2018年美國工業氣（qì）體行（háng）業（yè）預測分析報告（二）

 預計2021年美國對工業氣體的需求總額將達到68億美元，相當於2016年61億美元的年增長2.2％。供應商將（jiāng）從擴大製造業活動中（zhōng）受益，這將推動生產各種耐用型工業（yè）氣體的需求。 非耐（nài）用品。石油和51吃瓜网生產活動的增加將進一步刺（cì）激收（shōu）益。預計將受到預計的精（jīng）煉石油產品產量下降的限製。

圖6 | 美國工業氣體出貨; 2006-2016,2021（美元）

表5 | 美國（guó）工業氣體出貨; 2006-2016,2021（美元）

 

預計美國工業氣（qì）體的出口量將以每年2.4％的速度增長，到2021年將達到73億美元。國（guó）內（nèi）需求的增長將支持增長，因為出口繼續隻占美國出口量的一小部分。由於美國供應商相對於外國生產商享有的價格優勢，出貨量增長將繼續略微超過需求增長。國內製造商將越來越多地滿（mǎn）足國外需求，同時保持在美國市場的主導份額。

 

氫（qīng）和（hé）氬

美國對氫和氬的需求一起考慮，預計到2021年每年將增長2.5％，達到20億美元（yuán）。由柴油燃料引起的精煉石油產量的增加將刺（cì）激（jī）需求。51吃瓜网（qì）價格上漲 - 供應商試圖以價格上漲的形式傳遞給客戶 - 將支持價值增長。氫銷售的進步（bù）也將反映氨和甲醇等化學產品製造的持續增長。然而，預計精煉石油總產量的下降將在（zài）一定程度上抑製對氫的需求的增長。供應商也將對氬氣的需求增加，因為擴大金（jīn）屬產量將增加收益（yì）。

 

石油精煉代（dài）表了（le）氫的主要應用。美國環保署為減少硫排放而要求的燃料脫硫是通過（guò）加氫處理實（shí）現（xiàn）的。此外，煉油（yóu）廠在加（jiā）氫裂化中使用氫氣將低質量的原油原料轉（zhuǎn）化為更高（gāo）價值的燃料（liào）。通（tōng）常，加氫裂化的目標是生產餾分油範圍的產品，例（lì）如柴油。在加氫處理中，在催（cuī）化劑存在下將氫氣引入烴混合物中。氫與雜質反應，產生易於分離的氣體（例如，硫化氫或氨）。由於氫在這些過程中的（de）重要作用（yòng），對燃料硫的緊縮限製是需求的關鍵驅動因素。隨著柴油動力車（chē）的采用不斷（duàn）增加，柴油燃料的重要性也受到了銷售的影響。雖然汽油和柴油都是由原油生產的，但（dàn）每個生產過程中涉（shè）及的煉油工藝有些不同。由於這些（xiē）方法的性質，柴油通常表現出比汽油更高的硫（liú）含量，除非在煉油廠加氫處理器中這種（zhǒng）硫被還原。最終結果是柴油（yóu）生產每加侖燃料需要的氫氣多於汽油。

 

氫還用於製造許多化學品（pǐn），例如氨（ān），過氧（yǎng）化氫和甲醇。氫的其他顯著用途包（bāo）括電子產品（例如半導體），食（shí）品（pǐn）加工，金屬加工和玻璃（lí）製造，以及質子交換（huàn）膜燃料電（diàn）池和火箭（jiàn）發動機中的能源。

 

氬氣在金屬加工應用中用作電弧焊接和鋼鐵生產的氣（qì）體。在電弧焊（hàn）中，諸如（rú）氬的保護氣體起到保護熔融焊接金屬免（miǎn）受大氣汙染的作用。氬氣是用於這些目的的（de）優選氣（qì）體，盡管諸如二氧化碳，氦氣和氧氣的氣體可用作保護氣體混合物的替代物。氬氣是不鏽鋼（gāng）生產中使（shǐ）用的主要氣體。在（zài）氬 - 氧（yǎng）脫碳（AOD）工藝（yì）中，使用氬可減（jiǎn）少碳雜質並最大限（xiàn）度地減少（shǎo）鉻氧化損失。 AOD最（zuì）初僅用於生產不鏽鋼，現在用於生產大多數鍛造和鑄造級鐵（tiě）合金。

