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1、 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 證券研究報告|行業深度 2023 年 04 月 06 日 基礎化工基礎化工 光伏迭代驅動,光伏迭代驅動,POE 歷史機遇已至歷史機遇已至 POE 有望成為最具前景的化工新材料有望成為最具前景的化工新材料。我國化工新材料產值已達 13160 億元,其中高端聚烯烴 2022 年產值已達 1280 億元,自給率僅 57%,是兼具市場容量與國產化空間的化工新材料品類。在高端聚烯烴中,POE 應用于TOPCon、HJT、鈣鈦礦等光伏技術路線封裝、汽車輕量化用改性塑料。其生產所用限定幾何構型茂金屬催化劑、溶液聚合工藝技術難度大,使其兼具了良好的競爭格局、
2、龐大的市場容量以及優異的增長前景。我們認為 2023年隨著光伏 TOPCon 放量,POE 有望成為下一個最具前景的化工新材料。光伏迭代開啟光伏迭代開啟 POE 需求新篇章需求新篇章。轉化效率持續驅動光伏迭代,目前以TOPCon 為首的 N 型電池即將開始放量滲透,而中期 HJT、遠期鈣鈦礦的滲透,將持續帶來封裝材料的迭代:POE、EPE 膠膜隨著 POE 粒子的國產化,有望成為 TOPCon、HJT 的主流封裝路線。遠期鈣鈦礦電池的滲透將使得光伏封裝材料進一步迭代至 POE+丁基膠的方式。2023 年 Q4 開始 TOPCon 將進入集中投產期,2024 年底規劃投產項目將拉動百萬噸級 PO
3、E 粒子新增需求,預計 2025 年我國光伏級 POE 粒子需求將超過 150 萬噸。當光伏進入TW 時代,POE 膠膜、粒子需求有望超 100 億平、500 萬噸。三大壁壘構筑三大壁壘構筑 POE 極佳極佳競爭格局。競爭格局。POE 競爭格局極佳,被陶氏、三井、LG、SK/SABIC 等外企長期壟斷,2021 年 64 萬噸國內需求全部由進口料滿足。生產工藝上,POE 具備三大瓶頸:1)茂金屬催化劑:POE 聚合需使用單一活性中心的限定幾何構型茂金屬催化劑。聚烯烴催化劑多年來技術封閉,國內僅鼎際得、中石化等極少數企業掌握工業化生產,而茂金屬催化劑技術難度相比前五代聚烯烴催化劑更為大增。我們認
4、為當下催化劑是 POE 產業化的最大瓶頸;2)-烯烴:生產光伏級 POE 需要使用高碳-烯烴與乙烯共聚,以破壞乙烯的結晶從而制作出高透明度的光伏級 POE 粒子,而高碳-烯烴目前主要被陶氏等少數外企壟斷;3)溶液聚合工藝:溶液聚合是 POE產業化的主流生產路線,國內目前沒有成熟產業化裝置。三大壁壘有望在中長期共同構筑 POE 優異的競爭格局。歷史機遇已至,歷史機遇已至,看好催化劑看好催化劑積淀積淀廠商領軍國產化廠商領軍國產化。我們認為未來 POE 在產業化進程中將經歷籌備期、驗證期、盈利兌現期,在產業化籌備期、驗證期,TOPCon 放量或使得 POE 出現較嚴重的供需錯配,景氣度有望提升。而在
5、兌現期,我們看好具備技術積累廠商率先破局,盡享國產化紅利。建議關注:建議關注:鼎際得、萬華化學、衛星化學、東方盛虹、榮盛石化。鼎際得、萬華化學、衛星化學、東方盛虹、榮盛石化。風險提示風險提示:宏觀經濟增速低于預期,產品價格大幅波動、新項目建設進度不及預期、測算存在誤差等。增持增持(維持維持)行業行業走勢走勢 作者作者 分析師分析師 楊義韜楊義韜 執業證書編號:S0680522080002 郵箱: 分析師分析師 王席鑫王席鑫 執業證書編號:S0680518020002 郵箱: 相關研究相關研究 1、基礎化工:看好具備強的價值龍頭和第二曲線成長股2023-04-03 2、基礎化工:推薦高成長白馬,
6、關注低估值新材料2023-03-20 3、基礎化工:關注高端聚烯烴國產化突破 2023-03-13 重點標的重點標的 股票股票 股票股票 投資投資 EPS(元)(元)P E 代碼代碼 名稱名稱 評級評級 2021A 2022E 2023E 2024E 2021A 2022E 2023E 2024E 603255.SH 鼎際得 買入 0.99 0.82 1.22 1.85 53.48 63.88 43.06 28.48 600309.SH 萬華化學 買入 7.85 5.17 6.07 7.46 11.98 18.18 15.49 12.60 002648.SZ 衛星化學 買入 1.78 1.19
7、 2.15 2.74 8.93 13.35 7.39 5.80 000301.SZ 東方盛虹 買入 0.73 0.98 1.98 2.27 18.00 13.41 6.64 5.79 002493.SZ 榮盛石化 買入 1.27 0.79 1.33 1.61 11.56 18.58 11.04 9.12 資料來源:Wind,國盛證券研究所 -32%-16%0%16%2022-042022-082022-112023-03基礎化工滬深300 2023 年 04 月 06 日 P.2 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 內容目錄內容目錄 1.POE 有望成為最具前景的化工新材料.4
8、2.光伏迭代開啟 POE 需求新篇章.5 2.1.TOPCon 等 N 型電池放量在即,遠期鈣鈦礦可期,光伏持續迭代.5 2.2.光伏封裝材料迭代,POE 迎歷史機遇.9 2.3.汽車輕量化催生百萬噸級 POE 新增需求.16 2.4.POE 在線纜、熱熔膠、發泡料等領域的前景有望打開.19 3.三大壁壘構筑極佳格局,催化劑乃重中之重.20 3.1.POE 供給被海外巨頭壟斷,進口量逐年攀升.20 3.2.POE 具三大瓶頸,催化劑乃重中之重.22 3.2.1.瓶頸一:茂金屬催化劑.22 3.2.2.瓶頸二:-烯烴.25 3.2.3.瓶頸三:溶液聚合工藝.29 4.歷史機遇已至,催化劑積淀廠商
9、領軍國產化.30 5.風險提示.32 圖表目錄圖表目錄 圖表 1:2022 年我國新材料產品產值(億元).4 圖表 2:2022 年我國新材料產品自給率.4 圖表 3:POE 結構特點及性能優勢.5 圖表 4:POE 產業鏈圖.5 圖表 5:不同類型太陽能電池轉換效率.6 圖表 6:N 型與 P 型半導體的工作原理.6 圖表 7:N 型電池片結構.6 圖表 8:國內 TOPCon 電池擴產規劃(GW).7 圖表 9:鈣鈦礦電池結構.7 圖表 10:光伏產業鏈不同環節毛利率.8 圖表 11:多晶硅料價格走勢.8 圖表 12:POE 封裝膠膜占組件成本比重.8 圖表 13:POE 在光伏組件中的應
10、用.9 圖表 14:POE 作為光伏膠膜優勢匯總.10 圖表 15:不同組件主流膠膜選型方案.10 圖表 16:不同膠膜類型國家標準.11 圖表 17:不同光伏電池/組件技術路線對比.12 圖表 18:光伏級 POE 需求測算(萬噸).13 圖表 19:POE 膠膜占組件成本彈性測算.13 圖表 20:2019-2022H1 我國光伏膠膜廠商銷量(億平米).14 圖表 21:2021 我國年光伏膠膜競爭格局(按銷量).14 圖表 22:國內頭部膠膜廠產能規劃公告整理(億平米).15 圖表 23:光伏膠膜工藝流程圖.16 圖表 24:不同膠膜項目投資額分析.16 圖表 25:2021 年中國 P
11、OE 粒子需求分布.17 圖表 26:各國車用改性塑料用量及占比.17 圖表 27:汽車制造時使用的各類材料重量占比.18 圖表 28:改性塑料在汽車中的應用.18 EYcZgVjZ8WnUrYqZvU8O8Q8OmOpPmOtQlOnNtPkPpPoRaQnNzQuOnRxPvPqRuM 2023 年 04 月 06 日 P.3 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 29:汽車中塑料材料使用比例.18 圖表 30:POE 含量對 PP 共混性能影響.19 圖表 31:車用 POE 粒子需求測算(萬噸).19 圖表 32:POE 樣常溫儲存模量.20 圖表 33:POE 粒子
12、總需求測算(萬噸).20 圖表 34:我國 POE 粒子進口來源(2021 年).21 圖表 35:POE 粒子年度進口量.21 圖表 36:三井化學 POE 粒子進口價格(元/噸).21 圖表 37:2021 年全球主要廠商 POE、POP 產能統計.22 圖表 38:聚烯烴催化劑發展歷程.23 圖表 39:2020 年全球聚烯烴催化劑產能分布.23 圖表 40:世界 mPE 主要生產商及其工藝、產品牌號與應用領域.24 圖表 41:茂金屬催化劑依有無橋聯、單茂多茂等可分為不同類型.24 圖表 42:共聚單體含量與 POE 產品結晶度的關系.25 圖表 43:CGC 催化劑在 160 高溫下
13、仍具備良好的催化活性.25 圖表 44:-烯烴用途.26 圖表 45:陶氏化學車用 POE 產品熔體流動指數.26 圖表 46:陶氏 POE 產品不同牌號性能指標.27 圖表 47:2018 年全球各種類-烯烴市場份額.27 圖表 48:非選擇性齊聚路線 C6/C8 產品產率對比.28 圖表 49:鉻系乙烯四聚催化體系催化活性和選擇性差距較大.28 圖表 50:國內企業 C6 以上-烯烴產能統計(萬噸).29 圖表 51:POE 溶液聚合工藝.30 圖表 52:國內廠商 POE 粒子新增產能統計.31 2023 年 04 月 06 日 P.4 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明
14、1.POE 有望成為最具前景的化工新材料有望成為最具前景的化工新材料 化工新材料產值已化工新材料產值已破破萬億,萬億,2015-2022 年年整體整體復合增速復合增速達達 26.1%。根據中國石油化工聯合會,2022 年化工新材料產能達到 4500 萬噸/年,產量達到 3323 萬噸,凈進口量 813萬噸,消費量 4136 萬噸。2022 年我國化工新材料產值 13160 億元,較 2015 年 2600億元增長 4 倍,2015-2022 年復合增速高達 26.1%?;ば虏牧现?,化工新材料中,我國我國高端聚烯烴高端聚烯烴產值產值達達千億,依然是自給率最低千億,依然是自給率最低新材料品種新材
15、料品種,空間廣闊,空間廣闊。國內新材料產業化迅速擴張,2022 年我國化工新材料產量 3323 萬噸,較 2015 年的 1681萬噸提升 98%,復合增速 10%。通過國內企業技術研發及生產環節突破,目前我國氟硅材料、鋰電材料、聚氨酯、高性能橡膠等領域已全面實現國產化,而高端聚烯烴受催化劑、-烯烴、聚合工藝壁壘影響,2021 年國產化率僅 57%。圖表 1:2022 年我國新材料產品產值(億元)圖表 2:2022 年我國新材料產品自給率 資料來源:中國石化聯合會,國盛證券研究所 資料來源:中國石化聯合會,國盛證券研究所 高端聚烯烴中,高端聚烯烴中,POE 兼具兼具良好競爭格局良好競爭格局、龐
16、大市場容量、優異龐大市場容量、優異需求需求增長前景增長前景,有望成為,有望成為最具前景的化工新材料之一最具前景的化工新材料之一。聚烯烴彈性體(POE,Polyolefin elastomer)是以乙烯或丙烯為主要聚合單元,以-烯烴(1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等)為共聚單體通過茂金屬催化劑作用聚合得到的共聚物。從結構上看,POE 主要包括碳碳主鏈結晶區(樹脂相)與無定型區(橡膠相),其中碳碳主鏈結晶區起物理交聯點的作用,而-烯烴的引入削弱了碳碳主鏈的結晶區,形成了呈現橡膠彈性的無定型區。POE 具有較短的支鏈分布,使得材料擁有高彈性、高強度、高伸長率等優異的物理性能;同時由茂金屬催化劑作用聚合
