(報告出品方/分析師:開源證券 金益騰 龔道琳 徐正鳳)
1、EVA 是一種性能優異、應用場景豐富的複合材料1.1、EVA 由乙烯和醋酸乙烯共聚制成,VA 含量決定其應用領域
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer)簡稱 EVA,是一種由乙烯(Ethylene)和醋酸乙烯(Vinyl Acetate)經共聚反應制得的複合材料。
EVA 是乙烯重要的下遊産品之一,是繼高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE) 和線性低密度聚乙烯(LLDPE)之後的第四大乙烯系列聚合物。由于在分子鍊中引入了醋酸乙烯單體,EVA 的結晶度較低,在-50℃的溫度環境下仍可保持較強的可撓性。
此外,EVA 與填料的摻混性也很好,易于着色和成型加工,且具備良好的柔韌性、抗沖擊強度、耐環境應力、熱密封性、抗老化性及抗臭氧強度,因此被廣泛應用于光伏膠膜、發泡鞋材、電線電纜、熱熔膠、塗覆料、農膜等領域。其中,發泡鞋材、熱熔膠及農用膜是 EVA 的傳統應用領域,随着新能源産業在我國的快速發展,光伏膠膜已成為 2021 年我國 EVA 消費量最大的應用領域。
根據中國石化集團經濟技術研究院數據:2021 年我國光伏膠膜、發泡鞋材、電線電纜領域對 EVA 需求占比分别為 39.72%、26.39%、16.12%;預計 2025 年我國光伏膠膜用 EVA 的需求占比最高可達 45.05%。
VA 含量在一定程度上決定了 EVA 的性能和用途,光伏級 EVA 的 VA 含量通常為 28%-33%。EVA 粒子中醋酸乙烯(VA)的含量越高,其彈性、密度和粘着性通常也越高,但硬度、剛性和熔點相對更低。
按 VA 含量的不同,EVA 可以被分為三大類品種:EVA 樹脂(VA 含量小于 40%)、EVA 彈性體(VA 含量為 40%-70%)以及 EVA 乳液(VA 含量為 70%-95%)。
不同 VA 比例的 EVA 對應的下遊應用領域有所差異:VA 含量小于 5%的 EVA 樹脂主要用于制造電線電纜、LDPE 改性劑及農膜等;VA 含量為 5%-10%的 EVA 樹脂适用于制造農用膜、醫用膜等薄膜及注塑、發泡制品等;VA 含量為 20%-28%的 EVA 樹脂通常用于熱熔粘合劑和塗層制品;VA 含量達到 38%-40%的 EVA 樹脂粘附性較強,可用于膠粘劑的生産。
光伏組件封裝用的 EVA 膠膜要求低熔點和高透光率,具備此特性的 EVA 樹脂(通常為顆粒狀)的 VA 含量通常在 28%-33%間,又被稱為光伏級 EVA 樹脂(粒子)或 EVA 光伏料。
1.2、 EVA 生産工藝包括管試法和釜式法,兩種方法各有優勢
EVA 生産主要采用高壓法連續本體聚合,生産裝置及工藝根據反應器的不同可以分為管式法和釜式法。管式法和釜式法的生産流程和工藝步驟大體相同,其高壓裝置均由以下五部分組成:乙烯壓縮、引發劑制備和注入系統、聚合反應器、分離系統、擠出造粒。
兩種工藝最大的不同之處在于反應器的不同:釜式法的聚合裝置是帶攪拌器的高壓釜式反應器,管式法的聚合裝置是不帶攪拌器的管式反應器。
管式法 EVA 樹脂的代表性生産工藝有巴塞爾管式法工藝、巴斯夫管式法工藝、俄羅斯管式法工藝、埃克森美孚管式法工藝、住友化學管式法工藝等。
釜式法的代表性工藝包括杜邦釜式法、埃克森美孚釜式法、巴塞爾釜式法等。行業内光伏級 EVA 樹脂的生産裝置主要采用巴塞爾管式法工藝和埃克森美孚釜式法工藝。
由于聚合裝置的不同,兩種工藝在産業化生産中存在多方面的差異:
(1)生産工藝及參數:兩種裝置的聚合壓力、聚合溫度、引發劑、調節劑均有不同:
