化工行業(yè)169頁深度報(bào)告:能耗雙控對化工行業(yè)影響分析
1、能耗雙控政策解讀
“能耗雙控”政策的由來和發(fā)展歷程
“能耗雙控”政策指推動(dòng)單位GDP能耗降低和控制能源消費(fèi)總量。黨的十八屆五中全會(huì)提出實(shí)行能源消耗總量和強(qiáng)度“雙控” 行動(dòng),在“十三五”規(guī)劃《建議》對實(shí)行能源和水資源消耗、建設(shè)用地等總量和強(qiáng)度“雙控”行動(dòng)進(jìn)行了重點(diǎn)說明?!笆?一五”規(guī)劃把單位GDP能耗降低作為約束性指標(biāo),“十二五”規(guī)劃在把單位GDP能耗降低作為約束性指標(biāo)的同時(shí),提出合 理控制能源消費(fèi)總量的要求。2014年國務(wù)院辦公廳印發(fā)《2014-2015年節(jié)能減排低碳發(fā)展行動(dòng)方案》,將2014-2015年能 耗增量(增速)控制目標(biāo)分解到各地區(qū),對“雙控”工作進(jìn)行了全面部署?!笆濉睍r(shí)期,明確要求到2020年單位GDP 能耗比2015年降低15%,能源消費(fèi)總量控制在50億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以內(nèi)。
實(shí)踐結(jié)果表明,降低能耗強(qiáng)度,控制能耗總量,有利于扭轉(zhuǎn)我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加快發(fā)展階段對能源消耗大幅度增加的勢 頭,緩解我國經(jīng)濟(jì)增長對能源消耗增長的依賴程度,對減輕我國資源環(huán)境瓶頸約束,提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量發(fā)揮了重要作用。“十四五”規(guī)劃綱要明確目標(biāo)。能源資源配置更加合理、利用效率大幅提高,單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗和二氧化碳排放 分別降低13.5%、18%,主要污染物排放總量持續(xù)減少。
能耗雙控是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)任務(wù)的關(guān)鍵支撐
我國要在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年實(shí)現(xiàn)碳中和,同時(shí)預(yù)計(jì)到2030年中國單位GDP二氧化碳排放將比2005年下降65%, 非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到25%左右。政策落實(shí)過程中,將溫室氣體減排任務(wù)寫進(jìn)國家五年規(guī)劃中。從2010年2019年我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)來看,煤炭的占比逐年下降,天然氣和新能源發(fā)電比例逐年遞增,二氧化碳排放量的增速有明顯 的下降。根據(jù)雙碳規(guī)劃,未來10年,我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化,清潔能源占比將快速提高。我國二氧化碳排放量增速 (年均0.5%)將低于能源消費(fèi)量增速(年均2%)。