17、得到的共聚物分子量分布較窄,使得材料在注塑和擠出過程中不易產生撓曲,且水汽透過率低;POE 分子鍵飽和,使得材料具備優異的耐熱老化和抗紫外線性能;橡膠相結構賦予材料良好的彈性,樹脂相結構賦予材料良好的加工性能。0100020003000400050006000鋰電材料高性能橡膠聚氨酯高端聚烯烴工程塑料功能性膜材料氟硅材料電子化學品高性能纖維其他0%20%40%60%80%100%120%140%高端聚烯烴工程塑料功能性膜材料高性能纖維電子化學品其他高性能橡膠聚氨酯鋰電材料氟硅材料 2023 年 04 月 06 日 P.5 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 3:POE 結構
18、特點及性能優勢 結構特點結構特點 性能優勢性能優勢 短支鏈分布 物理力學性能(高彈性、高強度、高伸長率)優異,低溫性能優異 窄分子量分布 材料在注塑和擠出過程中不易產生撓曲,水汽透過率低 分子鏈飽和 耐熱老化、抗紫外線性能優異 橡膠相結構 常溫下擁有橡膠的高彈性,高溫下可塑化成型 樹脂相結構 易于加工 資料來源:聚烯烴彈性體催化劑研究進展,國盛證券研究所 POE 具有良好的彈性、強度、耐老化、耐候、隔水性能,傳統應用領域主要在汽車零部件,光伏級 POE 主要用于光伏組件,尤其是 TOPCon、HJT、鈣鈦礦的封裝。除光伏外,POE 下游還囊括家電、電子、建筑、日用品、鞋材等諸多領域。我們認為隨
19、著光伏新型組件放量開啟,POE 有望成為下一個最具前景的化工新材料。圖表 4:POE 產業鏈圖 資料來源:華經情報網,國盛證券研究所 2.光伏迭代開啟光伏迭代開啟 POE 需求新篇章需求新篇章 2.1.TOPCon 等等 N 型電池型電池放量在即,遠期鈣鈦礦可期,光伏持續迭代放量在即,遠期鈣鈦礦可期,光伏持續迭代 轉化效率驅動光伏技術路線迭代,轉化效率驅動光伏技術路線迭代,N 型、鈣鈦礦型、鈣鈦礦電池電池發展前景廣闊發展前景廣闊。轉換效率是衡量光伏器件發電能力的重要指標,提升轉換效率是光伏電池產業的永恒目標和趨勢。傳統光伏電池采用單晶 PERC 型(P 型)結構,電池轉換效率約 22%-23%
20、,下一代 N 型電池(TOPCon、HJT)轉化效率 25%-26%,鈣鈦礦電池理論轉化效率可達 33%,疊層化后轉化效率可突破 40%。由轉化效率引發的技術迭代是光伏電池、組件環節的必然發展趨勢,目前 N 型電池處于迭代拐點,隨著百 GW 級 TOPCon 規劃產能落地,預計 2023-2025年 N 型路線將加速滲透搶占新裝機組件份額,遠期看好鈣鈦礦等新型技術實現產業化突破。2023 年 04 月 06 日 P.6 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 5:不同類型太陽能電池轉換效率 資料來源:NREL,國盛證券研究所 N 型電池轉化效率型電池轉化效率高,高,看好看好 T
21、OPCon 等等 N 型電池大幅滲透型電池大幅滲透。P 型電池轉換效率約22%-23%,而目前主流 N 型電池轉換效率可達 25%-26%。N 型電池具備更高的轉換效率主要受益于 N 型硅片的特殊分子結構和性質:1)N 型硅片純度更高:N 型硅片采用高純 N 型硅料,金屬雜質、碳氧雜質含量低;2)N 型硅片少子壽命更高:P 型硅片摻雜硼元素使得少子為電子,而電池中的金屬雜質對于少子電子具有較高捕獲能力,使得 P 型電池少子壽命低,從而降低光電轉換效率。而 N 型電池采用 N 型硅片,摻雜元素為磷,所形成少子為空穴受雜質成分捕獲能力弱,少子壽命相比 P 型電池高出 1-2 個數量級。圖表 6:N
22、 型與 P 型半導體的工作原理 圖表 7:N 型電池片結構 資料來源:中國臺灣茂矽電子,國盛證券研究所 資料來源:CRPS,國盛證券研究所 TOPCon 電池迎來集中投產期,拉動百萬噸級光伏級電池迎來集中投產期,拉動百萬噸級光伏級 POE 粒子需求。粒子需求。TOPCon 作為率先產業化的 N 型電池路線已進入放量拐點。根據各公司公告測算,預計國內 2023、2024 2023 年 04 月 06 日 P.7 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 年底分別形成 199、420GW 產能投放,遠期產能約 690GW。POE 及 EPE 膠膜是目前TOPCon 主流封裝材料,TOPCo
23、n 產能加速投產將對 POE 粒子需求帶來百萬噸級拉動。圖表 8:國內 TOPCon 電池擴產規劃(GW)資料來源:各公司公告,國盛證券研究所 鈣鈦礦是新一代電池技術路線,鈣鈦礦是新一代電池技術路線,轉化效率突破晶硅電池上限轉化效率突破晶硅電池上限。鈣鈦礦電池(perovskite solar cells,PSCs)晶體化學結構通式為 ABX3,其中金屬鹵化物鈣鈦礦成分起到發電作用。鈣鈦礦太陽能電池主要是由電子傳輸層、鈣鈦礦層和空穴傳輸層和兩個電極層構成,通過光吸收層受外部光子能量的激發產生電子-空穴對,進而產生電子和空穴分別經由電子傳輸層和空穴傳輸層至電池兩側的電極從而進入外電路進行發電。鈣
24、鈦礦電池具有光電轉換效率高、光照強度依賴性小、制備工藝簡單、加工方式多樣等優點,且通過對光吸收層光譜吸收范圍和強度的靈活調控以及使用透明導電材料作為頂電極,適用于半透明化設計,應用場景廣闊。圖表 9:鈣鈦礦電池結構 資料來源:Science,國盛證券研究所 0100200300400500600700800202122Q1E22Q2E22Q3E22Q4E23Q1E23Q2E23Q3E23Q4E24Q1E24Q2E24Q3E24Q4E遠期捷泰科技麥迪科技新瑞光電美達倫光伏冠中新能源日月太陽能仕凈科技海源復材VSUN泰衢新能源棒杰股份林洋能源旭合科技中潤光能順風光電一道新能億晶光電協鑫中清集團橫店
25、東磁皇氏集團無錫尚德同翎新能源蘇州潞能聆達股份安徽英發正泰新能源鈞達股份中來股份沐邦高科昱輝光能隆基綠能潤陽股份東方日升晶科能源晶澳科技天合光能通威股份 2023 年 04 月 06 日 P.8 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 硅料價格回落,光伏產業鏈利潤硅料價格回落,光伏產業鏈利潤迎再迎再分配。分配。硅料是光伏組件的核心原料,輻射硅片-電池片-組件全產業鏈。硅料投資強度大,投產周期長,2020 年起受光伏裝機增長拉動,硅料價格表現出了極強的價格彈性,產品價格由 2021 年初 8.5 萬/噸持續上漲并于 2022年 3 季度突破 30 萬/噸。2022 年 3 季度,硅料廠
26、商大全能源單季度毛利率高達 81%,光伏產業鏈盈利主要集中于硅料環節。2022 年 12 月受新增產能集中投放疊加出口需求下滑影響,硅料價格進入下行通道,產業鏈成本大幅改善,利潤持續向下游硅片、電池、組件,以及輔料膠膜等環節轉移。圖表 10:光伏產業鏈不同環節毛利率 圖表 11:多晶硅料價格走勢 資料來源:Wind,國盛證券研究所(參考大全能源,TCL 中環,晶澳科技,福斯特,福萊特,石英股份單季度毛利率)資料來源:百川盈孚,國盛證券研究所 光伏膠膜占成本比重較低,光伏膠膜占成本比重較低,粒子及膠膜漲價粒子及膠膜漲價空間大空間大。膠膜占組件成本比重較低,以當前EVA、POE 價格 1.80、2
27、.55 萬/噸測算,假設膠膜克重 450g,單 W 組件中 EVA、POE 粒子成本分別為 0.081、0.115 元。假設膠膜環節毛利率中樞 15%,則單 W 組件中 EVA、POE 膠膜成本分別為 0.093、0.132 元,占比分別為 5.5%、7.6%。圖表 12:POE 封裝膠膜占組件成本比重 資料來源:華夏光伏,國盛證券研究所測算 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%20Q120Q321Q121Q322Q122Q3硅料硅片組件膠膜玻璃石英砂05000010000015000020000025000030000035000020-0320-0921-0321-0
28、922-0322-0923-03多晶硅料市場價格(元/噸)多晶硅料市場價格(元/噸)2023 年 04 月 06 日 P.9 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 2.2.光伏封裝材料迭代,光伏封裝材料迭代,POE 迎歷史機遇迎歷史機遇 POE 膠膜性能優勢明顯。膠膜性能優勢明顯。POE 膠膜應用雖然晚于 EVA 膠膜,但其性能在多體積電阻率、水汽透過率、耐老化性能、抗電勢誘導衰減(PID)等方面優于 EVA。根據 CPIA 的預測,未來透明 EVA 及白色 EVA 膠膜市場占比或下滑,而 POE 和 EPE 膠膜市場份額將明顯提高。從性能上看,POE 相比 EVA 優勢主要體現在
29、以下幾個方面:圖表 13:POE 在光伏組件中的應用 資料來源:Cleanenergyreviews,國盛證券研究所 抗抗 PID 性能性能優異優異:不論是 N 型或者是 P 型電池片,透水率和體積電阻率都是影響PID 現象的關鍵因素。低透水率使得在同樣電勢差下,高體積電阻率帶來較低漏電流,可降低電池表面的分壓,從而減緩 PID 的發生。根據陶氏的研究,POE 體積電阻率更高,水汽透過率更低,在 PERC 雙玻組件 96h 老化測試下(負偏壓 1000V、85、85%RH)功率衰減顯著低于 EVA 膠膜;高體積電阻率高體積電阻率:光伏組件在實際使用的實際溫度最高時可超過 80,尤其是在日曬充足
30、或高溫地區。所以,封裝膠膜在高溫下的介電性能應得到充分關注。然而,隨著工作溫度升高,EVA 膠膜體積電阻率迅速下降,在 85時已達 1013 cm,而陶氏 EngagePOE 膠膜的體積電阻率還保持在 1015cm 以上;低水汽透過率低水汽透過率:由于 POE 是非極性材料,只有碳碳鍵和碳氫鍵,沒有碳氧鍵(極性),因此不能和水分子形成氫鍵,水汽阻隔性好,在實驗條件下 EVA 的水汽透過率為34g/(m2*d),而 POE 膠膜為 3.3g/(m2*d),POE 膠膜的水汽透過率僅為 EVA 膠膜的1/10,極大降低了組件被水汽滲入及腐蝕的可能性,降低 PID 風險;耐候性能強耐候性能強:EVA
31、 膠膜在光照作用下,醋酸乙烯酯鏈段容易產生分子鏈斷裂,生產多種氣體副產物會停留在組件內造成膠膜產生氣泡或脫層,影響長期可靠性,POE膠膜在加速老化后,黃度指數變化較小,POE 明顯耐候度更好。2023 年 04 月 06 日 P.10 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 14:POE 作為光伏膠膜優勢匯總 指標指標 EVA POE 抗 PID 性 弱(正面 96h 后衰減 6-7%)強(正面 96h 后衰減 3-4%)體積電容率 低(851013cm)高(851015cm)隔水性 弱(水汽透過率 34g/(m2*d))強(水汽透過率 3.3g/(m2*d))耐候性 弱 強
32、克重 高(密度 0.96g/cm3)低(密度 0.88g/cm3)資料來源:CNKI,國盛證券研究所 EPE、POE 是是 N 型型組件組件主要的膠膜封裝主要的膠膜封裝方案方案,鈣鈦礦電池采用純,鈣鈦礦電池采用純 POE 封裝封裝。主流光伏封裝膠膜包括透明 EVA 膠膜、白色 EVA 膠膜、聚烯烴(POE)膠膜、共擠型聚烯烴復合膜 EPE(EVA-POE-EVA)膠膜。其中透明、白色 EVA 膠膜為傳統方案,主要應用于單玻P 型組件的上下層封裝。雙玻組件因具備雙面發電能力,一般具有 10%-30%的發電增益,在地面電站的滲透率快速提升。雙面組件電池功率不斷增大,使得組件發熱量增大、溫度升高,對
