2023年前都存在供应缺口,光伏胶膜原料热度不减,除了EVA,这两种材料也值得关注

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作为光伏胶膜核心原料,光伏级乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)粒子供应不足,成为影响光伏产业发展的瓶颈。也正是在此背景下,国内掀起了EVA项目建设热潮。证券时报·e公司记者近日在东方盛虹子公司斯尔邦石化实地探访时获悉,公司EVA粒子持续处于满产满销状态,未来规划新增的70万吨/年EVA产能达产后,斯尔邦石化EVA总产能将达到100万吨/年。

“未来几年将是国内光伏料市场需求快速增长的阶段,尽管国内EVA光伏料的产量不断提升,供应缺口有望缩小,但2~3年内缺口不会完全补齐。”中国化工信息中心(以下简称“中国化信”)高级咨询顾问张晓晗向记者表示,今年四季度EVA整体价格可能会回升,明年光伏市场的EVA需求量仍较为旺盛,“新投产的产能短期内无法完全释放,仍有较大缺口,预计明年EVA光伏料的价格大概率仍会居于高位。”

斯尔邦EVA满产满销

在连云港徐圩新区国家级石化产业基地,东方盛虹斯尔邦石化EVA成品车间内,每袋25公斤的光伏级EVA树脂,堆成一座座“小山”。用不了多久,这些产品就将发往全国各地的光伏胶膜厂家。

光伏级EVA树脂是一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物经过加工而成的新材料,主要用于生产光伏胶膜,是光伏组件不可或缺的封装材料,具有高透光率、抗紫外线性、抗湿热黄变性等特点,直接决定了光伏组件的产品质量和使用寿命。研究表明,醋酸乙烯(VA)含量为28%~33%、熔体流动速率(MFR)在40左右的EVA树脂最适宜做封装EVA胶膜。

记者了解到,目前我国EVA主流生产工艺包括管式法和釜式法两种,其中管式法主要用于薄膜、电缆,釜式法则主要用于发泡、涂覆、热熔胶、电缆等领域。“我们是国内第一家用EVA管式法工艺研发成功光伏级EVA的制备方法和生产配方,并能长周期量产光伏级EVA的企业,装置原始设计产能为20万吨/年。”斯尔邦石化EVA事业部生产经理陈胜向记者介绍。

斯尔邦石化管式法EVA装置在2017年3月开车成功,解决了我国光伏产业中光伏级EVA“卡脖子”技术难题,极大缓解了下游市场供需矛盾。

今年以来,斯尔邦石化管式装置光伏级EVA产品连续运行天数超百天,大幅刷新了之前保持的52天纪录,该光伏级EVA产品长周期运行纪录全球领先。据介绍,斯尔邦石化去年EVA产能为30万吨/年,约占国内总产能的20.38%,其中光伏级EVA产能超20万吨/年,约占全球光伏级EVA产量的28%,实际产能位居国内第一。

财报显示,2021年东方盛虹EVA销量为34.36万吨,销售收入63.96亿元,毛利率为44%,产品均价增幅达到90%左右。

“受行业需求影响,尤其是光伏产品价格快速上涨,带动了EVA产品全线上扬。”斯尔邦石化EVA事业部产品经理龙雨腾向记者表示,公司EVA客户基本覆盖了国内所有胶膜企业,也持续处于满产满销状态,“今年前7个月,斯尔邦光伏级EVA产出较去年同期提高26.3%。”

国内掀起建设热潮

中国是全球EVA产量和消费量最大的国家。据统计,2021年中国EVA产量为100.76万吨,表观消费量为205.30万吨,自给率约49%。由于光伏级EVA生产壁垒高、扩产周期长、转产限制多,能够生产光伏级EVA的企业屈指可数。

业内人士介绍,截至去年底,只有斯尔邦石化、联泓新科、宁波台塑三家企业能稳定生产光伏级EVA树脂,合计产能约为30万吨/年。相比之下,同期国内光伏级EVA消费量达到80万吨,进口依赖度超过60%。光伏级EVA供应不足,成为影响光伏产业发展的瓶颈。也正是在此背景下,国内掀起EVA项目建设热潮。

作为行业龙头,斯尔邦石化在EVA项目上雄心勃勃。陈胜向证券时报·e公司记者表示,斯尔邦石化正在规划二期新增70万吨/年EVA产能,其中包括3套20万吨/年的管式装置、1套10万吨/年的釜式装置,“第1套装置争取在2024年9月开车,我们力争在2025年全部开车。”斯尔邦石化二期EVA项目全面达产后,公司EVA总产能将超过100万吨/年。

