POE材料消费量稳步增长,光伏、汽车等领域的应用助推国产化进程

材料天团 2023-03-20
3992 字丨阅读本文需 10 分钟

在POE胶膜中,POE粒子在光伏胶膜的生产总成本中占比超过80%,是生产光伏胶膜的核心原料。

POE 是 Polyolefin Elastomer 的简称,主要是乙烯/1-辛烯、乙烯/1-己烯、乙烯/1-丁烯的无规共聚物。特殊的两相结构使 POE 兼具良好的热塑性和橡胶般高弹性。此外,POE分子结构饱和使其具备良好的耐候性,非极性分子的特点 使其不易与水分子结合形成氢键,从而具备优异的水汽阻隔能力。

POE 产业化历史较长,下游应用广泛。受益于诸多优异性能,目前 POE 被广泛应用在光伏、汽车、聚合物改性、发泡鞋材等诸多领域。

全球范围内 POE 消费量稳步增长,新能源或成未来消费主要驱动力。

截至2022年12月,国内POE总规划产能约200万吨/年。其中万华化学40万吨/年POE装置预计2024年10月开始陆续投产、盛虹斯尔邦石化800吨/年POE中试装置已投产、茂名石化1000吨/年POE中试装置开车成功,其他各企业POE项目正在加快推进中,POE国产化进程有望提速。

综上,随着未来光伏累计装机容量的持续增长以及双面和N型光伏组件渗透率的提升,POE胶膜需求有望持续增长,POE粒子需求也将同步上行。考虑到国内企业积极布局POE产能,POE粒子国产化进程有望提速,先行布局的相关生产企业未来有望持续受益。

全球范围来看,汽车是POE下游最大消费领域,而我国POE消费则逐渐转向光伏驱动。未来,我们认为随着双面双玻和 N 型电池渗透率的提升,光伏将成为POE消费的主要驱动力。同时,随着新能源汽车产量的提升及轻量化趋势的发展,POE在车用塑料改性领域的用量也将稳步增长。

光伏:N 型+双玻占比提升, POE 粒子需求激增

1、下游需求继续攀升,2023 年装机增速或超 40%

受益全球低碳能源政策及光伏发电成本下降,全球光伏行业迅速发展。过去 20 年间光伏通过技术进步不断降低度电成本,目前光伏发电成本已显著低于其他发电方式。

全球光伏行业需求依然强势。2023年,前期持续紧张的硅料确定性释放产能,产业链跌价预期较为充分,刺激更多需求释放,同时供给瓶颈将向粒子等环节转移。在此背景下, 预计 2023 年光伏装机有望达到350GW 以上,同比 40%以上增长。

2、N 型电池+双面组件占比提升,POE 粒子需求高增

光伏胶膜主要分为 EVA 和 POE 两种。EVA 胶膜可细分为透明 EVA 胶膜和白色 EVA 胶 膜;POE 胶膜可细分为纯 POE 和共挤 POE(即 EPE)两种。对于传统的 P 型组件, 单面组件主要采用 EVA 胶膜(正面用透明 EVA,背面用白色 EVA),双面(双玻)组 件更多选择 POE 胶膜。

2023-2024 年 N 型组件的放量将显著拉动 POE 胶膜及粒子需求。N 型组件对封装胶膜的阻水性能、抗 PID 性能等要求更高,更适合用 POE 胶膜进行封装。预计2023- 2024 年 N 型组件占比 28%、45%。

此外,双面组件占比提升也对 POE 胶膜及粒子的需求有拉动作用。根据 CPIA 统计, 过去几年双面组件渗透率不断提升,从 2017 年的 2.0%提升至 2022 年的 42%左右, 拉动 POE 胶膜需求持续提升,进而拉动 POE 粒子需求增长。展望后续,在 2023-2024 年地面电站需求加速预期下,双面组件占比有望进一步提升,预计 2023-2024 年双面组件占比将分别达到 48%、52%。

汽车:“轻量化+新能源”驱动,改性需求空间广阔

1、POE 是性能优异的车用塑料改性剂

在汽车领域,POE 主要用于对车用塑料进行增韧改性。塑料改性指通过加入合适的改性剂,经共混、填充、增强、共聚、交联等方法对塑料进行改性,以增强其韧性、强度、 拉伸性等性能,目前汽车行业是改性塑料需求增长最快的领域,常见的车用改性塑料包括 PP、PU、PVC、PA 等。而 POE 是车用塑料良好的改性剂,一方面 POE 内聚能较小,表面粘度的温敏性和聚烯烃树脂接近,共混后容易得到更小的颗粒粒径和更窄的粒径分布,对 PP 等聚烯烃材料的增韧效果明显;另一方面 POE可以在接枝马来酸酐和甲基丙烯酸缩水甘油酯等极性单体后,与 PA、PT 等线性聚合物共混可有效改善其缺口抗冲击性能。