33、封裝材料的抗 PID 性、耐熱性、耐老化性能提出了更嚴苛的要求。POE 相比傳統 EVA 具有更優異的抗老化性和阻水性能,成為雙玻組件的主流封裝材料。EPE 材料兼具 POE 材料的高阻水性、高抗 PID 性,同時也具備 EVA 材料的雙玻組件高成品率的層壓工藝特性,且不受 POE 樹脂原料供應相對短缺的影響,作為過渡材料亦可應用于雙玻組件的封裝。PERC 型中傳統單玻組件過去主要以兩面純 EVA 為主,雙玻組件以上層 EPE、下層 EVA為主,目前天合光能、隆基綠能等頭部組件廠新型 P 型組件型號膠膜選型中 EPE 膠膜比重持續提升。N 型組件中,日本 VSUN SOLAR 主要 TOPCo
34、n 型號采用 EPE 封裝方案,華晟新能源為首的 HJT 組件主要采取 EPE 或純 POE 膠膜路線。POE、EPE 膠膜具有良好的抗 PID 性、隔水性、無醋酸腐蝕性,未來隨著粒子環節產業化驅動,有望在各組件類型中持續替代 EVA。EPE 相比 POE 膠膜不存在打滑問題,因此下游組件廠商匹配性高,同時其夾層結構大大降低了材料成本。在 POE 粒子全面國產化前,EPE 方案有望在頭部組件廠 N 型路線中率先成為主流。圖表 15:不同組件主流膠膜選型方案 資料來源:天合光能、華晟新能源,國盛證券研究所 2023 年 04 月 06 日 P.11 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲
35、明 圖表 16:不同膠膜類型國家標準 指標指標 透明透明 EVA 白色白色 EVA 交聯型交聯型 POE 膠膜膠膜 非交聯型非交聯型 POE 膠膜膠膜 厚度(mm)0.20.8 0.20.8 T 10%T 10%密度(g/cm3)0.950.96 0.951.10 0.860.90 0.860.90 最大定量允許偏差(%)5 5 5 5 透光率(%)UV 高透型 290380nm 70-70 70 3801100nm 90.5-90 86 UV 截止型 290380nm 30-30 30 3801100nm 90.5-90 86 反射率(400nm-700nm),(%)-90 霧度(%)5 1
36、0 交聯度(%)75 75 60-拉伸強度(MPa)16 16 斷裂伸長率(%)450 450 POE/玻璃剝離強度(N/cm)60 60 POE/背板剝離強度(N/cm)60 60 EVA/玻璃的剝離強度(N/cm)60 60 收縮率(層壓前)(%)縱向 3.0 3.0 橫向 1.5 1.5 收縮率(固化前)(%)MD 3.0 3.0 TD 1.5 1.5 體積電阻率(.m)1.01015 1.01014 1.01013 1.01013 工頻電氣強度(kV/mm)35 35 電氣強度(kV/mm)直流法 22.0 22.0 交流法 22.0 35.0 相比電痕化指數(CTI)(V)600 6
37、00 耐漏電起痕指數(V)400 400 水汽透過率(g/(m2.24h))5.0 5.0 耐紫外老化試驗(120kwh/m2)POE/玻璃剝離強度(N/cm)40 40 POE/背板剝離強度(N/cm)40 40 EVA/玻璃的剝離強度(N/cm)30 30 黃變指數YI 5.0 5.0 4.0 5.0 資料來源:中國光伏行業協會標準,國盛證券研究所 光伏技術路線迭代光伏技術路線迭代,帶來封裝材料迭代帶來封裝材料迭代,POE 迎來放量空間迎來放量空間。從電池層面來看,N 型電池與傳統 P 型電池結構相似度較高,材料端差異主要體現在硅片、銀漿,其中 P 型電池采用 P 型硅片搭配少量銀漿,N
38、型電池采用 N 型硅片搭配大量銀漿;鈣鈦礦電池結構與硅基電池差異較大,以金屬鹵化物作為半導體材料,呈疊層結構,主要包括 TiO2致密層、2023 年 04 月 06 日 P.12 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 TiO2介孔層、鈣鈦礦層、HTM 層等。從組件層面來看,材料體系差異主要在封裝膠膜與玻璃,其中傳統 P 型組件主要采用 EVA 作為封裝膠膜,N 型組件選用 POE 或 EPE 膠膜。在玻璃材料方面,傳統 P 型組件光伏玻璃采用單?;螂p玻,N 型電池主要采用雙玻結構,而鈣鈦礦組件采用 TCO 導電玻璃。鈣鈦礦電池轉化效率較高,鈣鈦礦電池轉化效率較高,界面界面穩定穩定弱
39、,對膠膜等保護性輔材弱,對膠膜等保護性輔材提出更高要求。提出更高要求。傳統單晶太陽能電池吸收光子能量僅一部分轉化為電能,其余部分轉化為熱能損失,而鈣鈦礦電池不僅可以高效的吸收光能,還可以高效的傳輸電子和空穴。鈣鈦礦電池理論光電轉換效率達 33%,突破傳統晶硅電池 29%的上限,且采取疊層模式后光電轉換效率有望突破 45%。鈣鈦礦電池中電子傳輸層與鈣鈦礦層形成的相關異質結界面穩定性較差,容易產生氧空位缺陷、加速退化、電場平衡打破等現象,對于封裝膠膜等保障電池穩定性的輔材提出更高的要求。新型技術路線下,傳統封裝方案應用受限。新型技術路線下,傳統封裝方案應用受限。EVA 具有抗 PID 性弱、隔水性
40、能差、醋酸根分解等性能弱點,無法滿足新型 N 型電池、鈣鈦礦電池需求。具體來看:N 型電池:型電池:N 型電池對環境耐受性弱于 P 型電池,因此需要膠膜提供更多保護,而使用 EVA 膠膜進行高效光伏電池尤其是 N 型晶硅電池的封裝,在加速老化條件下組件功率會迅速下降,組件的長期可靠性難以保證。同時 EVA 膠膜在使用過程中會分解釋放醋酸根,從而對玻璃、背板、柵線等結構造成腐蝕,由于 N 型電池中金屬柵極更多且更密集,受 EVA 醋酸根腐蝕影響更大;鈣鈦礦電池:鈣鈦礦電池:鈣鈦礦電池疊層結構相比傳統晶硅電池對水分子容忍度更低,由于 EVA水汽透過率高,因此無法滿足鈣鈦礦封裝材料隔水性能要求,同時
41、醋酸根分解也會對鈣鈦礦結構造成腐蝕。POE 膠膜是膠膜是 N 型電池、鈣鈦礦電池主流封裝材料,新型技術路線打開型電池、鈣鈦礦電池主流封裝材料,新型技術路線打開 POE 粒子需求空粒子需求空間。間。POE 產品的阻隔性、強抗 PID 能力、無醋酸等特性使其在 N 型電池、異質結電池時具備了其他封裝材料不具備的天生優勢,是目前 N 型電池的主要封裝膠膜,其中 TOPCon電池采用 POE 或 EPE 膠膜,HJT 電池采用 POE 膠膜。遠期來看,鈣鈦礦是目前市場公認的 N 型電池后下一代主流電池路線,其上下層封裝材料均采用 POE 膠膜。受光伏電池(組件)新技術路線迭代拉動,POE 需求有望迎來
42、非線性增長。圖表 17:不同光伏電池/組件技術路線對比 組件技術路線組件技術路線 P 型組件型組件 N 型組件型組件 鈣鈦礦鈣鈦礦 PERC TOPCon HJT(異質結)(異質結)理論轉化效率上限 24.5%28.7%27.5%理論效率 33%,采用疊層模式有望達 45%量產水平 主流品種,產量大 產業化初期 排產期,尚未放量 尚未產業化 材料構成 半導體:P 型硅片 柵極:銀漿(少量)玻璃:光伏玻璃(單玻/雙玻)封裝:封裝:EVA 半導體:N 型硅片 柵極:銀漿(中量)玻璃:光伏玻璃(雙玻)封裝:封裝:POE/EPE 為主為主 半導體:N 型硅片 柵極:銀漿(大量)玻璃:光伏玻璃(雙玻)封
43、裝:封裝:POE/EPE 為主為主 半導體:金屬鹵化物 疊層:TiO2 致密層、TiO2 介孔層、鈣鈦礦層、HTM 層 玻璃:TCO 導電玻璃 封裝:封裝:POE+丁基膠丁基膠 資料來源:PV Infolink,各公司公告,國盛證券研究所 POE 膠膜高速滲透,膠膜高速滲透,2025 年全球光伏級年全球光伏級 POE 粒子需求粒子需求有望有望達達 160 萬噸萬噸,遠期光伏進,遠期光伏進入入 TW 時代,我國時代,我國 POE 需求有望超過需求有望超過 500 萬噸萬噸。光伏是全球儲量最大的能源,年供應潛力是化石能源的 20 倍以上,可滿足目前全球能源需求超過 1400 倍,2020 年僅占能
44、 2023 年 04 月 06 日 P.13 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 源消耗 1.3%,因此滲透空間巨大。在太陽到達地球的輻射中,目前有 30%是可利用的光伏能源,年儲量達 23000TW。假設:1)2022-2025 年全球光伏新增裝機需求由 254GW提升至550GW;2)N型組件份額持續提升;3)TOPCon中上下層封裝方案包括POE+POE、POE+EPE、EPE+EPE,其中 EPE 短期份額占比較高;4)隨著 POE 國產化,EPE 膠膜中POE 粒子質量占比緩慢提升。隨著電池路線持續迭代,POE 作為 TOPCon、HJT、鈣鈦礦的主流封裝膠膜材料滲透空
45、間巨大,遠期光伏進入 TW 時代,全球 POE 膠膜需求有望超 100 億平,粒子需求有望超過 500 萬噸。圖表 18:光伏級 POE 需求測算(萬噸)資料來源:中國光伏行業協會,TrendForce,國盛證券研究所測算 POE 粒子漲價粒子漲價 2000 元對應組件成本占比提升元對應組件成本占比提升 0.5%。根據華夏光伏數據,555W 功率182 尺寸單玻組件中電池、玻璃、邊框等膠膜以外成本約 1.609 元/W,結合 POE 粒子價格及單耗、膠膜環節毛利率進行 POE 膠膜占組件成本彈性測算。測算顯示,POE 粒子漲價 2000 元/噸對應組件成本上漲約 0.01 元/W,成本占比提升
46、 0.5-0.6%。以目前 POE價格來看,粒子漲價 1 萬元內膠膜成本占比將維持在 10%以內。圖表 19:POE 膠膜占組件成本彈性測算 資料來源:華夏光伏,國盛證券研究所測算 膠膜持續擴張,拉動粒子需求膠膜持續擴張,拉動粒子需求。依托多年 EVA 膠膜生產銷售經驗以及優異的成本價格控制能力,光伏膠膜競爭環節呈現“一超多強”格局。其中福斯特作為龍頭企業過去市占率長期維持在 50%以上,第二梯隊為斯威克、海優新材,2021 年前三大膠膜廠商累計出貨量達 15.29 億平。2020 年起隨著光伏裝機需求的高速增長,以及 N 型組件對于POE/EPE 膠膜的需求拉動,天洋新材、鹿山新材、百佳年代
47、、明冠新材等第三梯隊廠商借助后發優勢迅速崛起,行業供給格局不斷向多元化發展。根據各膠膜廠商年出貨量口202120222023E2024E2025E遠期光伏組件需求測算全球光伏裝機規模(GW)1702543504305501500 容配比1.21.21.21.21.21.2全球光伏組件需求(GW)2043054205166601800 PERC單玻需求(GW)129.9159.2131.074.038.018.0 PERC雙玻需求(GW)70.0115.3142.0137.5113.9162.0 TOPCon組件需求(GW)2.024.4109.2227.0349.8990.0 HJT組件需求(
48、GW)0.03.133.672.2145.2540.0 鈣鈦礦組件需求(GW)0.00.00.00.06.672.0POE膠膜需求測算膠膜總需求量(億平)20.430.542.051.666.0180.0 POE膠膜需求(億平)0.10.85.512.624.181.4 EPE膠膜需求(億平)4.38.215.824.831.880.0POE粒子需求測算全球光伏級POE粒子需求6.615.849.795.6160.1513.7國內光伏級POE粒子需求5.614.646.890.8155.3503.5POE粒子價格(萬元/噸)1.51.71.92.12.32.52.72.93.13.33.53.