能耗雙控是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)任務(wù)的關(guān)鍵支撐。節(jié)能和提高能效均有利于減少能源活動(dòng)二氧化碳排放量,推動(dòng)能源結(jié) 構(gòu)快速調(diào)整和高比例、大規(guī)模的可再生能源替代,持續(xù)提高能源利用效率有利于降低經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對能源和碳排放增長的 依賴,合理控制能源消費(fèi)總量有利于推動(dòng)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
2、光伏上游化工原材料
2.1、金屬硅
金屬硅品種多,下游應(yīng)用廣泛
金屬硅,又稱結(jié)晶硅或工業(yè)硅,是由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品,主成分硅元素的含量在 97-99%左右,其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。金屬硅的分類通常按金屬硅成分所含的鐵、鋁、鈣三種主要雜質(zhì)的含量來分類。按照金屬硅中鐵、鋁 、鈣的含量,可把金屬硅分為553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不 同的牌號。(例如421#金屬硅中鐵含量不大于0.4%、鋁含量不大于0.2%,鈣含量不大于0.1%)。
金屬硅三大下游應(yīng)用,有機(jī)硅、多晶硅大幅拉動(dòng)金屬硅需求
金屬硅三大下游主要用于有機(jī)硅、多晶硅、鋁合 金,2020年全球有機(jī)硅、多晶硅、鋁合金需求126 萬噸、66萬噸、106萬噸,占比分別為41.6%、 21.8%、35.0%。2020年國內(nèi)有機(jī)硅、多晶硅、鋁合金需求66萬噸、 49萬噸、45萬噸,占比分別為40%、30%、28%。
3.2、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)
國內(nèi)EVA進(jìn)口依存度高,未來1-2年有望持續(xù)景氣
乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)是由乙烯(E)和醋酸乙烯(VA)共聚得到,通常VA含量在5%-40%。VA含 量越低,EVA性質(zhì)越接近低密度聚乙烯(LDPE);VA含量越高,EVA性質(zhì)越接近橡膠。與聚乙烯(PE) 相比,EVA由于在分子鏈中引入醋酸乙烯單體,從而降低了高結(jié)晶度,提高了韌性、抗沖擊性、填料相溶 性和熱密封性能,被廣泛用于發(fā)泡鞋材、功能性棚膜、包裝模、熱熔膠、電線電纜及玩具等領(lǐng)域。
EVA屬于先進(jìn)高分子材料行業(yè)-高性能樹脂-高性能聚烯烴塑料。因其具備高透明度和高粘著力,適用于玻璃 和金屬等各種界面;而良好的耐環(huán)境壓力使其可以抵抗高溫、低溫、紫外線和潮氣。我國EVA樹脂主要用 于光伏膠膜、發(fā)泡料、電纜料、涂覆、熱熔膠以及農(nóng)膜等。隨著我國光伏產(chǎn)業(yè)、預(yù)涂膜技術(shù)和無鹵阻燃電 纜的發(fā)展,光伏膠膜、涂覆、電線電纜已成為EVA樹脂的重要下游,在未來我國產(chǎn)業(yè)升級的過程中,應(yīng)用 于光伏封裝膠膜、薄膜、預(yù)涂膜及電纜生產(chǎn)等新興技術(shù)應(yīng)用中的高端EVA樹脂產(chǎn)品需求將進(jìn)一步增大。
我國EVA進(jìn)口依存度高,未來進(jìn)口替代空間大。 中國EVA在2017-2020年均無新增產(chǎn)能,但產(chǎn)能利 用率從2016年63.02%增加到2020年的76.21%。2020年國內(nèi)產(chǎn)能97.2萬噸,產(chǎn)量74萬噸,表觀消 費(fèi)量187.5萬噸,進(jìn)口118.0萬噸,進(jìn)口依存度高 達(dá)63.1%,未來國產(chǎn)化空間較大。從終端行業(yè)發(fā)展 來看,光伏、電纜等高新行業(yè)對EVA需求量增長 迅速,成為拉動(dòng)EVA需求的主要?jiǎng)恿Α?/span>
