一、炭黑主要用于橡膠工業

　　炭黑是碳元素的一種，以納米級粒徑、無定形碳形式存在，是有機物（天然氣、重油、燃料油等）在空氣不足的條件下經不完全燃燒或熱分解而得的產物。炭黑是人類最早開發、應用和目前產量最大的納米材料，被國際化學品領域列為二十五種基本化工產品及精細化工產品之一。炭黑工業對汽車產業、新能源產業以及提高民用生活產品質量等方面具有非常重要的意義。

　　（1）橡膠用炭黑

　　橡膠用炭黑按造粒方式分類，可分為干法造粒炭黑與濕法造粒炭黑兩類。干法造粒是采用干法造粒機對炭黑進行造粒，粉狀炭黑在滾動中，利用分子間力的作用形成球狀顆粒。這種粒子的硬度低，單個粒子的平均硬度一般在 15 克以下。包裝和運輸后粒子的破損較為嚴重，細粉含量平均為 15-20%。濕法造粒是把粉狀炭黑和適量的水及粘結劑在造粒機中混合、攪拌形成球形狀顆粒，再經干燥除去水分得到最終的顆粒狀產品。濕法造粒的炭黑，單個粒子的平均硬度一般在 35 克以上，使得炭黑粒子在運輸過程的破損大幅度減少，使用前可以保持炭黑細粉含量在 7%以下，有效地解決了炭黑使用過程中粉塵對環境的污染。

　　濕法造粒炭黑具有密度高、強度大、便于儲存運輸、環境污染小的特點，符合我國炭黑生產新工藝化、生產裝置環保化的發展要求。濕法造粒的炭黑粒子在混煉膠中的分散性好，可滿足大型煉膠裝置如子午線輪胎生產線的投料需求。按炭黑填充輪胎膠料的性能分類，炭黑可分成硬質炭黑和軟質炭黑兩大類。硬質炭黑又稱胎面炭黑，炭黑原生粒子的粒徑一般為 15nm 到 45nm 之間，它們可以和橡膠分子形成有效的化學鍵，能顯著提高胎面膠的強度、抗撕裂性能和耐磨性能，多用于輪胎的胎面膠。

　　按照 ASTM 的分類方法，N100（包括 N115 等）、N200（包括 N220、N234 等）、N300（包括 N326、N375、N339 等）系列為硬質炭黑。軟質炭黑又稱胎體炭黑，在橡膠中的補強效果較差，在很大程度上起填充作用，多用于輪胎的胎側膠和內胎膠，炭黑原生粒子的粒徑一般為 45nm 以上，最大可達 100nm 以上，能顯著改善膠料的粘彈性、耐曲繞性并能起到填充作用。按照 ASTM 的分類方法，N500（包括 N539、N550 等）、N600（包括 N650、N660等）、N700（包括 N762、N774 等）系列為軟質炭黑。

　　（2）導電炭黑

　　導電炭黑是一種高性能炭黑，可以賦予材料更好的強度、韌性等技術指標，具有低電阻或高電阻性能，可賦予制品導電或防靜電作用。其特點為粒徑小，比表面積大且粗糙，結構高，表面潔凈(化合物少)等。

　　導電炭黑加入絕緣聚合物（塑料、橡膠）形成的導電網絡臨界濃度比一般炭黑大的多，電阻系數比一般炭黑小的多。導電炭黑的加入，使原本為絕緣物的塑料、橡膠體積電阻率顯著下降。

　　導電炭黑是半導體材料，具有較低的電阻率，能夠使橡膠或塑料具有一定的導電性能，用于不同的導電或抗靜電制品，比如，永東股份生產的導電炭黑主要用于電力電纜屏蔽材料，如下圖所示：

高壓電纜剖面圖

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　　導電炭黑還應用在導電橡膠、塑料制品等領域，可以做干電池的原材料，在航空航天、國防軍工、電動汽車、無線通訊、消費電子等領域具有廣闊的應用前景。