49、73.9POE粒子成本(元/W)0.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.20.20.2POE膠膜成本(元/W)0.10.10.10.10.10.10.10.20.20.20.20.20.2膠膜以外總成本(元/W)1.61.61.61.61.61.61.61.61.61.61.61.61.6組件總成本(元/W)1.71.71.71.71.71.71.71.81.81.81.81.81.8POE膠膜成本占比4.6%5.2%5.8%6.3%6.9%7.4%8.0%8.5%9.1%9.6%10.1%10.6%11.1%POE成本彈性測算 2023 年 04 月 06 日 P.1
50、4 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 徑統計,2019-2021 年光伏膠膜行業 CR3 分別為 91.2%、85.4%、81.9%,呈逐年下降趨勢。圖表 20:2019-2022H1 我國光伏膠膜廠商銷量(億平米)圖表 21:2021 我國年光伏膠膜競爭格局(按銷量)資料來源:各公司公告,國盛證券研究所 資料來源:各公司公告,國盛證券研究所 根據上市公司公告整理,未來國內頭部膠膜廠商產能持續擴張,其中市場份額前三家福斯特、斯威克、海優新材合計擴產 18.7 億平。祥邦科技、明冠新材、鹿山新材、江西緯科等中小廠商起步較晚,依托后發優勢重點差異化布局新一代 POE 膠膜,未來或對
51、現有產業格局帶來持續沖擊。POE 膠膜與 EVA、EPE 膠膜產線具有可切換性,受各公司公告口徑影響,我們認為在組件需求持續拉動下,未來實際 POE 膠膜供給將大于現有產能統計。024681012141618202019202020212022H1明冠新材天洋新材鹿山新材百佳年代賽伍技術海優新材斯威克福斯特 2023 年 04 月 06 日 P.15 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 22:國內頭部膠膜廠產能規劃公告整理(億平米)廠商名稱廠商名稱 項目名稱項目名稱 項目項目地址地址 膠膜膠膜產能產能 POE 膠膠膜產能膜產能 投產時間投產時間 項目進展項目進展 福斯特 滁
52、州年產 5 億平方米光伏膠膜項目 滁州 3 2022 年 3 萬噸一期已達產 嘉興年產 2.5 億平方米光伏膠膜項目 嘉興 2 年產 2 億平方米 POE 封裝膠膜項目一期 1 1 一期 2021 年已結項 年產 2.5 億平方米高效電池封裝膠膜項目 臨安 2.5 海優新材 年產 2 億平米光伏封裝材料生產建設項目(一期)鎮江 2 0.6 募投項目建設后至2025 年公司膠膜產能預估2022、2023、2024、2025 年分別達到 5.1、7.5、8.9、11.1 億平米。年產 20,000 萬平光伏膠膜生產項目(一期)上饒 2 0.7 斯威克 金壇二期和宿遷一期擴建 金壇、宿遷 2 年產
53、4.2 億平方米太陽能光伏封裝膠膜項目 鹽城 1.2 一期:2023 年初開工,2023 年第二季度實現投產;3 二期:2024 年 賽伍技術 年產25500萬m 太陽能封裝膠膜項目;金華 2.6 2022 年 7 月 年產約 1 億平方米 POE 封裝膠膜擴產項目 1 1 鹿山新材 太陽能電池封裝膠膜擴產項目 1.8 0.9 2025 年 激智科技 太陽能封裝膠膜生產基地建設項目 六安 2023 年 12 月 天洋新材 昆山天洋太陽能電池封裝膠膜項目 昆山 1.6 預計 2023 年 南通天洋太陽能封裝膠膜項目 南通 1.5 POE/EPE膠膜產線 6 條 預計 2024 末 海安年產 1.
54、5 億平方米光伏膜項目 海安 1.5 POE/EPE膠膜產線 10 條 預計 2024 末 明冠新材 1.2億平米光伏組件封裝用POE 膠膜擴建項目 1.2 1.2 2023 年 12 月 2022 年初建成膠膜生產線 4 條并順利投產,形成理論年產 0.4 億平米 POE 膠膜產能;2023年 12 月投產 祥邦科技 年產 2.5 億平米光伏膠膜及電子膠膜建設項目 2.5 1.8 2022 年 12 月 江西緯科 年產 3 億平方米 POE 太陽能電池膠膜生產線項目 玉山 3 3 一期 13 條產線已于2021 年部分投產 資料來源:各公司公告,國盛證券研究所 2023 年 04 月 06
55、日 P.16 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 光伏膠膜以粒子、助劑為原料,經過混合、擠出、成膜、流延、定型、展平、檢測、分切、收卷等多道工序制作而成。不同膠膜廠商擁有不同的設備、配方、調試經驗,從而在良率、效率等生產指標上存在差距,最終體現在膠膜產品的品質與生產成本。圖表 23:光伏膠膜工藝流程圖 資料來源:鹿山新材,國盛證券研究所 膠膜環節膠膜環節資金占用資金占用大大、回款周期慢,資金壁壘高。、回款周期慢,資金壁壘高。膠膜環節資金投入主要體現在設備廠房(前期投入)以及原料粒子采購(經營投入):1)前期投入:根據各大膠膜廠公告測算,1 億平米膠膜對應前期設備廠房投資額約 2-
56、4 億;2)經營投入:根據膠膜對粒子單耗,假設 1 億平米對應粒子需求 4.5 萬噸。由于組件對膠膜廠商回款周期較慢,以資金周轉率為 3、光伏級 POE 粒子進口價 3 萬/噸測算,膠膜廠年產 1 億平產線粒子環節資金占款高達 4.5 億元。由于膠膜占款程度極高,且行業原材料、需求波動大,對企業資金實力具有較高的考驗。圖表 24:不同膠膜項目投資額分析 廠商名稱廠商名稱 項目名稱項目名稱 膠膜產能(億平)膠膜產能(億平)投資額(億元)投資額(億元)億平投資額(億元)億平投資額(億元)福斯特 滁州項目 5 10.13 2.03 福斯特 嘉興項目 2.5 7.36 2.94 海優新材 鎮江項目 2
57、.5 7.36 2.94 海優新材 上饒項目 2 6.2 3.10 斯威克 鹽城項目 4.2 13.64 3.25 賽伍技術 金華項目 2.55 10.26 4.02 鹿山新材 擴產項目 1.8 5.24 2.54 天洋新材 南通項目 1.5 5.33 3.55 天洋新材 海安項目 1.5 4.63 3.09 祥邦科技 擴產項目 2.5 8.00 3.20 資料來源:各公司公告,國盛證券研究所 2.3.汽車汽車輕量化輕量化催生百萬噸級催生百萬噸級 POE 新增新增需求需求 POE 的傳統應用領域以汽車為主,汽車輕量化趨勢驅動需求持續增長的傳統應用領域以汽車為主,汽車輕量化趨勢驅動需求持續增長。
58、POE 性能優異,應用廣泛??梢匀〈鹉z、柔性 PVC、EPDM、EPR、EMA、EVA、TPV、SBC 和 LDPE 2023 年 04 月 06 日 P.17 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 等材質,應用于不同產品,如汽車擋板,柔性導管,輸送帶,印刷滾筒,運動鞋,電線電纜、汽車部件、耐用品、擠出件、壓模件、密封材料、管件和織物涂層等,也可以作為低溫抗沖改良劑來改善 PP 的低溫抗沖性能,同時可以作為熱塑性彈性體運用于汽車領域。POE 密度在 860-890kg/m3之間,在未發泡材料中密度最低。在汽車上使用能使得汽車質量降低,減少能耗和廢氣排放,符合汽車輕量化要求。圖表
59、25:2021 年中國 POE 粒子需求分布 資料來源:中國化工信息咨詢,國盛證券研究所 我國“以塑代鋼”滲透率低于歐美國家,改性我國“以塑代鋼”滲透率低于歐美國家,改性塑料塑料用于用于汽車汽車輕量化前景廣闊。輕量化前景廣闊。鋼是汽車生產中應用最多的材料,具備優良的剛性但重量較高。汽車輕量化通過不同材料的選用替代傳統鋼材從而達到車身減重的效果,主流方案包括高強度和超高強度鋼、鋁合金、鎂合金、改性塑料等。其中改性塑料優勢顯著,具體包括密度低、強度比高、成型工藝性能優等。目前改性塑料已大量運用于汽車生產,然而我國“以塑代鋼”滲透率明顯低于歐美國家。根據中國石化聯合會,我國單車改性塑料零部件占比約
60、8%,單車使用量約為 110kg;美國、法國單車改性塑料零部件占比約 17%,單車使用量約 220-249kg;德系車單車改性塑料使用量 300-365 千克,改性塑料使用率高達 23%。圖表 26:各國車用改性塑料用量及占比 國家國家 單車用量單車用量 改性塑料使用率改性塑料使用率 中國 90-110kg 8%日本 126-150kg 10%美國、法國 220-249kg 17%德國 300-365kg 23%資料來源:中國石化聯合會,國盛證券研究所 2023 年 04 月 06 日 P.18 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 27:汽車制造時使用的各類材料重量占比 資
61、料來源:中國石化聯合會,國盛證券研究所 改性塑料在汽車輕量化中應用:改性塑料在汽車輕量化中應用:PP 應用最廣泛,應用最廣泛,POE 一定比例共混一定比例共混增韌增韌。主流的車用改性塑料包括:1)PP:提高耐熱穩定,運用車身內裝件、通風取暖系統配件等領域,是使用最為廣泛的汽車輕量化塑料品種;2)POE:作為塑料改性劑可有效提升材料韌性、抗沖擊性能,廣泛運用于汽車內飾、保險杠等領域;3)PE:主要用于空氣導管與儲罐等;4)PVC:主要用于車內裝飾件;5)PS:主要運用于照明用品等領域;6)ABS:主要應用于車身內飾件、外裝件;7)PMMA:主要用作窗玻璃、罩蓋、儀表玻璃、油標、油杯、燈罩、標牌等
62、。圖表 28:改性塑料在汽車中的應用 圖表 29:汽車中塑料材料使用比例 資料來源:adapt,國盛證券研究所 資料來源:汽車內飾用聚丙烯材料的輕量化研究,國盛證券研究所 POE 是性能優異的車用是性能優異的車用 PP 增韌改性劑。增韌改性劑。POE 既有塑料的熱塑性,又有橡膠的彈性,是常用的 PP 增韌改性劑。POE 結構中分子量分布窄,分子結構中可形成聯結點,在各成分之間起到聯結、緩沖作用。當體系受到張力時,聯結點所形成的網絡狀結構可以發生較大的形變,使得體系實現分散、緩沖沖擊能的作用。同時 POE 擁有良好的加工性能,與 PP 親和性好,其表觀切變黏度對溫度的敏感性更接近 PP。當 PO
63、E 與 PP 共混時,更容易得到較小的彈性體粒徑和較窄的粒徑分布,具有較高的增韌效果。隨著改性料中 POE含量的提升,材料拉伸強度、彎曲強度下降(說明韌性提升),材料斷裂伸長率、沖擊強度提升(說明抗沖擊性能提升)。具體來看:1)拉伸強度:)拉伸強度:非晶體 POE 破壞 PP 分子排金屬塑料碳纖維金屬+其他緊固件玻璃液體其他 2023 年 04 月 06 日 P.19 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 列的規整性,從而降低 PP 結晶度,降低材料拉伸強度;2)彎曲強度:)彎曲強度:由于 POE 為彈性體,從而降低共混體系剛性;3)斷裂伸長率:)斷裂伸長率:由于彈性體模量低,易于