2.3、純堿
我國純堿供需緊平衡,下游主要生產(chǎn)玻璃
全球純堿產(chǎn)能約 7000 萬噸/年,根據(jù)百川盈孚數(shù)據(jù), 我國產(chǎn)能約 3231 萬噸/年,占比近 46%。2021 年 1-8月國內(nèi)純堿產(chǎn)量約 1854.08萬噸,同比增長 9.13%,行業(yè)實(shí)際開工率81.83%。我國是純堿凈出 口國,2021年1-7月凈出口38.25萬噸。玻璃在純堿 下游需求中占比約60%,其次是洗滌劑、無機(jī)鹽等。
光伏玻璃項(xiàng)目不再要求產(chǎn)能置換,光伏玻璃新增產(chǎn)能確定性強(qiáng)
2016-2020年純堿表觀消費(fèi)量變化不大,2021年1-7月表觀消費(fèi)量約1582.89萬噸,同比增長10.77%。后續(xù)光伏 玻璃需求將拉動(dòng)純堿消費(fèi)量。2021年7月20日,工信部印發(fā)修訂后的《水泥玻璃行業(yè)產(chǎn)能置換實(shí)施辦法》,工信部對光伏玻璃需求進(jìn)行了預(yù)測, 預(yù)計(jì)到2025年,光伏壓延玻璃缺口較大,光伏玻璃產(chǎn)能的結(jié)構(gòu)性短缺問題已經(jīng)顯現(xiàn)?!掇k法》對光伏玻璃產(chǎn)能置 換實(shí)行差別化政策,保持平板玻璃產(chǎn)能置換比例不變,新上光伏玻璃項(xiàng)目不再要求產(chǎn)能置換,但要建立產(chǎn)能風(fēng)險(xiǎn) 預(yù)警機(jī)制,新建項(xiàng)目由省級工業(yè)和信息化主管部門委托全國性的行業(yè)組織或中介機(jī)構(gòu)召開聽證會(huì),論證項(xiàng)目建設(shè) 的必要性、技術(shù)先進(jìn)性、能耗水平、環(huán)保水平等,并公告項(xiàng)目信息,項(xiàng)目建成投產(chǎn)后企業(yè)履行承諾不生產(chǎn)建筑玻 璃。《辦法》自2021年8月1日起施行。
2.4、三氯氫硅
三氯氫硅主要用于生產(chǎn)多晶硅、硅烷偶聯(lián)劑
三氯氫硅(Cl3HSi)又稱三氯硅烷、硅氯仿,是鹵硅烷系列化合物中最重要的一種產(chǎn)品。三氯氫硅主要用于生 產(chǎn)多晶硅、硅烷偶聯(lián)劑,其中多晶硅主要應(yīng)用于太陽能電池、半導(dǎo)體材料、金屬陶瓷材料、光導(dǎo)纖維;硅烷偶聯(lián) 劑主要應(yīng)用于表面處理劑、無機(jī)填充塑料、增粘劑、密封劑、特種橡膠粘合促進(jìn)劑等領(lǐng)域。
目前,三氯氫硅的合成方法主要有兩種:一種是傳統(tǒng)的合成方法,即硅氫氯化法:該方法是用冶金級硅粉或硅鐵 、硅銅作原料與HCl氣體反應(yīng),反應(yīng)在330~380℃和0.05~3MPa下進(jìn)行。另一種是四氯化硅氫化法:該反應(yīng)為 平衡反應(yīng),為提高三氯氫硅的收率,優(yōu)選在氯化氫存在下進(jìn)行,原料采用冶金級硅粉通過預(yù)活化除去表面的氧化 物后,可進(jìn)一步提高三氯氫硅的收率,反應(yīng)在溫度400~800℃和壓力2~4MPa下進(jìn)行。其中,硅氫氯化法以其 技術(shù)成熟、適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn),是目前三氯氫硅生產(chǎn)企業(yè)普遍采用的首選工藝。
3、鋰電上游化工原材料
3.1、電解液溶劑