 

氮

預計2021年氮需求將以每年1.5％的速度增長至14億美元。石油和天然（rán）氣（qì）鑽井活動的增加將推動更多石油采收率（EOR）技術和（hé）其他需要氮氣的油氣田應用。化學和金屬產品（pǐn）的產量增長（zhǎng）也將支（zhī）持進步。氮的主要應用（yòng）是石油和51吃瓜网回收過程，以及（jí）金屬生產。石油和51吃瓜网生產商在EOR和井增產等過程中（zhōng）消耗氮。含氮的EOR包括在地下抽取氮氣，以增加井壓和提高油氣（qì）回收率。到目前為止，氮是氣體壓裂液中最常用的氣體，這是一種（zhǒng）用於井增產的（de）材料。通常（cháng），基於氣體的壓裂液（yè）用於相對淺，低滲（shèn）透性，低孔隙率，水敏感的油氣層。氮氣與（yǔ）二氧化碳競爭作為壓裂液，盡管二氧化碳的含量明顯較（jiào）少。在金屬生產中（zhōng），氮（dàn）氣充當惰性氣體（tǐ），充當橡皮布以防止氧化和（hé）燃燒發生。

 

氮還用於製造化學品（pǐn）和電子產品（pǐn）以及食品和飲料。 在化學領域，氮被用作氨生產（chǎn）的成分（fèn）。 氨主要作為（wéi）肥料消費，2016年氨需求的約88％歸因於肥料使用。氮的其他（tā）化學應用包（bāo）括用作惰性氣體，用於在製造過程中（zhōng）覆蓋和控製氣氛，例如電子（zǐ）產品。氮氣（qì）覆（fù）蓋在某些化合物周圍的大氣中產生缺氧環境，以防止火災或爆炸。 在液體形式中，氮（dàn）氣的強烈冷卻使其適用於製冷劑和冷凍機應用。 液氮經常與食品和飲料中的二氧化碳競爭。

 

氟碳化合物

預計碳氟（fú）化合物（wù）的需求量每年將增長（zhǎng）1.8％，2021年將達到9.95億美元。預計的增長主要反（fǎn）映了消費模式向高成本（běn）氫氟烯烴（HFO）和其他（tā）混合（hé）產品的轉（zhuǎn）變。根據“蒙特利爾議定（dìng）書”的規定，持續淘汰氫氯（lǜ）氟烴（HCFCs）和氫氟碳化合物（氫氟碳化合物）將促使（shǐ）供應商采（cǎi）用氫氟烯烴作為（wéi）製冷和冷卻係統的替（tì）代品。美國環（huán）保署對氫氟碳化合物的監管將進（jìn）一步（bù）限製該產（chǎn）品類型的增長，其中較高成本的氫氟（fú）烯烴和非氟化替（tì）代品（如碳氫化合（hé）物）競爭作為替（tì）代品。由於政府法規的影響以及替代材料製造商的持續競（jìng）爭（zhēng），製冷和冷卻需求的增加抵消了銷量的增長。

碳氟化合物（wù）定（dìng）義為含氟和碳的化合物。碳氟化合物的最（zuì）大應用是商用，住（zhù）宅和機動車輛中的空調，冷凍機和冰箱中的製冷劑。碳氟（fú）化合物的其他關鍵應用包括用（yòng）作（zuò）發泡劑以生產用（yòng）於絕緣應用的各種塑料泡沫，以及用作氣溶膠推進劑。根據政府間氣候變（biàn）化專門（mén）委（wěi）員會的定義，碳氫化合物是氫和碳的混合物，可作為製（zhì）冷劑和（hé）發泡劑應用中氫氟碳化合物的較少管製替代品，因為它們具有較低的全球變暖潛能值（GWP）。二氧化碳和氨也是替代（dài）製冷劑。