管式法聚合壓力在240-300MPa,聚合溫度為250-340℃;釜式法聚合壓力為130-220MPa,聚合溫度為150-300℃。管式法可采用空氣或氧氣、有機過氧化物作為引發劑,釜式法主要采用有機過氧化物作為引發劑。管式法采用丙烯、丙烷、丙醛作為調節劑,而釜式法則主要采用異丁烯或正丁烷作為調節劑。
(2)生産能力及效率:管式法裝置的單線産能上限、反應轉化率更高:
目前最大的高壓管式法裝置單線生産能力可達到 40 萬噸/年,單程反應轉化率為 25-35%; 而釜式法裝置的單線生産能力上限為 15 萬噸/年,單程反應轉化率為 10-20%。
(3)經濟效益:釜式法的總投資、生産成本更高:
由于釜式法生産工藝需要的壓縮機規模、打氣量比、換熱器、冰機數量、料倉數和風機數量相對較多,因此同等生産規模的釜式法裝置的總投資比管式法高約 9%。釜式法生産裝置的反應器結構複雜,在安裝調試中對工作人員的技術要求較高,後期維護和保養工作難度相對較大,後期運維成本也更高。此外,釜式法較低的轉化率導緻生産相同規模的 EVA 産品,單位時間内消耗的乙烯氣體也更多。更高的設備運維成本和原材料成本使得釜式法裝置後期的生産成本較管式法也更高。
(4)産品性能:釜式法 EVA 的 VA 含量較高,管式法 EVA 的光學性能更好:
釜式法反應器内的攪拌器可以确保反應器中的混合物高度混合,反應溫度和壓力相對均勻,可以形成更多的長支鍊聚合物,分子量分布相對較寬。因此釜式法生産的 EVA 抗沖強度較高,容易加工且 VA 含量相對更高。管式法裝置的反應溫度相對較高,壓力随着反應管的延長不斷降低,物料在反應器内停留的時間較長,因此長支鍊相對較少,分子量分布較窄,但生産的 EVA 光學性能更優良,适用于薄膜加工。
2、需求端:光伏景氣度延續,EVA 光伏料需求穩步提升
2.1、光伏級 EVA 樹脂是光伏封裝膠膜的主要原材料
光伏封裝膠膜按照基體材料可分為 EVA 膠膜、POE 膠膜及 EPE 膠膜。光伏封裝膠膜用于光伏組件的封裝,對電池片具有保護和增效作用。
由于光伏電池闆布設于露天環境下,因此光伏膠膜對透光率,以及耐低溫、耐高溫、耐紫外線、抗氧化等耐性指标均有較高要求。
按照基體材料的不同,當前市場上的光伏膠膜可分為 EVA 膠膜、POE 膠膜、共擠型 EPE 膠膜三種。
EVA 膠膜:使用光伏級 EVA 樹脂制成的光伏膠膜,是當前市場上最主流的光伏膠膜。
EVA 膠膜可進一步分為透明 EVA 膠 膜和白色增效 EVA 膠膜,白色增效 EVA 膠膜在 EVA 樹脂中添加了钛白粉、氧化锆等白色填料,具有更高的反射率、更優異的材料兼容性、較強的抗濕熱老化及紫外老化能力。
白色增效 EVA 膠膜主要用于電池片下層,用于提升組件發電效率;透明 EVA 膠膜在組件下層的應用量逐步被白色高效 EVA 膠膜所替代,但透明 EVA 膠 膜被雙層使用或配套使用在組件上層,仍存在較大需求。
POE 膠膜:POE(Polyolefin elastomer)即聚烯烴彈性體,是新一代膠膜材料,POE 膠膜的阻水性能和抗 PID(電 勢誘導衰減)性能非常優秀。
EPE 膠膜(共擠型 POE 膠膜):通過共擠工藝将 POE 樹脂和 EVA 樹脂擠出制造,結構為兩層 EVA 中間夾一層 POE。EPE 膠膜具有既具備 POE 材料的高阻水性和高抗 PID 性能,也具備 EVA 材料的雙玻組件高成品率的層壓工藝特性,且市場售價比純 POE 膠膜低,受 POE 樹脂供應短缺的影響較小。
EVA 膠膜是目前市占率最高的光伏封裝膠膜,預計 2022-2025 年 EVA 光伏料在光伏膠膜中的用量占比将維持在 80%以上。
根據能源咨詢公司 PV Info Link 數據,2021 年全球光伏封裝膠膜市場中,透明 EVA 膠膜市占率約 52%,白色 EVA 膠膜市占率 23%,EVA 膠膜市占率合計 75%;
而 POE 膠膜市場占比為 10%,EPE 膠膜占比 為 14%,其中 EPE 膠膜由兩層 EVA 和一層 POE 組成;
我們假設 EVA 與 POE 用量 比例為 2:1,可以推算出 2021 年 EVA 材料與 POE 材料在全球光伏膠膜市場中的用 量占比分别約為 84.38%和 14.62%,EVA 占據較大份額。
目前 POE 膠膜市場占比增 速不快,主要由于以下兩個原因:
(1) POE 膠膜易出現滑移問題:POE 分子為非極性,而光伏膠膜中采用的功能助劑多為極性分子,因此 POE 膠膜對于助劑的吸收弱于 EVA 膠膜,助劑在 POE 膠膜中較易析出,疊放電池片、玻璃與 POE 膠膜時,界面易滑移,影響産品質量。
(2)POE 光伏料産能緊俏,産能供給受限:POE 最早由陶氏杜邦開發,生産技術壁壘較高,目前僅有陶氏、三井化學、LG 化學、沙比克、埃克森美孚等幾家海外化工巨頭具備規模化生産的能力。
國内廠商目前僅萬華化學擁有中試線産能,進口價格較為昂貴。
共擠型 POE 膠膜兼具性能與成本,性價比突出,我們認為未來具有較大的增長潛力;白色 EVA 膠膜具有出色的增效功能,透明 EVA 膠膜價格低廉、技術工藝成熟穩定,市占率有望長期維持。根據 CPIA 預測,2030 年之前 POE 膠膜的滲透率将維持在 10%左右,EPE 膠膜滲透率有望從 2021 年 的 14%提升至 2030 年的 25%。
按照 EPE 膠膜中 EVA 和 POE 用量占比為 2:1 計算,我們預計 2022-2025 年 EVA 光伏料在全球光伏膠膜材料中的用量占比将維持在 80% 以上。
2.2、光伏發電具備低裝機成本和低平準化度電成本優勢,碳中和背景下全球新增光伏裝機量快速提升
全球主要國家為實現碳中和定下的時間表。為應對全球氣候變化挑戰,減緩全球變暖趨勢,2015 年 12 月近 200 個締約方共同通過了《巴黎協定》,其主要目标是将21世紀全球氣溫升幅控制在 2.0℃以内。抑制全球變暖的關鍵在于減少全球碳排放,因此全球主要國家正積極推進能源轉型,為實現碳中和推進立法或制度政策。
2010-2021 年光伏發電成本大幅降低,助力光伏發電推廣普及。
随着技術的發展和普及,光伏裝機成本和平準化度電成本得到了大幅優化。
根據國際可再生能源署 IRENA 測算,從 2010 年至 2021 年,光伏發電裝機成本由 4,806 美元/千瓦時下降至 857 美元/千瓦,降幅達 82.17%。
光伏發電平準化度電成本(LCoE)是對項目生命周期内的成本和發電量進行平準化計算得到的發電成本,即生命周期内的成本現值/生命周期内發電量現值。
根據 IRENA 數據,從 2010 年至 2021 年,光伏發電的平準化度電成本由 0.417 美元/千瓦時下降至 0.048 美元/千瓦時,降幅達 88.49%。
容量因子為電廠平均發電量與額定發電量的比值,電廠滿負荷運轉時容量因子接近 1,停機維修時容量因子為 0,較高的容量因子可攤薄固定成本。從 2010 年至 2021 年,光伏發電容量因子由 13.8%提升至 17.2%,增幅達 24.64%。
綜上所述,由于裝機成 本的壓縮,度電成本的優化,以及容量因子的提高,光伏發電的整體成本大幅降低,目前光伏發電成為低碳發電方式中最具性價比的選擇之一,推廣普及因此受益。
光伏行業高景氣度延續,預計 2022 年全球新增裝機量在 200GW 以上。
由于光伏發電具備安裝成本及平準化度電成本優勢,在碳中和背景下光伏新增裝機量有望持續提升。
我們選取六家權威機構給出的預測值做加權處理,保守情況下預計 2022 年全球新增光伏裝機量為 202GW,樂觀情況下有望達到 236GW。
其中 CPIA 于 2022 年 7 月根據 2022 年 1-6 月裝機完成情況對預測值進行了調整,具有更高的時效性,因此後文我們根據 CPIA 的預測數據進行測算。
根據 CPIA 數據:2022 年全球光伏新增裝機量保守預計為 205GW,并将在 2030 年達到 315GW;樂觀預計 2022 年為 250GW,并将在 2030 年達到 366GW。
在國内,保守估計 2022 年中國光伏新增裝機量為 85GW,并将在 2030 年達到 105GW;樂觀估計 2022 年為 100GW,并将在 2030 年達到 128GW。
2.3、全球新增光伏裝機量快速增長,帶動 EVA 光伏料需求持續向上
光伏景氣度延續驅動上遊光伏級 EVA 市場需求穩步增長,我們預計 2022 年全球 EVA 光伏料需求量為 115.28-140.59 萬噸。
根據上海天洋公告,平均 1GW 新增光伏裝機量所需要的光伏封裝膠膜面積為 1,000-1,300 萬平方米,我們取均值 1,150 萬平方米。根據海優新材招股書,一平方米光伏膠膜的平均重量約為 500g。
根據 CPIA 預測的 EVA 膠膜、POE 膠膜、共擠型 POE 膠膜的滲透率以及 2022 年全球光伏新增裝機量,按照容配比 1.2 計,2022年全球 EVA 光伏料需求量約為 117.40-143.18 萬噸。
3、 供給端:2025 年之前我國 EVA 光伏料新增産能釋放有限,市場結構或将維持供需緊平衡
3.1、 目前我國 EVA 光伏料産能占比較低,且新增産能釋放緩慢
目前我國 EVA 總産能為 192.2 萬噸/年,預計 2022 年光伏級 EVA 産能為 98.4 萬噸/年。國内 EVA 産能合計 192.2 萬噸/年,主要包含電纜料、發泡料、光伏料。由 于工藝路線的差異以及各家公司的産品定位,各家産商對于三種 EVA 産品的産能分 配不同。
截至目前,北京東方石油化工、燕山石化裝置共 24 萬噸/年産能不具備 EVA 光伏料生産能力;斯爾邦石化的 20 萬噸巴塞爾管式裝置、浙江石化 30 萬噸巴塞爾 管式裝置均規劃為 100%生産光伏料。
除以上四套裝置規劃明确,其他廠商的 EVA 産能均可在電纜料、發泡料和電纜料間做分配調整:除中化泉州具備 100%生産光伏料的能力外,其他廠商可能難以實現 100%産出光伏料,原因有兩點:
(1)EVA 光伏料産能利用率較低:EVA 光伏料為高 VA 含量産品,粘度較高,裝置易結垢、堵塞,因此需要進行頻繁的裝置清洗和檢修,影響裝置開車時長,導緻裝置産能利用率降低。
2)EVA 生産商亦需一定程度上滿足電纜料、發泡料客戶的采購需求。綜合以上因素,我們預計 2022 年國内光伏級 EVA 産能約為 98.4 萬噸,占國内 192.2 萬噸/年 EVA 總産能的 51.20%。
EVA 光伏料新建産能釋放節奏較為緩慢。
由于我國 EVA 廠商生産工藝均為海外專利商提供,如利安德巴塞爾、埃克森美孚等,裝置訂購和項目建設周期較長。
裝置建設完成,投料開車之後仍需要進行“LDPE-低 VA 含量的 EVA 産品-高 VA 含量的 EVA 産品”的爬坡和過渡階段,需要額外的調試時間,因此産能釋放節奏較為緩慢,預計截至2025年,我國 EVA 光伏料産能增量釋放有限。
2022年海外僅有韓國樂天化學 30 萬噸/年裝置投産,我們預計2022-2024年國内新增産能釋放節奏如下:
2022年:中科煉化 10 萬噸/年裝置于 3 月投産并産出 EVA 産品;新疆天利高新 20 萬噸/年裝置已經于 6 月 30 日中交,預計于2022年 Q4 投産。
2023年:古雷石化 30 萬噸/年裝置預計于2022年 12 月投産,可能于2023年 Q1 貢獻産能;寶豐能源 25 萬噸/年裝置預計最快于2023年 Q1 投産。
2024年:斯爾邦石化共規劃 70 萬噸/年 EVA 産能,包括三套 20 萬噸/年裝置和一套 10 萬噸/年裝置,其中一套 20 萬噸/年裝置計劃于2024年投産。
3.2、2022-2023年我國光伏級 EVA 供需結構或将維持緊平衡
我們預計2022-2023年我國光伏級 EVA 市場結構将處于緊平衡狀态。
根據 CPIA 統計數據,2021年我國光伏組件産量約 182 GW,對應光伏膠膜需求量約 20.93 萬平 方米、光伏級 EVA 粒子需求量約 85.19 萬噸。
根據公司公告,2021年我國光伏級 EVA 産能約 52.9 萬噸/年,假設 2021 年我國光伏級 EVA 産能利用率為 95%、光伏級 EVA 進口量占 EVA 進口量的 40%,我們推算出 2021 年我國光伏級 EVA 供給量(國内産量加進口量)與需求量的差值僅為 7.42 萬噸,供需結構偏緊。
根據 CPIA 統計數據,2019-2021年我國光伏新增裝機量分别為 30.1 GW、48.0 GW、55.0 GW,而我國光伏組件産量分别為 98.6 GW、124.6 GW、182.0 GW,其中 光伏組件出口量約為 63.5 GW、78.7 GW、98.5 GW。
2019-2021年我國光伏組件産量中的出口占比分别為 64%、63%、54%,我國新增光伏裝機量與光伏組件的産量的比值分别為 31%、39%、30%。
我們做出如下假設:
(1)2022-2024年我國光伏新增裝機量分别為 92.5 GW、87.5 GW、92.5 GW。根據 CPIA 預測,我國2022-2024年新增光伏裝機量的樂觀預期分别為 100 GW、95 GW、100 GW;保守預期分别為 85 GW、80 GW、85 GW,我們取其均值。
(2)2022-2024年我國新增光伏裝機量與光伏組件産量的比值分别為 32%、27%、30%。2021年我國新增光伏裝機量與光伏組件的産量的比值為 30%,根據 CPIA 預測,2022年我國光伏裝機量增幅高于全球,因此将2022年我國光伏新增裝機量與光伏組件産量的比值上調至 32%;2023年我國光伏新增裝機量同比下滑,而全球光伏新增裝機量同比上升,因此将 2023 年我國光伏新增裝機量與光伏組件産量的比值下調至 27%;2024 年的比例與 2021 年持平。
(3)平均 1GW 新增光伏裝機量對光伏封裝膠膜的需求量為 1150 平方米,1 平方米光伏封裝膠膜的平均重量為500克。數據源于上海天洋公告及海優新材招股書。
(4)2022-2024年我國光伏膠膜中 EVA 的用量占比分别為 83.03%、83.33%、83.33%。EVA 膠膜、POE 膠膜、共擠型 POE 膠膜的市場滲透率假設來源于 CPIA 預測數據,具體測算方法見本報告表 4。
(5)2022-2024 年我國光伏級 EVA 的進口量維持在 40 萬噸。
綜上,我們測算出 2022-2024 年中國光伏級 EVA 的市場缺口(需求量-供給量)分别為 9.40 萬噸、2.48 萬噸、-22.45 萬噸,預計 2022-2023 年我國光伏級 EVA 樹脂供需結構将維持緊平衡狀态。
4、受益标的
東方盛虹:2021 年底,公司收購斯爾邦,斯爾邦當前擁有 EVA 樹脂産能 30 萬噸/年,另外規劃建設約 75 萬噸/年 EVA 産能(包括 60 萬噸光伏級 EVA 和 15 萬噸熱熔級 EVA),投産後公司 EVA 産能将突破百萬噸。
聯泓新科:公司是國内少數擁有光伏級 EVA 大批量生産能力的企業。2022 年 3 月份公司“EVA 裝置管式尾技術升級改造項目”建成投産後,公司 EVA 年産能達到 15 萬噸。同時,公司投建的 2 萬噸/年超高分子量聚乙烯和 9 萬噸/年醋酸乙烯聯合裝置項目預計于 2023 年上半年建成,投産後公司 EVA 原材料自制比例将提升。
榮盛石化:公司控股子公司浙江石化擁有 EVA 産能 30 萬噸/年,定位生産 EVA 光伏料,公司計劃進一步擴産 70 萬噸/年光伏級 EVA 産能。
5、風險提示
市場需求下滑、産品價格大幅下降、光伏新增裝機量不及預期。
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