64、形變,從而使得共混材料斷裂伸長率提升;4)沖擊強度:沖擊強度:POE 彈性體作為分散相在 PP 連續相中形成“海-島”結構,當共混物受到外力作用時,彈性體作為應力集中物引發銀紋和剪切帶,吸收能量并提升共混物的沖擊強度。根據工程塑料應用,汽車儀表盤、保險杠、側門板改性專用料中 POE 添加比例分別約 17%、21.4%、4%。圖表 30:POE 含量對 PP 共混性能影響 性能性能 POE 質量分數質量分數 0%5%8%10%13%15%20%拉伸強度(MPa)36.1 29.1 27.9 27.2 26.2 26.0 22.6 斷裂伸長率(%)36 173 187 193 197 220 43
65、6 彎曲強度(MPa)-50.7 47.1 43.8 43.8 43.5 39.2 缺口沖擊強度(J/m)58.3 235 336.7 343.3 456.7 475 651.7 MFR(g/10min)-11.7 10.8 10.7 10.1 9.9 9.2 資料來源:塑料工業,國盛證券研究所 汽車輕量化拉動,汽車輕量化拉動,2025 年全球車用年全球車用 POE 粒子需求預計達粒子需求預計達 126 萬噸。萬噸。假設:1)根據蘇州裕辰隆,POE 在 PP 增韌改性料中添加比例約 3-15%,假設 2021-2030 年 POE 在車用PP 改性料中添加比例由 10%提升至 13%;2)根據
66、汽車內使用聚丙烯材料的輕量化研究,車用改性塑料中 PP 占比 48%;3)根據中國石化,假設 2021-2030 年我國單車改性塑料用量由160kg提升至250kg,海外單車改性塑料用量由220kg提升至360kg。預計 2025 年全球、我國車用 POE 粒子需求分別為 124.0、34.3 萬噸。圖表 31:車用 POE 粒子需求測算(萬噸)資料來源:中汽協,國盛證券研究所測算 2.4.POE 在線纜、熱熔膠、發泡料等領域的前景有望打開在線纜、熱熔膠、發泡料等領域的前景有望打開 POE 作為增韌材料、外層保護套廣泛應用于作為增韌材料、外層保護套廣泛應用于電纜電纜領域領域。傳統 XLPE 電
67、纜存在生產工藝成本高、難以回收造成利用環境污染等問題,新型非交聯電纜有望持續形成市場替代。PP是目前主流的非交聯電纜絕緣材料,但 PP 存在低溫韌性差、硬度高、加工流動性差等缺點,不利于炭黑在其中分散,需要通過共混增韌彈性體以提高聚丙烯的韌性以及炭黑的分散性。POE 作為增韌劑可有效應用于電纜級 PP 改性領域,根據POE 增韌聚丙烯基電纜半導電屏蔽材料導電網絡的建立及性能,隨著 POE 含量提升,體系儲能模量降低,材料剛性下降,韌性有效提升。同時 POE 作為電纜外層保護套材料具有良好的耐候性、低溫性能、耐老化性,可對現有傳統 PVC、氯丁橡膠材料形成替代。202120222023E2024
68、E2025E汽車級POE需求測算中國汽車銷量(萬臺)26282686270027252750海外汽車銷量(萬臺)54725414545055005525全球汽車銷量(萬臺)81008100820082258275國內單車改性塑料用量(kg/臺)160170180190200海外單車改性塑料用量(kg/臺)220230240250260國內車用POE粒子需求20.222.426.729.034.3全球車用POE粒子需求78.083.498.7106.2124.0 2023 年 04 月 06 日 P.20 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 32:POE 樣常溫儲存模量 樣本
69、樣本 存儲存儲模量模量/MPa POE-0 1280.98 POE-40 455.24 POE-50 415.75 POE-60 242.7 POE-70 128.46 資料來源:POE 增韌聚丙烯基電纜半導電屏蔽材料導電網絡的建立及性能,國盛證券研究所 POE 作為發泡料、發泡共混料廣泛應用于高端鞋材中底領域。作為發泡料、發泡共混料廣泛應用于高端鞋材中底領域。POE 作為聚烯烴彈性體具有優異的彈性與韌性,作為高端鞋材中底發泡料具有比EVA發泡料更優的性能。同時POE與 PP 進行發泡共混具有以下優勢:1)重量更輕:POE 引入 PP 發泡料可有效減少材料密度,PP 發泡材料密度約 0.9g/
70、cm3,POE 共混發泡材料密度 0.640.73g/cm3;2)抗沖擊性能強:由于 POE 具備優異的韌性,共混 PP 后發泡材料抗沖擊性有所提升;3)改善 PP 發泡過程:POE 可作為成核劑,均勻分散在 PP 基體中改善 PP 的發泡過程。POE 粒子市場空間廣闊,粒子市場空間廣闊,2025 年國內年國內 POE 粒子總需求粒子總需求預計預計達達 236 萬噸萬噸。汽車輕量化拉動全球百萬噸級 POE 粒子需求,電纜屏蔽料等領域加速迭代滲透。隨著 N 型 TOPCon、HJT 電池的加速滲透以及遠期鈣鈦礦電池方案的迭代,POE 在膠膜中市場份額將大幅提升,從而拉動 POE 粒子需求非線性增
71、長。預計 2025 年全球 POE 粒子需求提升至 347 萬噸,其中我國需求 236 萬噸,2021-2025 年復合增長率高達 39%。圖表 33:POE 粒子總需求測算(萬噸)資料來源:中國化工信息中心,中國光伏行業協會,TrendForce,中汽協,國盛證券研究所測算 3.三大壁壘構筑極佳格局三大壁壘構筑極佳格局,催化劑乃重中之重,催化劑乃重中之重 3.1.POE 供給被供給被海外海外巨頭壟斷巨頭壟斷,進口量逐年攀升,進口量逐年攀升 POE 粒子供給端粒子供給端幾乎完全幾乎完全依賴進口。依賴進口。POE 供給幾乎完全依賴海外進口。根據中國海關,2021 年我國 POE 粒子需求 64
72、萬噸全部來自進口。從進口來源看,國內 POE 粒子主要來自美國(陶氏、Exxon,占比 53%)、韓國(LG、SABIC-SK,占比 37%)、日本(三井,占比 8%)、荷蘭(Borealis,占比 2%)。202120222023E2024E2025E國內POE粒子總需求測算 光伏5.614.646.890.8155.3 汽車20.222.426.729.034.3 塑料改性(車用以外)25.927.228.630.031.5 發泡8.38.79.29.610.1 熱熔膠0.60.70.70.70.8 其他3.43.53.73.94.1國內POE粒子需求合計64.077.1115.6164.
73、1236.1全球POE粒子總需求測算 光伏6.615.849.795.6160.1 汽車78.083.498.7106.2124.0 其他需求51.454.056.759.662.5全球POE粒子需求合計136.0153.3205.1261.4346.6 2023 年 04 月 06 日 P.21 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 34:我國 POE 粒子進口來源(2021 年)資料來源:華經產業研究院,國盛證券研究所 POE 價格持續強勢,后續隨價格持續強勢,后續隨 TOPCon 集中投產景氣抬升空間大集中投產景氣抬升空間大。2020 年下半年,全球光伏裝機進入高速滲透
74、階段,POE 粒子進口價格由 2020 年 7 月的 1.63 萬/噸大幅上漲至 2022 年 5 月的 2.70 萬/噸,光伏級 POE 粒子價格相較普通級具有額外溢價。2022 年3 季度受全球宏觀經濟下滑影響,光伏裝機增速放緩,POE 粒子價格小幅回落至 2022年 12 月初的 2.55 萬/噸并持續穩定至 2023 年 3 月。由于海外 POE 廠商新增產能有限,國內產業化中短期仍處真空期,在全球經濟復蘇預期以及 TOPCon、HJT 電池加速迭代趨勢下,POE 產品價格有望持續抬升。圖表 35:POE 粒子年度進口量 圖表 36:三井化學 POE 粒子進口價格(元/噸)資料來源:中
75、國海關,國盛證券研究所 資料來源:百川盈孚,國盛證券研究所 POE 競爭格局競爭格局極佳極佳,主要被陶氏、,主要被陶氏、LG、三井、三井、SABIC/SK 等外企壟斷等外企壟斷。POE 粒子行業集中度高,目前全球主要生產廠家僅陶氏、??松梨?、三井、SSNC(SK-SABIC)、Borealis、LG 共 6 家,其中??松梨谥饕a能為丙烯基彈性體,POE 產能僅 8 萬噸,北歐化學產能僅 3 萬噸,10 萬噸以上產能 POE 廠商僅 4 家。2021 年全球主要廠商 POE/POP 產能合計約 152 萬噸,其中陶氏化學 POE 產能 76 萬噸,市占率高達 50%,LG、SSNC、三井化
76、學、??松梨?、北歐化學產能分別為 28、20、17、8、3 萬噸。陶氏&Exxon53%LG&SABIC-SK37%三井8%Borealis2%01020304050607020172018201920202021POE進口量(萬噸)05000100001500020000250003000020-0320-0921-0321-0922-0322-0923-03三井化學POE(DF810)三井化學POE(DF810)2023 年 04 月 06 日 P.22 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 37:2021 年全球主要廠商 POE、POP 產能統計 廠商廠商 產品產品
77、商標名商標名 技術路線技術路線 地址地址 投產年份投產年份 產能(萬噸)產能(萬噸)陶氏化學 POE/POP Engage/Affinity Insite+GGC 美國德州 1993/2004 20 POE/POP Engage/Infuse-美國路易斯安那州 2003/2006 16 POE/POP Engage/Affinity Insite+GGC 泰國馬塔府 2008 20 POE Engage Insite+GGC 沙特薩達拉 2016 20 ??松梨?POE Exact/Exced Exxpol 美國路易斯安那州 1991/2005 8 三井化學 POE/POP/EPDM Taf
78、mer 專有茂金屬催化劑 新加坡裕廊島 2003/2010 20 SSNC(SK)POE Solumer Nexlence 韓國蔚山 2015 17 SSNC(SABIC)POE Fortify Nexlence 韓國蔚山 2015 POP Cohere Nexlence 韓國蔚山 2015 Borealis POE/POP Queo 專有茂金屬催化劑 荷蘭赫侖 2013 3 LG POE Lucene 專有茂金屬催化劑 韓國大山 2009/2016 28 合計合計 152 資料來源:化學工業,上海塑料,國盛證券研究所 3.2.POE 具具三大三大瓶頸瓶頸,催化劑,催化劑乃重中之重乃重中之重
79、POE 競爭格局極佳,產業化受制于三大壁壘:1)-烯烴共聚反應所需茂金屬催化劑研發難度高且由外企壟斷;2)用于光伏級 POE 的高碳-烯烴(1-辛烯)較為稀缺,依賴進口;3)溶液聚合工藝我國暫無產業化生產經驗。3.2.1.瓶頸瓶頸一:茂金屬催化劑一:茂金屬催化劑 催化劑是烯烴聚合反應的核心,由齊格勒催化劑是烯烴聚合反應的核心,由齊格勒-納塔催化劑演化至第六代茂金屬催化劑。納塔催化劑演化至第六代茂金屬催化劑。烯烴聚合催化劑起源于上世紀50年代,前五代齊格勒納塔催化劑最初由德國化學家Ziegler和意大利化學家 Natta 共同發明。經過 70 余年的發展,齊格勒-納塔催化劑經歷了四代演變,催化反