溶劑主要以碳酸酯類為主,常用溶劑包括5種
電解液溶劑以碳酸酯類為主,按照結(jié)構(gòu)分為環(huán)狀與鏈狀碳酸酯。 環(huán)狀碳酸酯介電常數(shù)高、離子電導(dǎo)率高,能夠在負(fù)極表面形成穩(wěn)定的SEI膜,但其粘度較大。環(huán)狀碳酸酯在溶劑中質(zhì)量 占比約40%,主要分為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC),EC的介電常數(shù)更高、化學(xué)穩(wěn)定性高、熔點(diǎn)低,低溫性 能更佳,是主要應(yīng)用的環(huán)狀碳酸酯。鏈狀碳酸酯粘度比環(huán)狀碳酸酯低,電化學(xué)穩(wěn)定性更好,能夠提高電解液低溫性能。環(huán)狀碳酸酯在溶劑中質(zhì)量占比大約為 60%左右,主要分為碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC),三者在不同電池種類中配比 有較大差別,一般來說三元電池中EMC占比較高,而磷酸鐵鋰電池中DMC占比較高。
碳酸酯類溶劑下游以電解液為主,DMC可用于涂料、聚碳等領(lǐng)域
DMC下游應(yīng)用廣泛,其余碳酸酯溶劑主要應(yīng)用于鋰電池材料。按照純度不同,碳酸酯類溶劑一般分為工業(yè)級和電池級, 工業(yè)級DMC可用于涂料、醫(yī)藥/農(nóng)藥中間體溶劑,也可以用作反應(yīng)原料生產(chǎn)非光氣法聚碳酸酯。電池級DMC、DEC、 EMC、EC、PC主要應(yīng)用于鋰電池材料,除了應(yīng)用于溶劑,也可以用于制備添加劑等。
3.2、PVDF
PVDF性能優(yōu)異,是規(guī)模第二大的氟樹脂
聚偏氟乙烯(PVDF)是VDF的均聚物或少量改性單體和VDF的共聚物,屬于可熔融加工氟樹脂,是市場規(guī)模僅次于PTFE的第 二大氟樹脂。PVDF的推薦使用溫度為-60℃-150℃,具有良好的抗化學(xué)腐蝕、抗水解、抗紫外線和耐氣候性能,機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)于其 他氟樹脂,可燃性低,電絕緣性能好。Pennwalt公司于1965年建立了第一家大規(guī)模工業(yè)化PVDF生產(chǎn)裝置,此后PVDF的生產(chǎn)和 應(yīng)用得到了發(fā)展。根據(jù)加工工藝和用途可分為涂料級、模壓級、擠出級、線纜級、薄膜級、電池級。
PVDF由VDF聚合得到,聚合時(shí)也可加入共聚單體如HFP、CTFE、TFE以改性,通常是為了抗改變沖擊強(qiáng)度和伸長率。VDF生 產(chǎn)PVDF的聚合是由自由基加成聚合,聚合方法有乳液聚合、懸浮聚合和溶液聚合,在工業(yè)化生產(chǎn)中,乳液聚合和懸浮聚合均占 有絕對優(yōu)勢。乳液聚合 也 適用于HFP和VDF共聚制改性PVDF,聚合結(jié)束后放出乳液,將乳液凝聚則可得到粉狀PVDF,將粉料 烘干后送擠出機(jī)進(jìn)行熔融擠出造粒則可得到粒料;懸浮聚合相比于乳液聚合的優(yōu)勢在于可以減少反應(yīng)壁上聚合物的沉積黏壁,產(chǎn) 品雜質(zhì)較少,無須使用表面活性劑,后續(xù)處理更簡單。目前國內(nèi)由乙炔路線和VDC路線生產(chǎn)R142b,PVDF生產(chǎn)路徑則包括 R142b、VDC、R143a、R152a等路線,不同的技術(shù)路徑要求選擇不同的熱解溫度、催化劑及促進(jìn)劑。