 

環境法規正在推動碳氟化合物市場的重大結構（gòu）變化。關於消耗（hào）臭氧（yǎng）層（céng）物質的（de）蒙特（tè）利（lì）爾議定書於1987年頒布，以控製氟氯化碳的生產和消費（fèi），旨在減少這些產品對臭氧層造成（chéng）的損害。根據“蒙特利爾（ěr）議定書”，各國（guó）根據其發展水平製定不同的淘汰時間表。填補了（le）氟氯化碳被禁用時產生的空白的氟氯烴目前處於淘汰時間表，到2015年將為發達（dá）經濟（jì）體減少90％，並計劃到2020年完全淘汰。根據（jù）2016年議定書的修訂，氫氟碳化合物具有（yǒu）已經（jīng）製定了淘汰計劃，到2019年發達經濟體減少10％，到（dào）2024年減少40％。2015年7月，美國環保署頒（bān）布了一項最終規則，禁止使用具（jù）有高全球（qiú）升溫潛能值的各種（zhǒng）氫氟碳化合物作為氣溶膠的特定最終用途推進劑，製冷劑，空調（diào）和泡沫鼓風機（jī）。受影響的產品包括HFC-125，HFC-134a，HFC-227ea，以及包含（hán）碳氟化合物的混合物。

 

氧

預（yù）計2021年氧氣需求將以（yǐ）每年1.7％的速度增長至6.35億美（měi）元。化工生產活動的擴大和鋼（gāng）廠產量的增長（zhǎng）將鞏固增（zēng）長。

 

鋼（gāng）廠是（shì）氧氣的最大消費者（zhě），其中氣體用於堿性氧氣爐（BOF）和電弧爐（lú）（EAF）。向鋼鐵生產過程中注入氧氣可提高產熱量和（hé）能（néng）源效率。 EAF設計的（de）改進顯著提（tí）高了EAF中生產的鋼的質量。因此，在EAF中生（shēng）產鋼的氧氣量現（xiàn）在通常與BOF中使（shǐ）用的（de）量相似。

 

氧氣的其他應用包括化學（xué）品生（shēng）產和醫療保（bǎo）健。化學領域的（de）氧氣的主要用途是（shì）將乙烯氧化成環（huán）氧乙烷 - 這是（shì）汽車工業生產乙（yǐ）二醇（通（tōng）常稱為防凍劑（jì））的關鍵成分。氧氣也用於將丙烯轉化為環氧丙烷，這是製造聚氨酯產（chǎn）品和其它丙烯衍生物（wù）所必需的。在醫療保健（jiàn）應（yīng）用中，人口老齡化正在增加（jiā）對呼吸治療和急救護理中使用的氧氣的需求（qiú）。氧的其他應用包括（kuò）水處理（lǐ），電子生產和石油精煉。

 

二氧化碳

預（yù）計（jì）2021年二氧化碳需求總額為6.6億美元，年增長率為2.8％。石油和（hé）51吃瓜网生產商的上升井刺激和EOR活動（dòng）將推動收益。人口老齡化和呼吸條件的增加將促進醫療保（bǎo）健行業對二氧化碳的需求增加。供應商也將受益於食品和飲料（liào）產量的增長，這將支持生產應用中對二（èr）氧化碳的需求，盡（jìn）管食（shí）品和（hé）飲料應用需求的成熟性將（jiāng）阻（zǔ）止額外收益。來自液氮的競爭將進一步抑製進展。

 