联泓新科也在持续加码。今年3月,联泓新科“EVA装置管式尾技术升级改造项目”完成后,产量提升至15万吨/年以上,其中光伏胶膜料排产占比稳定在80%以上。在此基础上,公司又宣布启动20万吨光伏料产能建设。

荣盛石化在互动平台表示,旗下浙江石化EVA装置可年产30万吨光伏料,目前正计划进一步扩产。宝丰能源三期项目具备每年生产25万吨EVA的能力,公司在接待机构调研时表示,建设中的EVA项目可以生产发泡料、电缆料、光伏封装料,未来根据市场需求决定生产哪类产品。目前项目进展顺利,预计2023年中建成。此外,榆能化在去年8月生产出光伏级EVA,中化泉州10万吨/年EVA装置在去年生产出光伏级EVA。

中国化信统计数据显示,2022年国内EVA生产企业产能合计为192.2万吨。如果建设顺利,有望在2022年~2023年间投产的装置包括古雷、新疆天利、宁夏宝丰3套装置。根据中国化信预测,2023年底EVA产能有望增至267万吨/年。

2023 年前光伏级 EVA 面临供需缺口

全球 EVA 有效产能远低于名义产能,有效产能紧平衡。EVA 树脂生产 釜式法生产工艺和管式法生产工艺各具特点,EVA 树脂和 LDPE 装置兼 产 EVA 树脂的生产模式是今后的发展趋势。根据行业,截止 2020 年底 全球 EVA 合计产能 685 万吨,国内 EVA 产能为 99.3 万吨。但从有效产 能来看全球实际有效EVA/LDPE产能为207.1万吨,其中海外EVA/LDPE 产能 107.8 万吨, 我国 EVA 产能高度依赖进口,高端产能存在较大进口替代空间。我国 EVA 进口依赖度较高,近 5 年进口依赖度在 50%以上。2021 年底预计 国内共有斯尔邦、联泓新科、延长榆林、扬子巴斯夫等 11 家企业合计拥 有 EVA/LDPE 产能 116.3 万吨,其中光伏级 EVA 产能为 28 万吨。从表 观消费量测算,预计 2021 年国内 EVA 表观消费量 199.1 万吨,对应到 国内 116.3 万吨有效产能至少存在 82.8 万吨产能缺口。而光伏级 EVA 则 存在至少 40.8 万吨产能缺口。

未来 5 年国内 EVA 产能大幅增长,但光伏树脂产能依然面临不足。在 需求端大幅增长的情况下,国内 EVA 树脂产能加速建设。未来 3 年全球 EVA 树脂新增产能多位于国内,已有包括斯尔邦、联泓新科、浙江石化、 古雷石化等十余家企业披露产能扩产计划。国内 EVA 有效产能有望从 2021 年的 116.3 万吨增扩至 2025 年的 310 万吨,EVA 树脂进口依赖度 大幅降低。

光伏级 EVA 树脂产能依然面临紧缺:虽然未来 3 年国内 EVA 树脂产能 大批量投产,但需要注意的是光伏级 EVA 依然供应紧张。目前可以大比 例生产光伏级 EVA 的只有巴赛尔管式工艺和埃克森美孚釜式工艺,已经 投产的EVA产能中仅有斯尔邦30万吨产能中有20万吨巴塞尔管式装置, 联泓新科 12.1 万吨埃克森美孚釜式工艺以及宁波台塑 7.2 万吨埃尼釜式 工艺有约 2 万吨光伏级 EVA 产能,以及延长榆林采用巴塞尔管式工艺 的 9 万吨装置有 2 万吨光伏级 EVA 产能。中化泉州的埃克森美孚釜式 工艺装置也具备生产光伏级 EVA 可能性。但由于光伏级 EVA 中 VA 比 例含量高,通常情况下装置需要平稳运行一段时间才具备生产光伏级 EVA 的可能性。

按照投产年限以及光伏级 EVA 投放产能进行测算,进行假设如下: 1. 不同装置生产光伏级 EVA 比例存在上限,巴塞尔管式为 80%,巴塞 尔釜式为 20%,埃克森美孚釜式为 30%,埃尼釜式为 80%; 2. 光伏级 EVA 爬坡周期较长,从投产建设到产能投放需要 2-5 年的爬 坡周期,假设巴塞尔管式为 5 年,巴塞尔釜式为 2 年,埃克森美孚 釜式为 2 年,埃尼釜式为 5 年; 3. 已经投产装置转产光伏级 EVA 难度大,假设原有装置不具备转产光 伏级 EVA 的能力;

海外新增产能有限,2023 年前光伏级 EVA 供应紧平衡。从目前披露的 数据看,未来 2~3 年 EVA 树脂新增产能多来自中国,2022/2023 年国内 光伏级 EVA 产能达到 60.3/81.5 万吨,韩国乐天、以及 LG 化学有小批量 扩产计划,其中光伏级 EVA 新增产能仅为 5 万吨,光伏级 EVA 供应上 限为 109.1/130.3 万吨,23 年全球难以缓解光伏级 EVA 供需紧张的局面。 2023 年后的产能释放有望缓解紧张局面,2025 年国内光伏级 EVA 产能 有望达到 139 万吨。

EVA替代品也能“水涨船高”吗?