80、應效率、產品粒徑、后端脫灰復雜度等方面性能持續改善。前三代催化劑中分別引入了 TiCl3/Et2AlCl、內給電子體(ID)、外給電子體(ED)及載體,聚合得到的產物等規度不足夠高,仍需進一步后處理。第四代催化劑改變了氯化鎂的活化方式,用化學反應取代機械作用,僅采用內給電子體的催化劑體系使得其后的研發方向調整向了內給電子體 ID 的研發,尤其以鄰苯二甲酸酯型為代表的催化劑沿用至今。第五代催化劑于上世紀 80 年代出現,二醚、琥珀酸酯、二醇酯等內給電子體被相繼開發,具有極高活性和立構規整性。第六代催化劑為茂金屬催化劑,催化效率極高,能精準控制整個聚合反應過程,對傳統 Z-N 催化劑形成了有力沖擊
81、。2023 年 04 月 06 日 P.23 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 38:聚烯烴催化劑發展歷程 資料來源:國盛證券研究所繪制 聚烯烴催化劑技術聚烯烴催化劑技術多年多年封閉,國內封閉,國內僅少數企業掌握僅少數企業掌握,全球龍頭為,全球龍頭為 GRACE、利安德巴塞、利安德巴塞爾爾。聚烯烴催化劑產品為下游產業烯烴聚合技術的核心,具有較高的技術壁壘。全球來看,巴塞爾和 GRACE(格雷斯)是全球龍頭,市占率分別達到 28%和 27%,中國石化排名全球第三市占率約 9%,日本兩家企業東邦鈦和三井分別市占率達 6%和 5%。圖表 39:2020 年全球聚烯烴催化劑產能分
82、布 資料來源:我國聚烯烴產業技術的現狀與發展建議,國盛證券研究所 第六代催化劑即茂金屬催化劑第六代催化劑即茂金屬催化劑,是由第是由第 IV 族金屬彎形的茂化合物,具備超高活性族金屬彎形的茂化合物,具備超高活性。茂金屬催化劑是指以B 族過渡金屬(如 Ti、Zr、Hf)元素配合物作為主催化劑,而以烷基鋁氧烷(如 MAO)或有機硼化物(如 B(C6F5)3)作為助催化劑所組成的催化體系。通過對金屬中心、配體、橋聯基團進行調整,可以改變催化劑的電子效應和空間位阻,從而能作用于不同的聚合體系,可用于 mPE、mPP 以及 POE 等多種聚烯烴材料的生產。普通的均相茂金屬催化劑可以催化聚合 C2-C18
83、的烯烴在內的各類型乙烯基單體。茂金屬催化劑活性極強,1g 鋯的均相茂金屬催化劑能夠催化劑 100t 乙烯聚合。根據配體結構、有無橋聯、茂環個數、金屬中心的不同類型,可將茂金屬催化劑分為茚基/芴基催化劑、無橋聯/硅橋聯催化劑、單/雙茂催化劑、單/多核催化劑等不同類型。2023 年 04 月 06 日 P.24 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 40:世界 mPE 主要生產商及其工藝、產品牌號與應用領域 公司名稱公司名稱 生產工藝生產工藝 共聚單體共聚單體 牌號牌號 應用領域應用領域 ExxonMobil Unipol 氣相法 1-己烯 Exceed 系列 Enable 系列
84、 包裝、農業、建筑、電線電纜等 Dow Insite 溶液法 1-辛烯 Elite 系列 Elite AT 系列 薄膜、層壓膜、管材等 Total 雙環管淤漿法 1-己烯 Lumicene 系列 薄膜、中空制品、管材等 Mitsui Chemicals 串聯雙氣相反應器法 1-己烯 Evolue 系列 吹膜和流延膜 LyondellBasell 多段淤漿法 1-辛烯 Evolue H 系列 薄膜和容器 氣相法 1-己烯 Luflexen 系列 吹脹薄膜、流延膜、樹脂改性等 環管淤漿法 1-己烯 Starflex 系列 食品包裝膜、醫藥包裝膜、重包裝膜、非食品包裝膜、收縮纏終膜、農膜 Daeli
85、m 淤漿法和氣相法 1-己烯 XP,EP,XL 系列 薄膜、耐熱(PE-RT)管材、板材等 Ineos Innovene G 氣相法 1-己烯 Eltex 系列 吹塑薄膜、重包裝膜、熱收縮膜、中空制品、管材、電線電纜 Chevron Phillips Chemical MarTECH 環管淤漿法 1-己烯 Marlex D 系列 吹膜、流延膜、吹塑制品等 資料來源:中石油石油化工研究院,國盛證券研究所 限定幾何構型限定幾何構型催化劑(催化劑(constrained geometry catalyst,CGC)是用于是用于 POE 高效合高效合成的典型選擇成的典型選擇。與傳統 Z-N 催化劑相比
86、,CGC 催化劑對聚合物的分子量、共聚單體含量、規整結構的可控性強,能夠用于分子量分布窄、長鏈支化的高性能 POE 的生產。CGC 作為一種橋聯單茂金屬結構,最早系 1993 年由陶氏應用于 Insite 工藝。該催化劑的“限定”特征體現在其具備茂環(Cp)-M(金屬)-N-Si 的假四元環結構。四元環的存在使得 CGC 具備以下兩點特征,1)Cp-Ti-N 的夾角的變化影響電子效應和空間效應,改變催化劑活性;2)受到橋聯集團的影響,金屬繞茂環-氮中心的旋轉受限,導致活性中心只能朝一個方向打開,有利于長鏈共聚單體的插入。圖表 41:茂金屬催化劑依有無橋聯、單茂多茂等可分為不同類型 資料來源:茂
87、金屬化合物催化極性烯類單體活性聚合的研究進展,國盛證券研究所繪制 烯烴共聚能降低聚烯烴結晶度,從而滿足光伏膠膜烯烴共聚能降低聚烯烴結晶度,從而滿足光伏膠膜 POE 高高透明要求。透明要求。普通聚烯烴制品中粒晶尺寸大于入射可見光波長,導致入射光被散射,進而降低制品的透明度。POE彈性體本質即是支化的聚乙烯,在共聚過程中,長鏈烯烴能夠形成互相穿插的非晶區,2023 年 04 月 06 日 P.25 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 分子中聚乙烯鏈段被分割為數量更多、長度更短的結晶區,大結晶被破壞的同時產品透明度也得到提高,形成的更多微小結晶作為交聯位點能提高鏈長,使得 POE 同時
88、具備高溫下類塑料、常溫下類橡膠的特性。加之 POE 大分子鏈系飽和結構,產品的耐老化、抗紫外線性能也十分優異。圖表 42:共聚單體含量與 POE 產品結晶度的關系 資料來源:華塑展,國盛證券研究所 可調性強、耐高溫、單活性位點的可調性強、耐高溫、單活性位點的 CGC 催化劑是實現高碳烯烴共聚的必然選擇。催化劑是實現高碳烯烴共聚的必然選擇。1)CGC 催化劑獨特的空間構型可以滿足高碳烯烴聚合需求:CGC 催化劑具備獨特的單活性中心,形成的開放性結構能夠令大位阻的烯烴穿過,從而提高共聚烯烴含量;2)CGC 催化劑更耐高溫,在放熱反應中具備更高活性:Z-N 催化劑存在最佳溫度聚合范圍,而傳統均相茂金
89、屬催化劑只能作用于常溫反應,都不適用于如高溫低壓的溶液聚合工藝。CGC 在 100 度以上高溫仍具備良好的穩定性,因此是工藝生產中的應用主流。圖表 43:CGC 催化劑在 160高溫下仍具備良好的催化活性 溫度,溫度,辛烯,辛烯,ml H2,Kpa AlTi 產量,產量,g Mw 密度,密度,gml3 MI 110 150 345 250 98 161000 0.914 0.15 130 150 345 250 147 136000 0.9197 0.15 160 150 345 250 90 53000 0.9317 10.66 資料來源:限定幾何構型催化劑的研究進展,國盛證券研究所 POE
90、 用用茂金屬催化劑茂金屬催化劑工業化放大難度高工業化放大難度高,后進企業囿于產品研發、工藝控制經驗的匱乏后進企業囿于產品研發、工藝控制經驗的匱乏難以快速突破,是限制難以快速突破,是限制 POE 放量的核心壁壘之一放量的核心壁壘之一。目前,陶氏的 CGC 催化劑專利雖已到期,但工業化生產放大困難極高,反應過程中的加料、控溫、控壓試點都需要倚仗實際生產中的大量經驗總結,疊加 MAO 等助劑需要配套、助催化劑茂結構易氧化等影響因素,具備 POE 催化劑工業化生產能力的企業仍在少數。3.2.2.瓶頸瓶頸二二:-烯烴烯烴-烯烴烯烴是制約是制約 POE 生產的“卡脖子”要素,生產生產的“卡脖子”要素,生產
91、光伏級產品光伏級產品需需共聚共聚辛烯辛烯(C8)。)。線性 2023 年 04 月 06 日 P.26 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 -烯烴(Linear-olefins,LAO)是指 C=C 雙鍵在分子鏈端位(即位)的直鏈烯烴,產品碳原子數為偶數,應用最為廣泛的品種是 C4、C6 和 C8 等組分。1-辛烯共聚物熔體延伸性大,具有良好的拉伸性能、抗沖擊及耐環境應力開裂性,可顯著改善聚乙烯的機械加工性能、耐熱性、柔軟性、透明性。POE 材料是茂金屬催化體系作用下由乙烯和-烯烴的共聚物,對應-烯烴主要為己烯(C6)、辛烯(C8),其中光伏級產品需采用 1-辛烯。圖表 44:-
92、烯烴用途-烯烴種類烯烴種類 用途用途 C4-C8 聚乙烯共聚單體 C6-C8 POE、低分子量脂肪酸 C8-C12 PAO、潤滑油和胺類添加劑 C10-C16 洗滌劑用醇、非離子表面活性劑、油田化學品 C16-C18 油田化學品、潤滑油添加劑、表面活性劑 C20-C30+油田化學品、蠟流變改性劑 資料來源:-烯烴的生產技術與應用進展,國盛證券研究所 海外車用海外車用 POE 主要采用辛烯(主要采用辛烯(C8)-烯烴烯烴,粘度、分子量性能優異,粘度、分子量性能優異。根據陶氏化學官網,公司拳頭 POE 產品 Engage 在車用領域主要包括 30 個牌號,其中辛烯-乙烯共聚 POE 牌號 17 個
93、,丁烯-乙烯共聚 POE 牌號 10 個,其余-烯烴-乙烯共聚 POE 牌號 3 個,主要以 C8 烯烴為主。辛烯-乙烯共聚物作為車用 POE 材料具有較低的熔體流動指數,體現材料在粘性、分子量上具有顯著優勢。圖表 45:陶氏化學車用 POE 產品熔體流動指數 資料來源:DOW Chemical,國盛證券研究所 C8 牌號牌號 POE 熔點、結晶度低,加工性能、透明度優異。熔點、結晶度低,加工性能、透明度優異。全球主流 POE 生產商各牌號共聚單體類型都集中于 C4(1-丁烯)、C8(1-辛烯),C6(1-己烯)一般不用于 POE 的共聚。從性能來看,C8 POE 具有顯著優勢,主要體現在:1
94、)熔點低:C8 POE 熔點較低,使得材料具有良好的粒子加工性能;2)結晶度低:陶氏 8842、8130 牌號 C8 POE 結晶 2023 年 04 月 06 日 P.27 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 度僅為 13%,使得材料具有更好的透明度,適用于光伏級應用領域。圖表 46:陶氏 POE 產品不同牌號性能指標 牌牌 號號 第二單體第二單體及質量分及質量分數數/%密度密度/gcm-3 MFR/g/10 min Xc/%tm/tg/拉伸強度拉伸強度/MPa 斷裂伸長斷裂伸長率率/%8842 1-辛烯,0.857 1.0 13 38-58 3.00 600 8180 1-辛