　　（3）色素炭黑

　　色素炭黑是著色顏料用炭黑,按著色強度(或黑度)和粒子大小一般分為高色素炭黑、中色素炭黑、普通色素炭黑和低色素炭黑四種,主要由接觸法和油爐法生產。色素炭黑的黑度直接與炭黑的粒徑相關，粒徑越小，其表面積愈大，炭黑的黑度越高。色素炭黑主要用于油墨、油漆等行業。

　　2、炭黑的制造方法

　　炭黑制造方法按照炭黑生成方式分為不完全燃燒法和熱裂解法。不完全燃燒法是在有氧參與的條件下，將烴類化合物進行熱裂解的方法，其中油爐法是最主要的制造方法。熱裂解法是在無氧的條件下進行的，采用這種制造方法生產的炭黑產量僅占總產量的 1%左右。

　　不完全燃燒法又可以分為在密封的湍流系統中和開放的擴散火焰系統中生成炭黑，然后再細分為若干小類。

炭黑的制造方法

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　　3、炭黑企業一般還聯產煤焦油加工品

　　國內炭黑企業除了生產炭黑之外，還聯產煤焦油加工品，因此我們還對煤焦油加工品進行介紹。

　　煤焦油加工產品是冶金、化工、醫藥、橡膠、輕紡、建材及交通等行業的重要基礎材料。隨著近年來經濟和科技的迅速發展，煤焦油加工產業進入了新的歷史發展階段，新技術、新產品、新應用得到了不斷的開發和推廣，使煤焦油加工產品有著廣闊的市場發展前景。

　　煤焦油是以芳香烴為主的有機混合物，含有 1 萬多種化合物，可提取的約 200 余種。目前，有利用價值且經濟合理的約 50 余種，其深加工所獲得的輕油、酚、萘、洗油、蒽、咔唑、吲哚、瀝青等系列產品是合成塑料、合成纖維、農藥、染料、醫藥、涂料、助劑及精細化工產品的基礎原料，也是冶金、建材、紡織、造紙、交通等行業的基本原料，許多產品是石油化工中無法提取、合成的。

　　目前，我國煤焦油加工工藝主要是脫水、分餾等工藝。近年來隨著煤化工技術水平提高，我國煤焦油加工技術取得了較快的發展，其中在煤焦油加工分離技術研發上取得了較好的科研成果，為煤焦油加工產業提供了技術支撐。

　　利用煤焦油加工聯產炭黑的產業鏈條優勢明顯，也是炭黑行業技術發展的趨勢。通過對煤焦油的精制，提取出輕油、工業萘、洗油等部分化工產品后，剩余部分生產炭黑，既提高了煤焦油資源綜合利用的效率，也提高了炭黑產品的穩定性，同時為高品質特種炭黑的研發和生產奠定了基礎。

　　主要煤焦油加工產品如下：

　　（1）蒽油

　　蒽油是煤焦油組分的一部分，主要用于提取粗蒽、苊、芴、菲、咔唑等化工原料，廣泛應用于涂料、電極、瀝青焦、炭黑、木材防腐油和殺蟲劑等產品的生產制造。

　　（2）工業萘

　　工業萘是煤焦油組分的一部分，是十分重要的有機化工原料，廣泛用于合成纖維、合成樹脂、增塑劑、橡膠防老劑、染料中間體、醫學衛生材料。在新興精細化工行業中，還用來生產苯酐、萘酚、萘胺、擴散劑、減水劑、分散劑、2,6-二烷基萘、2,6-萘二甲酸、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、H-酸等化工產品。

　　（3）酚油

　　酚油是煤焦油蒸餾時切取的 170-210℃的餾出物,主要組分是酚類、砒啶堿、古馬隆和茚等,洗后用于制取古馬隆-茚樹脂,也可作為燃料油使用。

　　（4）洗油

　　洗油餾分是煤焦油蒸餾中切割溫度范圍最寬的一個餾分，切割溫度范圍通常 230-300℃，由二環和三環芳烴、雜環芳烴化合物構成，從洗油中還能分離得到萘、甲基萘、聯苯、苊、芴等產品。洗油主要用于煤氣洗苯，配制防腐油、生產苊、喹啉、聯苯、吲哚、擴散劑、減水劑等，也是工業設備及機械設備的清洗劑。