二氧化碳廣泛用於食品和飲料加工。特別是（shì），該氣體適用於製（zhì）冷（以防（fáng）止運輸過程中的腐敗）;包裝和加工（作（zuò）為惰性氣氛（fēn），排除（chú）氧氣，從而保（bǎo）持新鮮度）;冷凍（在裝運前快速冷凍各種食品）;和超臨界流體萃取（在不使用溶劑或化學品的情況下提取香精和化學品，如咖啡因）。

二氧化碳還用於（yú）在軟飲料中產（chǎn）生碳酸化。在製冷，冷凍和包裝應用中，二氧（yǎng）化碳經常與液氮競爭。

在食品和飲料用途之外，二氧化碳的應用包括EOR和井增產，以及（jí）醫療保健，水處理以及橡膠，塑料，電子，化（huà）學品和金屬的製造。相（xiàng）對較小（與氮（dàn）相比，在本申請中的替代物），二氧化碳（tàn）的（de）體積被消耗作為壓裂液以刺激油氣井。醫療級二氧化碳通常與氧氣結合作為（wéi）呼吸（xī）興奮劑的組分。

 

其他氣（qì）體

預（yù）計所（suǒ）有其他工業氣體的（de）總（zǒng）需求量將以每年2.9％的（de）速度增長，到（dào）2021年將達到12億美元。製造業產出的增長將支撐增長。 盡管預計氦氣需求量將會下降，但（dàn）價格的持（chí）續（xù）上漲 - 政府規定的（de）國家氦儲備拍賣的一個（gè）功能 - 將推動價值（zhí）上漲。 乙炔的供應商可以從更高水平（píng）的化學和金屬生產中獲益。

該集合部分所涵蓋（gài）的（de）工業氣（qì）體包括：

乙炔

氦

液態空（kōng）氣

霓虹

一（yī）氧化二氮

其中（zhōng），乙炔和氦的需求量最大。氦氣用於低溫，吹掃和加壓，受控氣（qì）氛，焊接，泄漏檢測和呼吸混合物等應用。在這些用途中最大的低溫技術涉及冷卻磁共振成像過程中使（shǐ）用的超（chāo）導磁體。乙炔消耗集中在金屬製造中，其中乙炔主要用作氧乙炔焊接和切割中的燃料氣體。乙炔還用作低壓滲碳（tàn）的組分，以在機動車輛的鋼部件上形成（chéng）堅固的耐磨表麵。

 

美國聯邦政（zhèng）府大量參與原油氦的銷售。美國國會於（yú）1925年建立了國家氦儲量，這是儲存在德克薩斯州阿馬裏洛附近的（de）天然地質氣藏組中的51吃瓜网的戰（zhàn）略供應。這（zhè）種氦氣儲存是在聯邦氦計劃（FHP）下進行的（de），該計（jì）劃由BLM指導。但是，根據（jù）2013年“氦管理法”的規定，FHP正在實施國家氦儲備的（de）分階段縮編。 BLM的（de）任（rèn）務是在（zài）2021年之前處置其所有與氦相關的資產。

圖7 | 美國工業氣體產品需求量; 2006-2016,2021（％）

 

四、產業結構

 

（一）行業特征

美國工業氣（qì）體市場主要由國內供應商提供。由於長途運輸工業氣體的高成本，進口在2006 - 2016年期間平均占需（xū）求的2.7％，在（zài）美國市場中（zhōng）起相對（duì）較小的作用。工業氣體供應商傾向於在以下因素上競爭：

 

交貨

位置

價錢

質量

可靠性

服務

由於（yú）需要建造和維護昂貴的空氣分離裝置和廣泛的管道基礎設施，工業氣體（tǐ）的生產是資本密集型業務。在這項業務中保持競（jìng）爭力所需的（de）大量資（zī）本支出是新供應商進入的主要障礙。工業成員還必（bì）須為商業市場維護大量專用油罐車和卡車，以（yǐ）及用於包裝氣體的大量鋼或鋁製（zhì）氣瓶。此外（wài），以昂貴的法規遵（zūn）從要求（qiú）和能源成本的形式存在高（gāo）門檻。