95、烯,28 0.863 0.5 16 47-55 6.30 600 8130 1-辛烯,0.864 13.0 13 56-55 2.40 600 8150 1-辛烯,25 0.870 0.5 16 55-52 9.50 600 8100 1-辛烯,24 0.870 1.0 18 60-52 9.76 600 8200 1-辛烯,24 0.870 5.0 19 59-53 5.70 600 8400 1-辛烯,24 0.870 30.0 21 65-54 2.80 600 8452 1-辛烯,22 0.875 3.0 20 66-51 11.20 600 8411 1-辛烯,20 0.880 18
96、.0 24 76-50 7.30 600 8003 1-辛烯,18 0.885 1.0 25 77-46 18.20 600 8401 1-辛烯,19 0.885 30.0 25 80-47 8.50 600 7467 1-丁烯,0.862 1.2 12 34-58 2.00 600 7457 1-丁烯,0.862 3.6 12 40-56 1.80 600 7447 1-丁烯,0.865 5.0 13 35-53 2.40 600 7367 1-丁烯,0.874 0.8 16 51-51 5.20 600 7270 1-丁烯,0.880 0.8 19 64 -44 13.90 600 727
97、7 1-丁烯,0.880 0.8 19 64-44 13.90 600 7256 1-丁烯,0.885 2.5 23 76-42 9.30 600 資料來源聚烯烴彈性體的現狀及研究進展,國盛證券研究所(Xc為結晶度;tm為熔點;tg為玻璃化轉變溫度;MFR 為熔體流動速率,負荷 2.16kg,溫度 190)-烯烴烯烴 C4-C8 市場份額逐級遞減,適用于市場份額逐級遞減,適用于 POE 生產的產能有限。生產的產能有限。-烯烴中碳元素越多合成難度越大,根據中國化信知識中心,2018 年全球-烯烴市場份額中 1-丁烯、1-己烯、1-辛烯占比分別為 37%、21%、12%,其中適用于 POE 生產的
98、 1-辛烯產能有限。圖表 47:2018 年全球各種類-烯烴市場份額 資料來源:化信咨詢,國盛證券研究所 1-丁烯37%1-己烯21%1-辛烯12%高碳數-烯烴30%2023 年 04 月 06 日 P.28 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 1-辛烯選擇性齊聚難度大,辛烯選擇性齊聚難度大,僅陶氏等少數外企掌握工藝技術僅陶氏等少數外企掌握工藝技術。-烯烴聚合主要包括非選擇性齊聚與選擇性齊聚,其中非選擇性齊聚路線生成全組分-烯烴(即 C4-C8 都包含),而選擇性齊聚可針對某種特定的組分進行聚合。非選擇性齊聚工藝路線主要包括Chevron Phillips 工藝、INEOS 工藝
99、、Shell(SHOP)工藝、Alpha-SABLIN 工藝等,多數工藝1-辛烯產率低于20%,因此實際光伏級POE所用1-辛烯普遍采用選擇性齊聚路線。選擇性齊聚工藝難度較大,目前具備 1-辛烯選擇性齊聚技術的廠商主要為陶氏、Sasol。圖表 48:非選擇性齊聚路線 C6/C8 產品產率對比 工藝名稱工藝名稱 1-己烯產率己烯產率 1-辛烯產率辛烯產率 Chevron Phillips 工藝 14.5%13.6%INEOS 工藝 28%28%Shell(SHOP)工藝 11%11%Alpha-SABLIN 工藝 23%18%資料來源:中國化信知識中心,國盛證券研究所 長長鏈鏈線性烯烴合成難點在
100、于乙烯三線性烯烴合成難點在于乙烯三/四聚的選擇性調控,催化劑體系四聚的選擇性調控,催化劑體系是影響辛烯選擇性是影響辛烯選擇性合成的關鍵合成的關鍵。以 1-辛烯為共聚單體合成的 POE 等產品附加值高,但工業化大規模生產還處在初期階段。1-辛烯(C8)的工業高效合成路線是從乙烯(C2)開始四聚,選擇性令乙烯四聚生成辛烯(C8),而不是三聚生產己烯(C6)是辛烯生產的核心所在。2004 年,Sasol 公司采用以 PNP 為配體的鉻-雙膦胺為催化劑,合成的 1-辛烯選擇性達到 98.8%,是全球最早具備工業化穩定生產辛烯能力的化工企業。在學界,乙烯催化三/四聚的機理仍未被完全掌握,而學界設計的鉻系
101、催化劑選擇性從 50%-90%+不等,活性差距明顯,工業界此前能選擇性四聚的公司僅有 Sasol 一家,國內企業大慶石化等已有工業試驗,國內企業亟需開發適用于工業化生產的乙烯三/四聚用催化劑體系。圖表 49:鉻系乙烯四聚催化體系催化活性和選擇性差距較大 序號序號 溫度溫度/壓力壓力/MPa 催化活性催化活性/ggCr-1h-1 1-己烯比例己烯比例 1-辛烯比例辛烯比例 催化體系 1 80 40 1833 6.9 93.1 催化體系 2 0 1 217 4 86.4 催化體系 3 15 4 43461 9.9 83.3 催化體系 4 25 3 580005 9.4 77.4 催化體系 5 40
102、 5 16309 22.8 73.7 催化體系 6 45 4 3173 13.9 71 催化體系 7 45 44.5 272400 11.9 67.5 催化體系 8 60 4.5 737536 14.7 67.4 催化體系 9 60 4 491000 35.6 61.1 催化體系 10 60 5 2240000 13 56.8 資料來源:乙烯選擇性三聚_四聚鉻系催化劑及其齊聚機理研究進展,國盛證券研究所 國內傳統-烯烴廠商包括燕山石化、大慶石化、獨山子石化,2021 年前 C6 以上-烯烴合計產能 7.5 萬噸。2022 年后-烯烴裝置設計環節壁壘已實現突破,國內廠商加速布局,包括蘭州石化、衛
103、星化學、鼎際得、茂名石化、京博石化、浙石化等廠商,其中包括 POE 擴產一體化配套產能,預計 2025 年后國內進入產能投放期。2023 年 04 月 06 日 P.29 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 50:國內企業 C6 以上-烯烴產能統計(萬噸)公司名稱公司名稱-烯烴種類烯烴種類 產能產能(萬噸)(萬噸)投產時間投產時間 技術路線技術路線 項目進展項目進展 燕山石化 1-己烯 5 2007 乙烯齊聚 2006 年 3 月動工,2007 年 6 月首次開車成功。大慶石化 1-己烯 0.5 2008 乙烯齊聚 1-己烯裝置于 2008 年建成投產。大慶石化 1-辛烯、
104、癸烯 0.3/0.38 2021 乙烯齊聚 2021 年 8 月,依托大慶石化 5000 噸/年 1-己烯裝置進行改擴建。獨山子石化 1-己烯 2 2014 乙烯齊聚 2021 年 8 月,依托大慶石化 5000 噸/年 1-己烯裝置進行改擴建。茂名石化 1-辛烯/1-己烯 1/0.6 乙烯齊聚 2016 年立項,2022 年首次出口。潞安納克 1-癸烯 1 2014 費托合成 2014 年投產。蘭州石化 1-丁烯/1-己烯 3 2022 乙烯齊聚 2022 年 8 月在己烯工況下首次實現順利開車。衛星化學 1-辛烯/1-己烯 0.1 2022 年底 乙烯齊聚 2022 年 12 月 1000
105、 噸/年烯烴工業試驗裝置環評受理,項目包括 700 噸 1-辛烯、300 噸 1-己烯、180 噸混合重烯烴,高碳-烯烴選擇性較高。目前公司 1000 噸/年裝置已建成,即將投入生產。鼎際得-烯烴 30 2025-投資 98.68 億元人民幣建設 40 萬噸 POE、30 萬噸-烯烴裝置,分為兩期實施,建設周期 5 年。京博石化 1-辛烯/1-己烯 4.17/0.86 2025-1-辛烯 4.17 萬噸、1-己烯 0.86 萬噸,預計 2025年投產。中海殼牌-烯烴-2026 乙烯齊聚 建設 160 萬噸乙烯及下游共 18 套化工裝置,包括-烯烴,建設周期 42 個月。浙石化 1-己烯 5-浙
106、石化二期配備有 5 萬噸的 1-己烯。浙石化-烯烴 35-2022年8月17日公告,浙石化建設預計投資641億元的煉化一體化項目中包含 35 萬噸/年-烯烴裝置。東方盛虹-烯烴 20-2022 年 11 月公司公告投資 97.3 億元建設 30 萬噸 POE、20 萬噸-烯烴裝置。廣西石化-烯烴 5-現有一次原油加工能力為 1000104t/a 的煉油基礎上建設 5 萬噸-烯烴裝置。中捷精創新材料-烯烴 5-建設建設 5 萬噸/年-烯烴裝置、10 萬噸/年POE。資料來源:各公司公告,國盛證券研究所 3.2.3.瓶頸瓶頸三三:溶液聚合工藝溶液聚合工藝 溶液聚合法是主流的溶液聚合法是主流的 PO
107、E 聚合工藝聚合工藝,主要由材料顆粒狀、低熔點性質決定,主要由材料顆粒狀、低熔點性質決定。聚烯烴彈性體聚合工藝主要包括溶液聚合法、懸浮聚合法、氣相聚合法,其中產業化主要采用溶液聚路線,主要原因包括:1)聚烯烴彈性體難以在流化床反應器或淤漿反應器中以顆粒狀流動,從而實現非均相聚合;2)POE 熔點較低,結晶區的聚合產物易被溶劑溶脹而產生結團、粘連,使得聚合反應無法有效進行。2023 年 04 月 06 日 P.30 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 51:POE 溶液聚合工藝 資料來源:中國石化聯合會,國盛證券研究所 目前具備目前具備 POE 溶液聚合技術的廠商主要為陶氏、
108、??松梨?、三井、溶液聚合技術的廠商主要為陶氏、??松梨?、三井、SK 等外企,國內等外企,國內廠商尚未完成技術突破。廠商尚未完成技術突破。陶氏陶氏化學化學:Insite工藝工藝。采用CGC催化劑搭配Insite工藝,在聚合溫度為90-200、聚合壓力為 1-5MPa 的條件下,以 Isopare(混合烷烴)為溶劑制備得到乙烯/1-辛烯聚烯烴彈性體和乙烯/1-丁烯聚烯烴彈性體。該工藝生產工序簡單,無需進行催化劑殘渣處理、溶劑抽提和產品干燥,且反應傳熱效率高,有效減少對產物的熱輸入,提高聚合物生產速率,乙烯單程轉化率達 90%以上。該工藝得到的 POE 產物共聚單體含量高,相對分子質量及分布可控
109、,產品揮發分含量低,金屬殘余物少,且能有效降低 POE 生產成本。??松梨冢喊?松梨冢篍xxpol 工藝工藝。Exxpol 工藝是一種絕熱溶液法連續聚合工藝技術,在連續攪拌的釜式反應器內使乙烯與共聚單體(丁烯、己烯或辛烯)在反應溫度大于100,反應壓力為 1-12MPa 下混合烷烴溶劑內進行連續聚合,得到密度為0.868-0.920g/cm3的極低密度烯烴彈性體。該工藝利用液-液相分離的方法,利用聚合反應器內聚合放出的熱量及溶劑帶走的熱量實現固液分離,有效降低能耗提高產率。4.歷史機遇已至,催化劑歷史機遇已至,催化劑積淀積淀廠商領軍國產化廠商領軍國產化 高碳高碳-烯烴自給能力或成為烯烴自給
110、能力或成為 POE 生產企業核心競爭力之一生產企業核心競爭力之一。根據不完全統計,目前國內已公告上市公司中,萬華化學、鼎際得、茂名石化、衛星化學、榮盛石化、東方盛虹、誠志股份分別公告 POE 粒子規劃。從原料配套情況看,多數廠商同時布局上游-烯烴,6 家上市公司合計布局-烯烴產能 95 萬噸。以 30%的-烯烴共聚比例測算,170 萬噸POE 需配套 51 萬噸-烯烴。假設 2025 年 POE 粒子集中投產后,100 萬噸需求應用于光伏領域,對應 30 萬噸 C8-烯烴;70 萬噸用于汽車、線纜等領域,C8 需求占比 25%,對應5.3萬噸。預計未來POE國產化產能全部落地后帶來高碳C8-烯