　　（5）改質瀝青

　　改質瀝青常溫下為黑色固體，在一定的溫度下凝固成很脆的具有貝殼狀斷口的固體，瀝青組分大多數為三環以上的芳香族烴類，還有含氧、氮和硫等元素的雜環化合物和少量高分子炭素物質。主要用于電解鋁行業生產預焙陽極塊，制造高功率電極棒，也可作為電極粘結劑。

　　二、炭黑行業政策 需要關注環保方面的政策，行業環保風險大

　　除了一般性的行業政策之外，值得注意的是對于炭黑的環保政策正在逐步出臺，環保成為不能忽視的一個環節。

與炭黑相關的行業政策匯總歸納

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除了《環保法》外，其他與炭黑相關的環保政策法規匯總歸納

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　　近年來環保政策大幅收緊，這是未來一個行業內供給側的最大變量，對企業而言，也是一大潛在風險，不得不考量。2017 年 5 月，永東股份因煙氣排放氮氧化物超標收到環保局行政處罰，罰款人民幣 100 萬元。

　　三、中國是最大的炭黑生產國，國內前三大企業產量占國內近四成

　　1、炭黑行業集中度高，中國是全球最大的炭黑生產國

　　據數據顯示，2015 年世界炭黑總產量為 1215. 3 萬噸，同比下降 1%。按 2015 年炭黑產量統計，世界十大炭黑生產國排行為：中國（500. 6 萬噸）、美國（143. 9 萬噸）、俄羅斯（83. 0 萬噸）、印度（76. 0 萬噸)、日本（57. 0 萬噸）、韓國（53.0 萬噸）、巴西（45. 0 萬噸）、泰國（34. 0 萬噸）、德國（26. 0 萬噸）、意大利（23. 0 萬噸）。按地區統計，亞太地區炭黑總產量為 744 萬噸，占世界炭黑總產量的 61%；北美地區炭黑總產量為 161 萬噸，占世界炭黑總產量的 13%；俄羅斯和東歐各國炭黑總產量為 113 萬噸，占世界炭黑總產量的 9%；西歐八國炭黑總產量為 81 萬噸，占世界炭黑總產量的 7%；中南美地區炭黑總產量為 76 萬噸，占世界炭黑總產量的 6%；非洲和中近東地區炭黑總產量為40 萬噸，占世界炭黑總產量的 3%。

　　從全球范圍來看，近幾年全球炭黑企業的產能排名沒有太大變化。目前全球炭黑前三大企業分別為卡博特、博拉、歐勵隆。世界炭黑產業集中度明顯高于國內炭黑行業，在國際上炭黑生產國通常只有少數幾家炭黑生產企業，如美國只有 5 家炭黑企業下屬 18 個工廠，日本有 8 家炭黑企業下屬 13 個工廠，印度有 5 家炭黑企業 8 個工廠，其他國家則更少。

2013 年世界主要炭黑企業產能

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　　2、國內炭黑企業格局穩定，長尾明顯

　　國內炭黑行業前三強企業座次一直沒有任何變化，依次為黑貓股份、卡博特化工、龍星化工。國內炭黑行業剩余企業的生產能力比較接近，造成行業長尾明顯，行業集中度明顯低 于全球。2016 年，國內前三大企業的產量占國內炭黑產量的 38.99%。

2016 年國內重點炭黑企業產量完成情況

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　　四、地域決定煤焦油成本，從而決定毛利率水平

　　原料油成本占炭黑生產成本的 80%以上，其中煤焦油是原料油中最主要的部分。原料油市場供需變化以及國際原油價格的波動將會影響絕大部分炭黑企業生產成本的變動。煤焦油的銷售具有很強的地域性，不同地域受到供求關系的影響，煤焦油價格水平相差較大，這也造成不同地區炭黑企業的生產成本差異較大。

　　目前國內上市的炭黑企業中，永東股份具備明顯的地理優勢和成本優勢，其身處山西，廠址所在工業園內焦化企業眾多，原料采購方便。而具備一體化能力的金能科技和具有規模化優勢的黑貓股份由于所處位置并非煤礦產地而在毛利率上并沒有體現出明顯優勢。