POE 改性能力优异,在汽车领域应用广泛。目前常用的塑料改性材料主要包括 POE、 EPDM、EPM、SBS 和 OBC 等,其中 POE的增韧改性效果最为显著。相较于其他的 改性材料,POE 还具备性能、加工性和价格等方面的优势,因此 POE 改性材料目前被 广泛应用在汽车保险杠、挡板等部件上。

2、轻量化和新能源加持下,POE 改性需求空间广阔

需求驱动力 1:汽车行业自疫后修复,产销提升推动车用改性塑料需求稳步增长。2017 年以来,全球汽车市场逐渐趋于成熟,汽车产销量呈下滑趋势,2018-2019 年全球汽车产量分别同比下滑 0.4%和 5.2%;全球汽车销量分别同比下滑 0.6%和 4.0%。2020 年,新冠疫情对全球出行市场及汽车行业生产供应造成较大冲击,全球汽车产量大幅下滑 15.4%至 7,762 万辆;销量大幅下滑 14.6%至 7,797 万辆。2021 年,随着全球经济自疫后修复且生产供应体系逐渐恢复,全球汽车产量同比回升3%,销量同比回升 6%。目前来看,全球汽车产销量仍处于历史低位,且新兴市场仍有较旺盛的汽车需求,判断未来几年全球汽车产销量有望持续提升。据 S&P Global Mobility 预测,2022 和 2023 年全球汽车产量有望同比提升 2%及 8%。

需求驱动力 2:轻量化趋势将带动单车改性塑料用量提升。汽车轻量化是降低汽车能耗, 控制整车成本的关键举措,是未来汽车行业发展的趋势之一。实验证明,燃油车整车重 量每降低 10%,燃油效率可提高 6%-8%。实现汽车轻量化的途径包括使用轻质材料和发展新技术新工艺等。目前主要使用的轻质材料包括高强度钢、铝合金、镁合金、工程 塑料和复合材料。其中工程塑料比重显著低于其他材料,并具有优良的耐化学性、机械性能和耐热性,还具备耐侵蚀及在低速碰撞下无需维修的特点,随着汽车轻量化趋势的发展,汽车领域改性塑料的需求也将有所提升。

需求驱动力 3:新能源车对轻量化要求更高,将成改性塑料需求新增长点。随着全球低碳政策不断推进,新能源汽车发展迎来东风。2021 年,全球新能源汽车销量达 639 万辆,同比提升 117.8%;其中我国新能源乘用车销量达 332 万辆,同比提升约 176%。新能源汽车充电时间更长,因此更加看重续航里程这一指标,而新能源汽车续航能力和车身重量紧密相关,实验证明对于纯电动汽车,整车重量降低 10kg,汽车续航里程可以 增加约 2.5km,所以新能源汽车对车身轻量化有着更高的要求。根据中国汽车工业协会 发布的《节能与新能源汽车技术路线图》,2025 年新能源汽车整备质量需比 2015 年减 重 20%,2030 年时需减重 35%。我们认为在新能源汽车行业飞速发展及轻量化趋势不 断深入的推动下,改性塑料在汽车领域的需求将稳健增长。

受益于车用改性塑料需求增长,POE 改性需求空间广阔。在汽车产销量逐渐修复,轻量化趋势不断发展及新能源车异军突起的前提下,我们认为未来车用改性塑料的需求将稳步提升。目前,改性 PP 凭借着良好的耐化学性、耐热性、电绝缘性和加工性,已经 为占比最大的车用改性塑料,而 POE 已被证明是 PP 较好的增韧剂,在 PP/POE 共混 系统中,POE 在 PP 连续相中形成的“海-岛”结构可有效提高 PP 的抗冲击强度。因 此,随着改性PP 在汽车内外饰用量的不断提升,POE 在汽车领域的需求将稳步增长。此外,POE 接枝改性 PA 可有效提升其韧性和抗冲击能力,是 PA 改性的重要手段,目前 PA 在车用塑料占比达 8%。我们认为受益于车用改性塑料需求增加,POE 在汽车领域的需求也将有稳健增长。

3、国产布局加速,工业化放量可期

需求前景确定,国内企业积极进行 POE 研发布局。伴随需求侧快速发展,国内企业纷纷开展 POE 项目布局。自2017年以来,万华化学、惠生工程、京博石化、东方盛虹等企业纷纷进行了 POE 的小试及中试,另外卫星化学在 2022 年 12 月公司发布 1000 吨 α烯烃环评公示,国内企业陆续开始工业化产能投放计划。展望未来,短期产能释放难度较大,预计2024-2025年POE 工业化装置将集中投放。根据各企业产能投放计划,2024 年中之前,国内企业大都处于 POE 装置小试及中试阶段,产能释放有限。若各企业研发及项目建设进度符合预期,则 2025年开始国内有望实现 POE 工业化生产装置的集中投放。

4、POE:供需缺口扩大,高景气度有望持续2年以 上

受光伏领域及汽车领域驱动,未来几年POE需求将保持快速增长。光伏需求高增、N型组件及双面组件占比提升背景下,光伏级POE粒子高增趋势明确,谨慎、中性、乐观预期下,2023年光伏级POE粒子需求预计分别约为25、38、45 万吨,2024年光 伏级POE粒子需求预计分别约为33、50、64万吨,2025年光伏级POE粒子需求预 计分别约为49、70、94万吨。另外,考虑到汽车轻量化等行业趋势,汽车领域POE消费量2023~2025年需求预计为 86、91、97万吨。因此,中性预期下,2023~2025年全球POE需求预计分别为162、179、206万吨,同比增速分别为17%、11%、15%。

POE供需缺口将进一步扩大,高景气度有望持续2年以上。从供给端来说,考虑到海外装置及国内装置的扩张,预计2024年开始将有产能陆续投产,不过考虑到装置调试、 产能爬坡等问题,实际供给释放将于2025年陆续开始。因此,按照中性假设下对需求和供给的判断,预计2022~2025年供给需求分别为-4、-25、-31、8万吨,POE 供需缺口将在2025年之前持续扩大。

其他领域:应用场景广泛,需求亮点频现

除车用塑料外,POE 改性材料可广泛用于家电、口罩、防水卷材和管材等诸多领域。 POE 改性 PP 可广泛用于汽车、家电外壳和口罩等领域。其中家电外壳一般包括空调、 电视、洗衣机等外壳,在这一领域中,POE 改性方法与汽车领域类似。在口罩领域中, POE 可作为专用柔顺剂共混到熔喷布中,解决喷出的布发脆、表面粗糙、质地不均匀等 缺点,同时可以增强 PP 的拉丝强度,使布变得柔软。POE 改性后的 PE 可直接应用于 防水卷材和管材领域,PE 刚性大、抗冲击性能差、硬度低,必须添加 POE 对其进行增 韧改性,才能达到要求。

POE 可用于制作电线电缆外层护套。电线电缆是 POE 的又一重要消费领域,随着全球 通讯、基础设施、公用事业等行业迅速发展,下游对电线电缆质量和数量提出更高要求, 原有的电线电缆生产工艺逐步淘汰。

POE 可用于制作控制电缆、船用电缆及千伏级以上 矿用电缆的包覆材料,取代现有的氯丁橡胶、聚氯乙烯等包覆材料,其特点是使电缆生 产直接用挤出机挤出,简化了生产工艺,有利于提高生产效率,降低能源消耗及生产成 本。

目前,随着疫情对生产制造的影响逐渐减弱,全球电线电缆行业将在政府和私人投 资的带动下逐渐复苏。以非洲和东南亚为代表的新兴市场基础建设和公用事业等行业飞 速发展,也将为全球电线电缆需求注入新的活力。据前瞻产业研究院预测,2021-2026 全球电线电缆市场规模将以每年 5%的速度增长,这也将带动 POE 的需求有所抬升。

POE 发泡材料可用于鞋材垫材领域。

POE 的柔韧性和回弹要比 EVA 高出很多,并用发 泡会有着更好的效果,如发泡后的产品重量更轻,压缩回弹更好,触感良好,泡孔均匀 细腻,撕裂强度高等突出优点。无论是模压发泡还是造粒后的注射发泡,POE 已被大量 使用在沙滩鞋、拖鞋、运动鞋的中底、鼠标垫、座垫、保丽龙材料、保温材料、缓冲片 材、箱包衬里等发泡产品上。 POE 生产热熔胶性能优秀。

POE 可以代替 EVA 生产高档的热熔胶,且产品具有无异 味,低密度的特点,并具备良好的流动涂敷性和浸润性等,也可以与 EVA 并用。基于 POE/LLDPE/CPP 共混,POE 有低温热封性能、热粘着强度和回弹性能,即加宽热封 层的热封窗口温度又对膜本身的回弹和抗撕裂性能带来良好提高。

文章来源: 塑连网,长江证券,九方金融研究所

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