鋰電池級PVDF對于產(chǎn)品純度、分子量要求更高,工藝更加復(fù)雜,生產(chǎn)存在一定壁壘。在全球新能源車迅猛發(fā)展的背景下,鋰電 池對PVDF 樹脂的用量急劇增加。然而,PVDF及配套R142b項(xiàng)目擴(kuò)產(chǎn)建設(shè)、審批周期較長,同時(shí),轉(zhuǎn)產(chǎn)需要對設(shè)備進(jìn)行技改, 包括引發(fā)劑、設(shè)備條件、溫度及壓力等方面均需要調(diào)整。據(jù)氟化工數(shù)據(jù),PVDF 樹脂的擴(kuò)產(chǎn)周期約2- 3 年,產(chǎn)能增速嚴(yán)重滯后于 鋰電池需求增速。目前非鋰電池級PVDF的盈利情況同樣較好,企業(yè)也需要照顧非鋰電池級PVDF客戶的需求,部分可以轉(zhuǎn)產(chǎn)鋰 電池級PVDF的企業(yè)也會(huì)保留一定非鋰電池級PVDF產(chǎn)能。
3.3、磷酸鐵鋰
鋰電池迎來爆發(fā)期,上游材料需求量有望大幅增長
近5年內(nèi),鋰電池下游行業(yè)迎來快速發(fā)展。據(jù)GGII和EVTank數(shù)據(jù),2016-2020年,全國鋰電池出貨量由64GWh增長至 143GWh,CAGR達(dá)到22.26%;2020難,全球鋰電池出貨量達(dá)到294.5GWh,同比增長26.4%。2020年,在國內(nèi)鋰電池出貨 量中,動(dòng)力電池對鋰電池的需求量占比為56%,動(dòng)力電池基數(shù)大且增速快,為鋰電池需求帶來了最大的增量。
國內(nèi)新能源汽車滲透率不斷提高。隨著新能源汽車體驗(yàn)改善、價(jià)格回落、配套設(shè)施逐漸完善,新能源汽車獲得了消費(fèi)者的廣 泛接受,新車型持續(xù)推出,產(chǎn)銷量不斷增長。2015年國內(nèi)新能源汽車銷量僅為33.11萬輛,2020年銷量達(dá)到136.73萬輛,保 持高速增速。我國新能源汽車滲透率高于全球水平,2020年,我國新能源汽車滲透率為5.8%,而2021年8月,滲透率升至 17.1%,《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃2021-2035年》中目標(biāo)為到2025年,新能源汽車滲透率達(dá)到20%,目前來看目標(biāo)有望提 前實(shí)現(xiàn)。2021年國內(nèi)新能源汽車補(bǔ)貼退坡,但銷量反而大幅增長,消費(fèi)者對新能源汽車的接受程度已大幅提高,補(bǔ)貼對國內(nèi) 新能源汽車需求影響減弱。
4、能耗雙控受益行業(yè)
4.1、電石-PVC
國內(nèi)PVC 生產(chǎn)以電石法為主,行業(yè)處于飽和狀態(tài)
聚氯乙烯(PVC)是由氯乙烯單體(VCM)聚合而成的一種常用熱塑性塑料,是中國消費(fèi)量第一、全球消費(fèi)量第二的通用 型合成樹脂材料。PVC具有良好的機(jī)械性能和物理性能,在阻燃、耐腐蝕以及絕緣等方面具有顯著的性能特點(diǎn),廣 泛應(yīng)用于人造革、電纜料、薄膜、板村、壁紙、地板卷材、蓄電池隔板和玩具等行業(yè)。PVC生產(chǎn)方式:PVC主要分為乙烯法和電石法兩種生產(chǎn)工藝,電石法主要原料為電石,消耗煤炭和鹽資源,乙烯法 的主要原材料為石油。我國富煤少油,主要采用電石法生產(chǎn)PVC樹脂,多數(shù)PVC企業(yè)同時(shí)配套氯堿化工,使生產(chǎn)成 本大大降低。國內(nèi)電石法PVC產(chǎn)能占比80%左右。
能耗“雙控”下,電石供應(yīng)受限,PVC生產(chǎn)成本提升