POE是性能优异的聚合物,下游应用领域广泛

聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer),简称POE,是指乙烯与高碳α-烯烃(1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等)的无规共聚物弹性体。通常所说的POE主要是指辛烯质量分数大于20%的乙烯-辛烯共聚弹性体。

POE性能优异。与传统聚合方法制备的聚合物相比,一方面POE有很窄的分子量分布和短支链分布,因而具有优异的物理力学性能(高弹性、高强度、高伸长率)和良好的低温性能;同时,较窄的分子量分布可以使材料在注塑和挤出过程中不易产生挠曲。另一方面,由于POE分子链是饱和的,且所含叔碳原子相对较少,因而具有优异的耐热老化和抗紫外线性能。

POP和POE没有本质区别,只是共聚α-烯烃单体的含量有所区别,共聚单体的含量直接导致POE和POP的密度差异。通常POE共聚单体质量分数大于20% ,而POP 共聚单体质量分数小于20% ,因此POP的密度高于POE。POE耐候性、耐老化性能良好,主要应用于改性领域;POP具有优异的黏结强度、抗撕裂性和透明性,主要应用于薄膜制备领域。

POE生产工艺——α-烯烃与催化剂是技术壁垒环节

我国工业化的α-烯烃产品主要是1-丁烯,1-己烯,高碳α-烯烃技术不成熟。据《世界线性α-烯烃的供需现状及发展前景》文中介绍,2019年世界线性α-烯烃的生产能力为803.2万t/a,我国线性α-烯烃的生产能力为104.2万t/a,但其中绝大部分为C4装置精密精馏或者催化萃取精馏法得到的1-丁烯;而我国C6及以上α-烯烃产能仅为7.5万t/a,全球占比不足2%,C8以上的线性α-烯烃完全依赖进口,进口量高达15万t/a,占国内市场消费量的70%以上。2019年,全球C6及以上线性α-烯烃的总产能达到489万t,中国C6及以上线性α-烯烃产能仅占1.5%。国内主要采用乙烯齐聚法生产α-烯烃,目前主要是中石油和中石化掌握此技术,中石油大庆院目前已能合成1-己烯,在大庆拥有5000t/a产能,并在兰化建成1套2万t/a装置,中石化北京化工研究院-燕山分院也开发了此技术,在燕山石化建设有5万t/a的生产装置。

催化剂是POE生产中最重要的材料。POE的出现离不开过渡金属催化剂的发展,通过改变催化剂配体结构,可以准确地调控聚合物的微观结构,从而获得不同性能的POE产品。常用的POE催化剂主要包括茂金属、镍系、钒系等催化剂。前全球POE生产企业如陶氏化学、三井化学、埃克森美孚等企业对于生产POE所需的催化剂进行专利保护,且严密封锁,是导致我国POE市场需求仍需要依赖进口的最重要原因。

POE生产厂商均拥有独家催化剂。陶氏化学公司于1993年率先工业化生产POE,商品名为EngageTM。采用CGC催化剂,以混合烷烃为溶剂,结合其专有的InsiteTM溶液聚合技术,聚合温度80~150 ℃,压力为1.0~4.9 MPa,成功开发了基于乙烯-1-辛烯共聚物和乙烯-1-丁烯共聚物的POE。埃克森美孚采用其专有的ExxpolTM茂金属催化剂生产商品名为ExactTM的POP和POE。三井化学株式会社最初采用钒系催化剂,后切换为采用茂金属催化剂生产POE,商品名为TafmerTM。LG化学2008年用自主开发的茂金属催化剂和专有的溶液聚合工艺生产POE和POP,商品名为LuceneTM。