2016年國內炭黑企業毛利率提升差異較大

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　　五、環保壓力和供給側改革進一步提升行業集中度，提高對下游議價能力

　　由于特殊國情，我國獨立焦化企業的占比一直較高，其競爭力在于煤焦油深加工和焦爐煤氣綜合利用。焦化行業產能過剩嚴重，十二五期間我國焦炭產能已經淘汰了 9700 萬噸，十三五期間計劃淘汰焦炭產能 5000 萬噸。從長期來看，小型焦化企業的淘汰對煤焦油深加工行業的影響較大，炭黑行業不少小型企業其實是小型焦化企業一個車間，這部分的炭黑產能未來也將逐漸被淘汰。

　　從五大企業的去年毛利率變化水平可以看出，由于供給側改革和環保壓力帶來的原材料價格上漲對炭黑行業進行了一輪洗牌，行業內大企業盈利能力得以加強，對下游企業的議價能力提升，這一結論在未來也將繼續適用。

　　我們采用山西太原產煤焦油（灰分0.13%：粘度4.0：水分4.0%）和華北地區炭黑（N660）市場價進行測算，今年第二季度其產品與原料的價差為1753.4元/噸，第一季度價差為1383.9元/噸。從價差情況來看，今年第二季度的價差比第一季度提升了，也是一個議價能力提的表現。

炭黑價差情況

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　　六、乙烯焦油法路徑成本優勢不明顯

　　炭黑生產的主要原材料為煤焦油、蒽油、乙烯焦油等原料油，蒽油是煤焦油進一步加工的產品。炭黑行業對原料油的質量要求是芳烴含量要高，相關指數（BMCI）大于等于 120，雜質、瀝青類和膠質要少。實際生產過程中，不同廠家會用不同原料，或者綜合應用各種不同原料進行配比生產。國內炭黑裝置主要以煤焦油和蒽油為主要原料，國外炭黑裝置多用乙烯焦油為主要原料。

　　我們假設兩種極端情況：煤焦油法的原料油全部使用煤焦油，乙烯焦油法的原料油全部使用乙烯焦油，并進行如下假設：

　　（1）煤焦油、乙烯焦油生產炭黑的單耗為 1.65 噸/噸；

　　（2）煤焦油價格取今年前八個月山西臨汾永鑫高溫煤焦油價格；

　　（3）乙烯焦油價格取今年前八個月齊魯石化價格；

　　（4）燃料油用煤焦油，單耗 0.3 噸/噸，價格同上；

　　（5）水價用中水價格 1 元/噸，電價取 0.7 元/度。

煤焦油法和乙烯焦油法在極端情況下生產成本測算

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　　根據我們測算的結果，乙烯焦油法比煤焦油法的成本低 660 元/噸，但是乙烯焦油因關稅高、儲運費高、設備成本高等原因，目前原料油供應緊張下，乙烯焦油進口是仍存在諸多因素較難克服。

炭黑進口情況

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　　目前出口方面，煤焦油法路徑已經喪失了對乙烯焦油法的優勢。在目前的原料成本情況下，我們預計未來出口增速不會有太大增長。

炭黑出口情況

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　　七、炭黑的下游需求持續增長

　　據研究報告，預計2016～2021 年間全球炭黑市場的年均復合增長率為8.4%。炭黑行業的強勁增長是由輪胎和橡膠工業的需求激增所驅動。亞太地區占有全球最大的炭黑市場份額。該報告看好中國炭黑市場的未來，認為在輪胎、非輪胎橡膠制品、塑料、涂料和油墨中的應用方面大有商機。

　　從過去十幾年數據來看，國內炭黑的產量和表觀消費量的增速走勢基本和輪胎產量的增速走勢一致，前者略高。輪胎的需求和汽車產量、保有量有關。2016 年國內汽車和輪胎的增速較高，同比增速分別為 13.1%和 8.6%。2017 年對應的基數也較高，但全年增速預計能維持目前 6%和 7%左右的水平。

下游橡膠輪胎外胎需求持續上漲

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下游汽車產量持續增長

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