據(jù)隆眾資訊統(tǒng)計(jì),內(nèi)蒙古地區(qū)2020年電石產(chǎn)量964萬噸,占全國產(chǎn)量高達(dá)33.38%。上半年內(nèi)蒙古地區(qū)因能耗雙控停車、提前檢修 或限產(chǎn)限電企業(yè)涉及電石的日損失量約4200噸,約占全國總產(chǎn)量的5.3%。根據(jù)隆眾資訊,2021年內(nèi)蒙古單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗 降低目標(biāo)為5%,即單個(gè)企業(yè)的能耗總值較去年相比降低5%,2021年內(nèi)蒙古的電石總產(chǎn)量預(yù)計(jì)減少55萬噸。電石下游84.1%用于生產(chǎn)聚氯乙烯(PVC),電石供應(yīng)量的減少導(dǎo)致電石價(jià)格迅速上漲,電石法PVC生產(chǎn)成本增加,導(dǎo)致 PVC 價(jià)格強(qiáng)勢上漲。
4.2、黃磷-磷酸-草甘膦
磷化工始于磷礦石,下游分布廣闊
磷化工以磷礦石為起點(diǎn),磷灰石是工業(yè)上用于提取磷元素的主要磷礦石。磷化工產(chǎn)品磷肥、農(nóng)藥、磷酸鹽、磷酸等,廣 泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、食品、阻燃劑、洗滌劑、電子等行業(yè)。據(jù)百川盈孚數(shù)據(jù),磷肥、黃磷、磷酸鹽分別占磷礦石下游比例分 別為71%、16%、7%、6%。
黃磷為磷化工重要中間材料
黃磷處于磷化工產(chǎn)業(yè)鏈的中游,為磷化工關(guān)鍵材料。黃磷生產(chǎn)工藝分為電爐法和高爐法,當(dāng)前主流工藝為電爐法,電爐法黃磷 以焦炭、磷礦石和硅石為原材料。黃磷下游主要為熱法磷酸和草甘膦,其他下游產(chǎn)品包括三氯化磷、五氧化二磷、 赤鱗、五 硫化二磷等。黃磷為高能耗產(chǎn)品,電費(fèi)占成本比重大。生產(chǎn)黃磷需要將電爐加熱至1400-1500℃,生產(chǎn)每噸黃磷大約需要消耗13,000-15,000 度電,因此電費(fèi)在黃磷成本中占比較高,通常可以達(dá)到營業(yè)成本的50%左右,以0.55元/度的電價(jià)計(jì)算,噸黃磷電費(fèi)達(dá)到7,150- 8,250元。
4.3、燒堿
燒堿企業(yè)生產(chǎn)工藝發(fā)生變革,進(jìn)入壁壘不斷加大
燒堿,學(xué)名氫氧化鈉,是最基本的化工原料之一。市售燒堿有固態(tài)和液態(tài)兩種,常見產(chǎn)品有96%或99%的片堿和32%離子 膜液堿。由于運(yùn)輸成本的原因使得液堿公路運(yùn)輸銷售半徑僅為500公里左右,鐵路運(yùn)輸銷售半徑1000 公里左右,液堿銷售 表現(xiàn)出一定的區(qū)域性。燒堿的主要用途最早從制造肥皂開始,逐漸用于造紙、紡織、印染等方面;制鋁工業(yè)及60年代后石 油工業(yè)的發(fā)展,進(jìn)一步擴(kuò)大了燒堿的用途。
燒堿生產(chǎn)工藝以離子膜法為主
電解法中,水銀法可生產(chǎn)高純度燒堿,但能耗高,汞污染問題不易解決,已經(jīng)基本被淘汰;隔膜法是用多孔滲透性的隔膜 將陽極室和陰極室隔開,隔膜阻止氣體通過,而只讓水和離子通過來制備燒堿,既能防止陰極產(chǎn)生的氫氣與陽極產(chǎn)生的氯 氣混合而引起爆炸,又能避免氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉而影響燒堿的質(zhì)量,它的缺點(diǎn)主要是投資和能耗較高,產(chǎn) 品燒堿中會(huì)含有雜質(zhì)食鹽;離子交換膜法是于70年代開發(fā)的技術(shù),除了隔膜法的優(yōu)點(diǎn)之外,還具有產(chǎn)品純度高、能耗低、 無污染等優(yōu)點(diǎn),成為世界燒堿生產(chǎn)首選工藝。
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(報(bào)告出品方/作者:國信證券,楊林、薛聰、劉子棟)