電機(jī)分為直流電機(jī)和交流電機(jī)，直流電機(jī)因為轉(zhuǎn)子的滾動，需要根據(jù)線圈在恒磁場中的位置變化而不斷切換電流的方向，所以直流電機(jī)的線圈需要一個換向器。

一、碳刷產(chǎn)業(yè)概述

碳刷屬于換向器中的重要組成部分，是電刷的一種，因為轉(zhuǎn)子的滾動，電刷始終與換向環(huán)進(jìn)行摩擦，且在換向的瞬間還會產(chǎn)生電火花灼蝕，所以電刷是直流電機(jī)里的易損件，其作用是電機(jī)轉(zhuǎn)動，將電能通過換向器輸入給線圈，改變電流的方向。

1、分類狀況

碳刷按照材料的不同可分為金屬石墨碳刷、天然石墨碳刷、電化石墨碳刷等，其中金屬石墨主要用于高負(fù)荷低電壓電機(jī)，天然石墨用于中小型直流電機(jī)和高速汽輪發(fā)電機(jī)集電環(huán)等，電化石墨廣泛應(yīng)用于各類交直流電機(jī)。

2、產(chǎn)業(yè)定位

碳刷屬于傳統(tǒng)電機(jī)換向方式，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，不需求驅(qū)動，成本較低，多用于各種小規(guī)模電機(jī)和家用電動設(shè)備，而無刷電機(jī)具備使用壽命長、不用經(jīng)常維護(hù)、噪音較低等優(yōu)勢，缺點(diǎn)主要在需要額外的驅(qū)動導(dǎo)致成本較高，目前主要用于精密儀器儀表等對電機(jī)轉(zhuǎn)速控制嚴(yán)格，轉(zhuǎn)速達(dá)到很高的設(shè)備上。

二、政策背景

據(jù)工信部發(fā)布的《2013年工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展專項行動實(shí)施方案》，我國工業(yè)用電總量的75%由電機(jī)消耗，工業(yè)電機(jī)節(jié)能化將大幅提高全社會用電效率。隨著政策逐步推動電機(jī)節(jié)能化趨勢，長期來看，或?qū)μ妓⑿枨笤斐奢^大影響，短期來看，目前國內(nèi)主要電機(jī)仍以碳刷電機(jī)為主，強(qiáng)化節(jié)能是產(chǎn)業(yè)主要發(fā)展方向。

三、碳刷產(chǎn)業(yè)鏈影響簡析

1、原料端

碳刷上游原材料主要應(yīng)用材料主要可分為電解銅、石墨和粘結(jié)劑等，其中電解銅主要應(yīng)用于金屬碳刷，石墨可細(xì)分為天然石墨和人造石墨，目前我國石墨資源分布廣泛，但又相對集中，呈現(xiàn)東多西少之勢。其中，大型晶質(zhì)石墨礦床主要分布在黑龍江、內(nèi)蒙古、山東、河南、四川等省份，而黑龍江和山東的晶質(zhì)石墨礦產(chǎn)資源最為集中。數(shù)據(jù)顯示，2021年我國天然石墨產(chǎn)量為73.5萬噸，整體供給穩(wěn)定。

2、需求端

碳刷除了應(yīng)用在發(fā)電機(jī)上，還可以應(yīng)用在各種交直流電機(jī)上，比如汽車啟動機(jī)，電動車有刷電動機(jī)，手電鉆，磨光機(jī)，交流發(fā)電機(jī)組等各種設(shè)備機(jī)電設(shè)備上。據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2020年國內(nèi)規(guī)模以上電機(jī)銷售收入達(dá)到6427.50億元，工業(yè)電機(jī)在電機(jī)中的占比在75%左右。隨著我國制造業(yè)復(fù)蘇和全球經(jīng)濟(jì)回暖的不斷推進(jìn)，我國工業(yè)電機(jī)需求有望進(jìn)一步擴(kuò)大。2021年我國工業(yè)電機(jī)產(chǎn)量達(dá)35463萬千瓦，同比2020年增長9.7%。
 