POE进出口——我国进口POE原料,出口制成品

我国的POE原料主要依赖进口。由于催化剂专利保护、技术严密封锁、核心材料国产化率低,我国POE生产能力较低,市场需求几乎全依赖进口。据百川盈孚数据,2020年、2021年以及2022年上半年,我国POE进口数量分别为88、92.6、40.6万吨,同期出口数量分别为36.3、42.6、25.6万吨。从贸易方式上看,一般贸易与进料加工贸易为POE进出口的两大方式;2021年,一般贸易的进口数量为87.2万吨,约是一般贸易出口数量(18.9万吨)的4.6倍;而同期进料加工贸易出口数量为21.7万吨,约是进料加工贸易进口数量(3.5万吨)的6.2倍,这说明我国的POE进出口贸易方式可以概括为进口以POE原料为主,出口以POE制成品为主,我国主要从事POE产品加工环节,出口均价也一直高于进口均价。从进出口地区看,我国的POE主要进口自韩国、马来西亚、日本、印度尼西亚、美国等国家或地区;主要出口到美国、越南、印度、韩国等国家或地区。

EVA与POE性能比较

EVA与POE均可用于光伏组件的封装。目前双玻组件用的封装胶膜主要包括EVA与POE,目前部分制造厂商选择EVA进行封装,部分制造厂商选择POE进行封装,还有一些制造厂商开始陆续使用EVA+POE混合封装。电池封装质量的好坏,直接影响到光伏组件的发电效率、使用寿命等,其中封装胶膜对PID等性能影响重大,胶膜材料的选择至关重要。

EVA材料会产生PID效应,导致电池组件的功率骤降。PID,全称为电势诱导衰减,PID效应使得大量电荷聚集在电池表面,使电池表面钝化失效,从而导致电池组件的功率骤降。随着光伏系统近年来的大规模运用,光伏行业技术的革新,系统电压越来越高,同时由于防雷工程的需要,组件的铝合金边框均要求接地,于是电池片与铝边框之间便形成了比较高的直流电压。组件的封装胶膜EVA材料无法做到100%的绝缘,使用过程中,水汽透过硅胶、背板等渗透到组件内部,EVA材料遇到水后发生分解,从而产生了自由移动的醋酸,自由移动的醋酸和玻璃表面析出的碱反应后,会形成可以自由移动的钠离子,钠离子在外加电场的作用下,向电池表面移动,聚集到电池表面的减反射层从而导致PID现象的发生。水汽进入组件→EVA遇水分解产生醋酸→ 醋酸与碱反应产生钠离子→钠离子富集到电池表面,这便是PID形成的四个步骤。

PVB膜市场前景广阔

PVB树脂化学名称为聚乙烯醇缩丁醛,由PVA(聚乙烯醇)树脂、丁醛 为原料,在盐酸催化下进行缩醛反应缩合而成PVB溶液,然后将其固液 分离、气流干燥制备得到PVB树脂粉,具有优良的柔软性和挠曲性。

PVB中间膜也称作PVB胶片或者PVB薄膜,是由PVB树脂粉经增塑剂(三 甘醇二异辛酸酯)塑化挤压成型的一种高分子材料薄膜。PVB中间膜 自1931年问世以来,一直是建筑安全玻璃、汽车和飞机安全玻璃的优 良夹层材料。PVB中间膜厚度一般为0.38mm、0.76mm、1.14mm和1.52mm 四种,可多层叠加加工,外观为半透明薄膜,无杂质,表面平整,有 一定的粗糙度和良好的柔软性,具有透明、耐热、耐寒、耐湿、机械 强度高等特性。

PVB膜技术要求高,国内高端市场长期被外资占据

PVB中间膜生产技术要求比较高,长期以来一直被美国的首诺(伊斯曼)、日本的积水化学和可乐丽(杜邦、佳士福、可乐丽)等几大国际公司所掌控。根据华经产业研究院数据,2020年全球PVB中间膜需求量超过73.4万吨,中国需求量约占到全球总需求量的35%,我国PVB中间膜产量约20万吨,美国首诺是全球最大的PVB中间膜生产销售商,全球市场占有率约50%;日本可乐丽公司于2013年11月21日以5.43亿美元收购美国杜邦的玻璃层压解决方案和乙烯基(GLS/乙烯基)业务;亚太地区是全球PVB中间膜最大的市场,中国、泰国、印度等发展中国家的PVB中间膜生产发展迅猛。

国外巨头垄断PVB膜市场,国产替代进程加速

国外巨头依靠全产业链优势垄断PVB膜高端市场。目前,首诺、积水化学、可乐丽等处于市场第一阵营的国外巨头均已形成PVA-PVB树脂-PVB中间膜的完整产业链,其用以生产PVB中间膜的PVB树脂以及用以生产PVB树脂的PVA均系自产,无需外购,这些公司是我国PVB中间膜市场第一阵营厂商,在产品的研发、生产、质量控制、售后服务、品牌竞争力等方面占据了较大的优势,市场占有率高

文章来源: 未来智库,证券时报

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来自:光伏班
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