111、烴需求35.3萬噸。由于-烯烴選擇性齊聚技術壁壘高,目前國內高碳-烯烴聚合收率較低,高碳-烯烴自給能力或成為 POE 生產企業核心競爭力之一。2023 年 04 月 06 日 P.31 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 52:國內廠商 POE 粒子新增產能統計 公司公司 新增新增 POE 產能產能(萬噸)(萬噸)配套烯烴產能配套烯烴產能(萬噸)(萬噸)備注備注 萬華化學 20+20-項目投資 176 億元,建設 POE 兩期各 20 萬噸。鼎際得 20+20 30 總投資約 98.68 億元,建設 40 萬噸 POE,30 萬噸-烯烴項目,總建設周期 5 年。衛星化學-1
112、0 項目總投資約 150 億元,共三期,二期項目建設 10 萬噸/年-烯烴與配套POE,三期項目于2027年12月建成投產。榮盛石化(浙石化)20+20 35 總投資 641 億元建設高端新材料項目,包括 40 萬噸 POE,配套 35 萬噸-烯烴。東方盛虹 30 20 項目總投資 97.30 億元,建設 30 萬噸 POE 項目,配套 20萬噸-烯烴,建設期 2 年。誠志股份 20-投資額 40 億元,建設 20 萬噸 POE 項目,建設期 3 年。合計合計 170 95 資料來源:各公司公告,國盛證券研究所 POE 產業化趨勢已定,關注未來板塊演繹。結合供給、需求、各廠商技術儲備及規劃,產
113、業化趨勢已定,關注未來板塊演繹。結合供給、需求、各廠商技術儲備及規劃,我們認為未來我們認為未來數年數年內國內內國內 POE 板塊將經歷板塊將經歷 3 個市場階段:個市場階段:產業化籌備期產業化籌備期:根據各公司公告及產能進展跟蹤,我們預計 2023 年底前國內 POE粒子將處于產能真空期,同時海外廠商擴產有限,全球 POE 粒子供給將維持穩定。需求端2024年底TOPCon電池產能規劃拉動113萬噸光伏級POE需求,疊加車用、電纜、發泡需求,預計國內 POE 粒子供給緊缺程度將持續加劇,從而拉動 POE 價格中樞上調。進度跟蹤進度跟蹤驗證期驗證期:2024 年后,隨著國內龍頭 POE 粒子廠商
114、項目的持續推進,各公司設備、土建、樣品等方面持續獲得實質性進展。由于 POE 工業化生產壁壘高,板塊標的表現有望發生分化,掌握茂金屬催化劑、-烯烴、聚合工藝包三大生產要素的廠商與其余競爭者持續拉開差距。盈利盈利兌現兌現期期:2024 年底后國內 POE 粒子進入集中投產期,行業供給大幅增長,供需缺口持續緩解。POE 材料遠期市場空間廣闊且需求端不斷受光伏非線性拉動,同時行業產能落地情況存在較大不確定性,未實現壁壘突破的企業不斷退出,我們認為板塊良性競爭格局有望長期維持。POE 粒子生產面臨-烯烴、茂金屬催化劑、聚合反應工藝包三大核心壁壘,其中-烯烴環節上游工藝設計環節已實現國產化突破,茂金屬催
115、化劑外采難度大,依賴企業自身研發生產實力,聚合反應工藝包各家企業獲取策略不同。綜合來看,我們看好掌握核心茂金屬催化劑生產工藝,且具備資深石化技術團隊的廠商,在眾多市場參與者中脫穎而出,并在工藝突破、設備工藝包談判及采購、設備安裝、設備運行調試、下游送樣、按期達產等關鍵時間節點一步一步持續完成兌現,并實現行業內率先投產。建議關注:鼎際得、萬華化學、衛星化學、榮盛石化、東方盛虹。鼎際得鼎際得:茂金屬催化劑是 POE(尤其是光伏級 POE)產業化的核心瓶頸,需搭配研發壁壘極高的單一活性中心的 CGC 茂金屬催化劑。公司是國內催化劑領域龍頭企業,深耕聚烯烴催化劑近 20 年,產品由前四代齊格勒-納塔催
116、化劑持續拓展至第六代茂金屬催化劑,突破 POE 產業化核心瓶頸。同時,得益于多年的催化劑產銷,公司積累了豐富的石化產業資源,成為引進溶液聚合工藝授權的廠商。公司于 2022 年 12 月公告投資 98.68 億元規劃 40 萬噸 POE 粒子、30 萬噸-烯烴,產能預計分兩期投產。公司于 2023 年 4 月 6日發布限制性股票激勵計劃,其中,POE 大項目的主要激勵對象林慶富先生曾任世界級煉廠浙石化副總裁兼乙烯化工事業部總經理。在 POE 產業籌劃期,公司走在全行業前列,投產速度可期,先發優勢顯著。公司突破 POE 生產三大瓶頸,綁定石化行業頂尖人才團 2023 年 04 月 06 日 P.
117、32 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 隊,未來我們看好公司在產業跟蹤驗證期持續實現進度突破,并于盈利兌現期率先實現產能落地、業績兌現。萬華化學萬華化學:公司是我國精細化工龍頭白馬,擁有科研人員 3100 余名,其中 130 余人擁有博士學位。公司圍繞高端新材料持續投入研發,2019 年、2021 年、2022 年前 3 季度公司研發支出分別為 20.43、31.68、24.44 億元,打造了多元化新材料產品矩陣。公司布局 POE 領域多年,于 2021 年 8 月實現中試。2022 年 12 月,公司公告項目投資 176億元建設高端聚烯烴項目,其中包括 40 萬噸 POE 分
118、兩期建設,總建設周期 5 年。公司立足多年自主研發經驗,有望成為國內率先實現 POE 工業化生產的企業。衛星化學衛星化學:公司是國內輕烴一體化龍頭,乙烷裂解優勢明顯,未來持續向新材料方向轉型。公司是國內-烯烴環節技術領先廠商,通過自主研發成功突破-烯烴關鍵技術,打破 SASOL、殼牌、雪佛龍等海外企業壟斷。2021 年 12 月,公司公告 10 萬噸/年-烯烴與配套 POE 項目。2022 年 12 月,公司 1000 噸/年烯烴工業試驗裝置環評受理,項目包括 700 噸 1-辛烯、300 噸 1-己烯、180 噸混合重烯烴,高碳-烯烴選擇性較高。目前公司 1000 噸/年裝置已建成,即將投入
119、生產,POE 小試產品已送下游客戶測試。榮盛石化榮盛石化:公司是我國石化領軍企業,持有世界級煉廠浙石化 50%股權,依托煉化平臺產業鏈縱深發展,打造新材料產業集群。公司 2022 年前三季度研發費用 33.39 億元,研發投入持續加大。2022 年 8 月公司公告子公司浙石化投入 641 億元建設高端新材料項目,其中包括 2x20 萬噸 POE 裝置,配套 35 萬噸-烯烴。東方盛虹東方盛虹:公司深耕石化產業,具備完整的一體化產業鏈布局。子公司斯爾邦石化是全球頂尖 EVA 粒子廠商之一,并不斷切入 POE 領域。2022 年 9 月公司 800 噸 POE 中試裝置成功投產,未來 POE 板塊
120、整體產能規劃 50 萬噸,2022 年 11 月公司公告投資 97.3 億元建設 30 萬噸 POE、20 萬噸-烯烴裝置。5.風險提示風險提示 宏觀經濟增速低于預期:宏觀經濟增速低于預期:下游消費端需求不振會一定程度影響產品銷售情況,對化工行業影響較大。產品價格大幅波動:產品價格大幅波動:行業供需格局變化可能會導致產品價格大幅波動并對公司業績產生較大影響。新項目建設進度不及預期等:新項目建設進度不及預期等:龍頭公司產能擴產較多,項目從建設到順利產出的進度存在不確定性。測算存在誤差:測算存在誤差:由于資料來源口徑較多,測算存在誤差風險。2023 年 04 月 06 日 P.33 請仔細閱讀本報
121、告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 免責聲明免責聲明 國盛證券有限責任公司(以下簡稱“本公司”)具有中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格。本報告僅供本公司的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。在任何情況下,本公司不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。本報告的信息均來源于本公司認為可信的公開資料,但本公司及其研究人員對該等信息的準確性及完整性不作任何保證。本報告中的資料、意見及預測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷,可能會隨時調整。在不同時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。本公司不保證本報告所含信息及資料保持在最新狀態,對本報告所含
122、信息可在不發出通知的情形下做出修改,投資者應當自行關注相應的更新或修改。本公司力求報告內容客觀、公正,但本報告所載的資料、工具、意見、信息及推測只提供給客戶作參考之用,不構成任何投資、法律、會計或稅務的最終操作建議,本公司不就報告中的內容對最終操作建議做出任何擔保。本報告中所指的投資及服務可能不適合個別客戶,不構成客戶私人咨詢建議。投資者應當充分考慮自身特定狀況,并完整理解和使用本報告內容,不應視本報告為做出投資決策的唯一因素。投資者應注意,在法律許可的情況下,本公司及其本公司的關聯機構可能會持有本報告中涉及的公司所發行的證券并進行交易,也可能為這些公司正在提供或爭取提供投資銀行、財務顧問和金
123、融產品等各種金融服務。本報告版權歸“國盛證券有限責任公司”所有。未經事先本公司書面授權,任何機構或個人不得對本報告進行任何形式的發布、復制。任何機構或個人如引用、刊發本報告,需注明出處為“國盛證券研究所”,且不得對本報告進行有悖原意的刪節或修改。分析師聲明分析師聲明 本報告署名分析師在此聲明:我們具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格或相當的專業勝任能力,本報告所表述的任何觀點均精準地反映了我們對標的證券和發行人的個人看法,結論不受任何第三方的授意或影響。我們所得報酬的任何部分無論是在過去、現在及將來均不會與本報告中的具體投資建議或觀點有直接或間接聯系。投資評級說明投資評級說明 投資建議
124、的評級標準投資建議的評級標準 評級評級 說明說明 評級標準為報告發布日后的 6 個月內公司股價(或行業指數)相對同期基準指數的相對市場表現。其中 A 股市場以滬深 300 指數為基準;新三板市場以三板成指(針對協議轉讓標的)或三板做市指數(針對做市轉讓標的)為基準;香港市場以摩根士丹利中國指數為基準,美股市場以標普 500 指數或納斯達克綜合指數為基準。股票評級 買入 相對同期基準指數漲幅在 15%以上 增持 相對同期基準指數漲幅在 5%15%之間 持有 相對同期基準指數漲幅在-5%+5%之間 減持 相對同期基準指數跌幅在 5%以上 行業評級 增持 相對同期基準指數漲幅在 10%以上 中性 相
125、對同期基準指數漲幅在-10%+10%之間 減持 相對同期基準指數跌幅在 10%以上 國盛證券研究所國盛證券研究所 北京北京 上海上海 地址:北京市西城區平安里西大街 26 號樓 3 層 郵編:100032 傳真:010-57671718 郵箱: 地址:上海市浦明路 868 號保利 One56 1 號樓 10 層 郵編:200120 電話:021-38124100 郵箱: 南昌南昌 深圳深圳 地址:南昌市紅谷灘新區鳳凰中大道 1115 號北京銀行大廈 郵編:330038 傳真:0791-86281485 郵箱: 地址:深圳市福田區福華三路 100 號鼎和大廈 24 樓 郵編:518033 郵箱: