉产品,坚持开发医疗材料业务产品。并且在玻纤产品结构上也做了大幅调整,如放弃了一些通用的粗纱产品,结合日本本土市场特点,发展卫浴型SMC粗纱、大卷装板材纱、特种短切和扁平玻纤等优势产品,特别是把电子级E玻纤超细纱超薄布产品做到极致。在台湾设有全资的细纱生产工厂,后来又收购了一家电子布工厂。日东纺一直坚持对低介电、低膨胀玻纤的创新研发与持续改进,如今在新一代电子信息产业用特种超细纱和超薄布产品系列方面,其品质和生产规模一直独领风骚,经营业绩良好。在工业化国家玻纤企业中日东纺的业务转型和产品结构调整是最成功的。2023年各业务板块在营业收入中的占比:电子玻纤占32%,医疗玻纤材料占 13.7%,复材玻纤占 13.6%,保温建材占 15.8%,材料解决方案等业务占9.8%,其他业务占 15%。电子玻纤材料和医疗玻纤材料是日东纺的核心业务,其2023年经营利润中电子玻纤占集团的64.8%,医疗玻纤材料占28.5%,2024年预告电子玻纤会占到90%,医疗玻纤材料占 16%,复材玻纤为负6%。
NEG原是日本第三大玻纤企业,先是减少细纱产量,后又关停细纱生产,在产品结构上瞄准不断增长的汽车、家电用热塑性玻纤,特别是短切纤维, 同时不断减少其他粗纱产能。20世纪90年代中期, NEG开始在马来西亚投资建立以短切纤维为主的热塑专项产品生产基地,现在马来西亚工厂已成为全球最大的热塑玻纤生产基地,总产能达到60万t以 上。NEG在日本本土的产量只有8.0万t左右,2016年、2017年NEG分别收购了PPG欧洲和北美玻纤业务,完成了全球性产能布局,跃升为全球第三大玻纤企业。
旭硝子玻纤曾是日本第二大玻纤企业,鼎盛时期有6座池窑全开,其短切纤维无论是品质还是产品种类,在日本客户中都有很好的口碑,后来生产规模逐步缩小,并被OC收购。由于生产成本较高和玻纤市场价格走低,其最后一座4.0万t的短纤专线也于2015年关停。板硝子玻纤(NSG)在2001年由圣戈班收购,并于2009年关停。如今日本仅有3家玻纤池窑企业(日东纺、NEG和中央玻纤),另外有一家坩埚拉丝企业一直生产超细纱和一些特殊产品。
2.2 全球三大玻纤企业今安在?
在相当长的一段时期,业界谈论的全球玻纤三大巨头是美国OC、法国圣戈班和美国PPG。OC是玻纤的发明者,也是高强S2玻纤和无氟无硼玻纤、在线短切工艺的发明者,一直是全球玻纤复材技术产品的创新引领者。OC集团的另外两大业务都是建材类产品(屋面材料和保温材料)。圣戈班集团是全球500强企业,也是全球最大的建材企业,圣戈班首次开发用于风电叶片的高模量(H)玻纤,并实现池窑化生产,也是热塑产品Twin-tex的发明者。PPG是美国财富500强企业,曾有三大主导产业板块(化工涂料、浮法玻璃和玻璃纤维),PPG在直接纱(特别是环氧直接纱)和纺织细纱大规模池窑生产方面的效率一直处在行业领先位置。
这三大玻纤企业无疑代表着当时玻纤行业技术、产品、创新的最高水平,对推动全球玻纤工业的发展居功至伟。
2007年玻纤复材行情一路看涨,圣戈班却宣布完全退出玻纤复材业务,比利时和挪威工厂剥离出让(3B),美国德州工厂4座窑炉(共16万t)关停,其余玻纤业务全部并入OC,只保留工业细纱业务。2017年我们一行在JEC展会前访问圣戈班总部时,特意询问了当时接待我们的圣戈班集团高级副总裁(2007年兼任CFO,是当时玻纤业务退出的决策成员)——圣戈班为何要退出玻纤业务。他向我们解释道,圣戈班的玻纤板块在技术和产品方面与美国头部企业处在同一水平,圣戈班的玻纤工厂主要在欧洲,而欧洲的生产成本要高于美国同行,欧洲的市场又略小于美国;另一个主要原因是中国玻纤产能发展太快,我们在杭州有工厂,了解中国的情况,中国玻纤产品更具有成本优势,所以圣戈班退出玻纤复材业务是迟早的事,迟退不如早退。这就是当时圣戈班集团对玻纤板块业务思考的两大主要因素。
PPG在2007年就在思考如何退出玻纤业务,公司先是退出了平板玻璃业务;退出玻纤业务分两步实施,先是在2016年向日本NEG出让了欧洲的玻纤业务(英国和荷兰工厂),并出让了在亚洲的两个合资公司股权(山东淄博金晶玻纤和台湾必成玻纤);2017年PPG将美国的玻纤业务(含研发中心)全部 出让给NEG,这是PPG多年来剥离非核心业务战略的最后一项举措。
2024年2月9日,OC宣布将退出玻纤复材业务,只保留湿法毡(建材)业务,同时宣布以39.0亿美元收购Masonite公司(主要业务是建筑门窗及系统解决方案)。这一卖一买,显示出OC集团这十年来业务结构最重大的战略调整。
OC集团一直在关注建筑建材制品和工业保温材料及系统解决方案的战略机会,并购了芬兰的玻纤湿法毡业务,投资了美国本土的岩棉保温材料业务。在原全球三大玻纤企业中,OC一直是生产规模、产品种类和研发创新方面的领头羊,不管今后 OC复材玻纤业务以什么方式退出,对行业的影响现在都难以评估,也促使我们对行业今后的发展有了更深刻、更多维的思考。
圣戈班和OC在业务结构调整上都有一个共同的特点,那就是可以放弃复材玻纤业务,但要把建筑建材制品及系统解决方案做的更好、更大、更系统。他们这么多年一直关注建材业务方面的投资并购。
在西方工业化国家中,澳大利亚玻纤池窑生产 线于20世纪90年代初期关停,芬兰Ahlstrom也曾有3条玻纤窑炉,在2011年之前陆续关停。2023年 NEG关闭了荷兰工厂。
以上是过去30多年来西方工业化国家主要玻 纤企业的发展变迁,希望能对国内玻纤行业的高质量发展有所借鉴。
发展新质生产力的核心在于创新,而战略性新兴产业本身就是以技术创新为驱动的产业,两者都是强调技术创新来推动产业升级和经济发展,两者紧密关联,相互促进。
我国战略性新兴产业主要包括7大领域:新一代信息技术产业、高端装备制造产业、新材料产业、现代生物产业、新能源汽车产业、新能源产业和节能环保产业。除现代生物产业外,玻纤复材在6大战略性新兴产业领域都有大量的应用。随着玻纤技术升级和产品创新,其应用范围和使用量都还有很大的提升空间,有的甚至可能创造新的产业赛道。
3.1 新一代信息技术产业
E玻璃纤维电子布一直是电子信息产业(PCB/ CCL覆铜板)的3大基础材料之一,其应用量一 直在扩大,凡是有电子控制的地方都要用线路板 (PCB)。新一代信息技术均涉及电信号的高频高速低损耗传输,随着移动互联网、大数据、超级计算,特别是人工智能算力的提升,其线路板(PCB)要求 采用一代(L1)、二代(L2)甚至三代(L3)低介电低损耗的玻璃纤维超薄布,高端芯片要求采用超低膨胀的玻璃纤维布作为载板封装材料,从而催生了 一个特种玻璃纤维超细纱和超薄布的产业。
3.2 高端装备制造产业
机电设备中的电气绝缘材料(如玻纤环氧(聚酯)树脂绝缘材料),各种玻纤绝热绝缘防火制品, 民用飞机的内饰材料,碳/玻混织制品在轨道交通车厢和大型无人机作为主要结构材料的应用,玻纤复材在海洋基础设施(海洋建材如复材螺纹钢、海洋工程)和海洋器材中的应用是一个新的增长点。
3.3 新材料产业
玻纤复合材料在各工业领域的应用已有60~70年了,是新材料产业中的重要材料。一是玻纤的生产制造技术一直在进步;二是其产品性能一直在提升,种类一直在增加;三是其下游应用场景在不断扩大。作为一种无机非金属增强材料,玻纤独特的性能、产品形态和玻纤复材的可设计性、可制造性是许多其它材料所不具备的,而且可以大规模生产。其优良的性价比、质价比在与钢材、铝材、化纤、碳纤、木材等竞争中具有独特优势。由于热塑类产品具有环保和可回收的特性,产品成型工艺和性能不断提升,今后其应用面还会扩大,一定会出现新的增长点甚至大的赛道。玻纤复材在国民经济各领域甚至在人们日常生活中(汽车、家电、电脑、手机等)都有广泛的应用,可谓不易所见,但又无处不在。
3.4 新能源汽车产业
玻纤最大的应用场景就是在汽车领域,热塑玻纤用在乘用车,热固玻纤用在货车。新能源汽车对车身减重要求更高,对玻纤复材的使用比例比燃油车更大。尽管电车与燃油车在结构上有很大的不同,但复合材料的用量增加了,电池的上盖几乎都 用玻纤复材制造,电池下盖是一个还在开发的、需求量更大的复材产品组合。电控功能和网联化、智能化是电动汽车的最大优势,一辆电车的PCB数量是燃油车的4~6倍。
3.5 风电光伏产业
玻璃纤维是风电叶片最主要的结构材料,从最初的E玻纤、无氟无硼玻纤到一系列的高模量玻璃纤维,伴随着全球风电新能源产业的发展壮大,叶片长度从最初的37.5m一直到目前主流叶型的100~110m、120~130m,功率从1.5MW、3.0MW、4.0MW、6.0MW一直到10~12MW。正是由于中国三大玻纤企业和美国OC不断开发高模量玻璃系列产品,满足了全球风机叶片对玻纤材料的全部需求,大大推迟了碳纤维在风电叶片上的应用。
2023年兴起的复材光伏边框取代原来的铝合金边框,具有性能和价格优势,经过3~5年的产品导入期,将成为玻纤复材在新能源产业上的另一个大的应用赛道。如果一半的光伏边框用玻纤复材取代,其每年的玻纤用量在50~60万t规模。
3.6 节能环保产业
玻纤复合材料在环境保护工程和化工防腐中已有大量应用,耐腐蚀是玻纤复材的主要特性之一, 在废水、废气处理方面,玻纤复材是使用最多的功能和结构材料,复材储罐、管道在化工防腐方面的应用也极为普遍。
建筑能耗占全社会总能耗量的1/3 以上,建筑节能、绿色建筑受到高度重视,各部委、省市都颁布了关于绿色建筑、建筑节能的实施规划、法规要求等文件。
在相当长的时期内,保温材料不防火,防火材料不保温,既保温又防火的材料不耐用,成为困扰建筑保温工程设计、选材、施工的一大难题。首先墙体保温材料在防火等级上要求达到A级标准, 这一条就把有机保温材料(如挤塑板XPS、聚苯板 EPS、发泡聚氨酯板材等)排除在外,只有无机材料才能达标。目前无机保温材料中应用最多的是定长纤维棉(如岩棉、离心玻璃棉)。定长纤维棉最大的优势是生产量大、成本低、导热系数较低(保温性能较好),缺点是自身强度、刚度不高,特别是拉拔强度偏低。部分省市禁止在6层以上的建筑中使用岩棉,而且不少城市在建筑外墙保温工程中禁止或限制使用岩棉。
连续玻璃纤维很少用于生产建筑墙体保温材料,泰山玻纤通过5年开发成功的连续玻璃纤维高强度保温板,克服了定长纤维棉性能上的不足,无论是自身强度(含拉拨强度)、密度、刚度,还是导热系数都远优于岩棉,施工更方便。
由连续玻璃纤维制成的真空保温板(VIP)在综合性价比上也优于定长纤维棉VIP板。VIP板是 目前保温材料中导热系数最低的材料,其装饰一体板用于建筑内外墙保温(特别在严寒地区的超低能 耗建筑)也是未来的优选方案。
绿色建筑、超低能耗建筑对新型保温材料的需求是一个巨大市场,可以预测五年或十年之后,玻璃纤维在建筑节能减排领域将形成一个全新的产业赛道,为节能环保事业做出新贡献。
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从中国玻纤产业发展60年这个历史周期看,我们把玻璃纤维从零做到全球70%以上的份额,使玻纤复材成为新材料产业中最为重要的板块。
面对当前国内甚至全球玻纤行业面临的困境,面对产能过剩,我们不能被动地等待行情的复苏, 要在创新、调整、转型上主动作为。任何产业的发 展都是有规律的,中国的国情不同,发展阶段也不同,但市场规律终究是会起作用的,只是程度不同而已。我们应当从西方工业化国家30多年玻纤产业发展变迁中获得启发来思考自身的发展。
玻纤复合材料是一个市场应用不断拓展的朝阳产业,在国家大力发展新质生产力、积极布局战略性新兴产业的历史进程中,玻纤复合材料产业和企业一定会在其中找到属于自己的角色,唯有创新才大有可为!
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