四、碳刷產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

1、市場需求

目前國內(nèi)電刷主要用于汽車、汽輪、微電機(jī)、電動工具、電力機(jī)車、碳滑板、機(jī)械等。測算所得目前國內(nèi)汽車每年維修用電刷4000-5000噸左右；汽輪發(fā)電機(jī)電刷每年電刷12萬塊左右;電動工具、微電機(jī)電刷年15000萬塊左右;大中型軋鋼電機(jī)年需軋鋼電機(jī)用電刷約380噸;電力機(jī)車用碳滑板約1000 噸以上。機(jī)械用碳市場需求量可到650噸上下。2021年凈出口2045.7噸。

2、進(jìn)出口數(shù)量

就國內(nèi)碳刷進(jìn)出口數(shù)量而言，出口量略大于進(jìn)口量。目前國內(nèi)整體碳刷進(jìn)口量呈現(xiàn)小幅度下降趨勢，主要原因是高端碳刷進(jìn)口價格的上升同時下游發(fā)電機(jī)需求量下降，出口量表現(xiàn)為穩(wěn)步上升趨勢，2021年達(dá)到近年來最高值。數(shù)據(jù)顯示，2021年中國碳刷進(jìn)出口量分別為1094.5噸3140.2噸，相較于2020年均有不同程度的上升。

3、進(jìn)出口均價

就國內(nèi)整體碳刷進(jìn)出口均價而言，國內(nèi)碳刷水平相較國際先進(jìn)產(chǎn)品仍有差距，出口價格僅在進(jìn)口價格的三分之一，近年來隨著下游發(fā)電機(jī)水平要求持續(xù)升高，整體碳刷進(jìn)口均價持續(xù)走高，2021年已達(dá)到8.12萬美元/噸，側(cè)面反映出國內(nèi)碳刷技術(shù)水平在國際市場競爭力仍有差距。

4、進(jìn)口來源地

目前國內(nèi)碳刷進(jìn)口主要來源于日本和德國等汽車工業(yè)大國，根據(jù)海關(guān)總署數(shù)據(jù)顯示，2021年我國分別從日本和德國進(jìn)口碳刷2570.6萬美元和1643.8萬美元，分別占比總進(jìn)口金額的28.9%和18.5%。

五、碳刷競爭格局

我國碳刷產(chǎn)業(yè)發(fā)展較晚，相較國際先進(jìn)水平存在部分差距。目前電碳行業(yè)的生產(chǎn)能力總的是供大于求，超過國內(nèi)需求的乘余生產(chǎn)力很大，就國內(nèi)幾家骨干企業(yè)來看生產(chǎn)能力尚有一半，而性能優(yōu)異的產(chǎn)品屈指可數(shù)，難以與國外的產(chǎn)品相抗衡。主要企業(yè)包括哈爾濱電碳、沃德、蘭生英、微特電刷。國內(nèi)碳刷產(chǎn)品相較日德摩根、松下等企業(yè)高端碳刷仍有差距，主要集中在天然石墨碳刷和電化石墨碳刷等。

六、碳刷發(fā)展背景

近年來，出于對于環(huán)保的重視，全球大力發(fā)展新型能源，除太陽能、核能外，風(fēng)能的開發(fā)漸顯現(xiàn)出其獨(dú)特優(yōu)勢。繼歐、美地區(qū)，我國的風(fēng)力發(fā)電事業(yè)在近三年里得到了急速發(fā)展。這為我們電碳行業(yè)發(fā)展創(chuàng)新提供了新的機(jī)遇:防雷接地碳刷、滑環(huán)碳刷、傳輸信號用碳刷等。但由于我們對風(fēng)電行業(yè)了解的不足，特別是風(fēng)電整機(jī)行業(yè)對相應(yīng)配件的重視，開始所用的碳刷均以進(jìn)口碳刷為主。隨著近幾年電力鐵路機(jī)車(包括動車組)與城市軌道交通的迅速發(fā)展，碳滑板的用量也急速增長，進(jìn)口產(chǎn)品有望得到國產(chǎn)化。我國汽車工業(yè)的良性急速發(fā)展與電動工具、家用電機(jī)、玩具模型業(yè)的快速增長，境外相關(guān)產(chǎn)品需求的猛增，為我國電碳的發(fā)展完善帶來了新的機(jī)遇。

文章來源：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院

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