一、碳刷产业概述
电机分为直流电机和交流电机，直流电机因为转子的滚动，需要根据线圈在恒磁场中的位置变化而不断切换电流的方向，所以直流电机的线圈需要一个换向器。碳刷属于换向器中的重要组成部分，是电刷的一种，因为转子的滚动，电刷始终与换向环进行摩擦，且在换向的瞬间还会产生电火花灼蚀，所以电刷是直流电机里的易损件，其作用是电机转动，将电能通过换向器输入给线圈，改变电流的方向。
1、分类状况
碳刷按照材料的不同可分为金属石墨碳刷、天然石墨碳刷、电化石墨碳刷等，其中金属石墨主要用于高负荷低电压电机，天然石墨用于中小型直流电机和高速汽轮发电机集电环等，电化石墨广泛应用于各类交直流电机。
碳刷按原材料分类状况
资料来源：公开资料整理
2、产业定位
碳刷属于传统电机换向方式，优点是结构简单，不需求驱动，成本较低，多用于各种小规模电机和家用电动设备，而无刷电机具备使用寿命长、不用经常维护、噪音较低等优势，缺点主要在需要额外的驱动导致成本较高，目前主要用于精密仪器仪表等对电机转速控制严格，转速达到很高的设备上。
碳刷电机和无刷电机的区别
资料来源：华经产业研究院整理
二、政策背景
据工信部发布的《2013年工业节能与绿色发展专项行动实施方案》，我国工业用电总量的75%由电机消耗，工业电机节能化将大幅提高全社会用电效率。随着政策逐步推动电机节能化趋势，长期来看，或对碳刷需求造成较大影响，短期来看，目前国内主要电机仍以碳刷电机为主，强化节能是产业主要发展方向。
高效节能电机相关政策文件
资料来源：公开资料整理
三、碳刷产业链影响简析
1、原料端
碳刷上游原材料主要应用材料主要可分为电解铜、石墨和粘结剂等，其中电解铜主要应用于金属碳刷，石墨可细分为天然石墨和人造石墨，目前我国石墨资源分布广泛，但又相对集中，呈现东多西少之势。其中，大型晶质石墨矿床主要分布在黑龙江、内蒙古、山东、河南、四川等省份，而黑龙江和山东的晶质石墨矿产资源最为集中。数据显示，2021年我国天然石墨产量为73.5万吨，整体供给稳定。
2011-2021年中国天然石墨产量变动情况
资料来源：弗若斯特沙利文，华经产业研究院整理
2、需求端
碳刷除了应用在发电机上，还可以应用在各种交直流电机上，比如汽车启动机，电动车有刷电动机，手电钻，磨光机，交流发电机组等各种设备机电设备上。据国家统计局数据显示，2020年国内规模以上电机销售收入达到6427.50亿元，工业电机在电机中的占比在75%左右。随着我国制造业复苏和全球经济回暖的不断推进，我国工业电机需求有望进一步扩大。2021年我国工业电机产量达35463万千瓦，同比2020年增长9.7%。
2016-2021年中国工业电机产量及增长率
资料来源：公开资料整理
四、碳刷产业现状
1、市场需求
目前国内电刷主要用于汽车、汽轮、微电机、电动工具、电力机车、碳滑板、机械等。测算所得目前国内汽车每年维修用电刷4000-5000吨左右；汽轮发电机电刷每年电刷12万块左右;电动工具、微电机电刷年15000万块左右;大中型轧钢电机年需轧钢电机用电刷约380吨;电力机车用碳滑板约1000 吨以上。机械用碳市场需求量可到650吨上下。2021年净出口2045.7吨。
2、进出口数量
就国内碳刷进出口数量而言，出口量略大于进口量。目前国内整体碳刷进口量呈现小幅度下降趋势，主要原因是高端碳刷进口价格的上升同时下游发电机需求量下降，出口量表现为稳步上升趋势，2021年达到近年来最高值。数据显示，2021年中国碳刷进出口量分别为1094.5吨3140.2吨，相较于2020年均有不同程度的上升。
2015-2021年中国碳刷进出口数量变动
资料来源：海关总署，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国碳刷行业市场调研及未来发展趋势预测报告》；
3、进出口均价
就国内整体碳刷进出口均价而言，国内碳刷水平相较国际先进产品仍有差距，出口价格仅在进口价格的三分之一，近年来随着下游发电机水平要求持续升高，整体碳刷进口均价持续走高，2021年已达到8.12万美元/吨，侧面反映出国内碳刷技术水平在国际市场竞争力仍有差距。
2015-2021年中国碳刷进出口数量变动
资料来源：海关总署，华经产业研究院整理
4、进口来源地
目前国内碳刷进口主要来源于日本和德国等汽车工业大国，根据海关总署数据显示，2021年我国分别从日本和德国进口碳刷2570.6万美元和1643.8万美元，分别占比总进口金额的28.9%和18.5%。
2021年中国碳刷进口来源地分布情况
资料来源：海关总署，华经产业研究院整理
五、碳刷竞争格局
我国碳刷产业发展较晚，相较国际先进水平存在部分差距。目前电碳行业的生产能力总的是供大于求，超过国内需求的乘余生产力很大，就国内几家骨干企业来看生产能力尚有一半，而性能优异的产品屈指可数，难以与国外的产品相抗衡。主要企业包括哈尔滨电碳、沃德、兰生英、微特电刷。国内碳刷产品相较日德摩根、松下等企业高端碳刷仍有差距，主要集中在天然石墨碳刷和电化石墨碳刷等。
国内主要碳刷企业基本情况介绍
资料来源：公开资料整理
六、碳刷发展背景
近年来，出于对于环保的重视，全球大力发展新型能源，除太阳能、核能外，风能的开发渐显现出其独特优势。继欧、美地区，我国的风力发电事业在近三年里得到了急速发展。这为我们电碳行业发展创新提供了新的机遇:防雷接地碳刷、滑环碳刷、传输信号用碳刷等。但由于我们对风电行业了解的不足，特别是风电整机行业对相应配件的重视，开始所用的碳刷均以进口碳刷为主。随着近几年电力铁路机车(包括动车组)与城市轨道交通的迅速发展，碳滑板的用量也急速增长，进口产品有望得到国产化。我国汽车工业的良性急速发展与电动工具、家用电机、玩具模型业的快速增长，境外相关产品需求的猛增，为我国电碳的发展完善带来了新的机遇。
华经产业研究院对中国碳刷行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析，对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析，最大限度地降低企业投资风险与经营成本，提高企业竞争力；并运用多种数据分析技术，对行业发展趋势进行预测，以便企业能及时抢占市场先机；更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国碳刷行业市场深度分析及投资规划建议报告》。
