摘要:含氟化学品具有稳定性高、耐高低温、耐老化、低摩擦、绝缘等优异的性能,广泛应用于家电、汽车、轨道交通、航空航天、电子信息、新能源、农药染料和医药等领域。氟化工以萤石矿为上游原料,经氢氟酸等中间产品后,下游主要包括无机氟化物、含氟制冷剂、含氟聚合物和含氟精细化学品
文_中国工商银行投资银行部 陈晨
含氟化学品具有稳定性高、耐高低温、耐老化、低摩擦、绝缘等优异的性能,广泛应用于家电、汽车、轨道交通、航空航天、电子信息、新能源、农药染料和医药等领域。氟化工以萤石矿为上游原料,经氢氟酸等中间产品后,下游主要包括无机氟化物、含氟制冷剂、含氟聚合物和含氟精细化学品等四大领域。目前我国各类氟化工产品的总产能超过640万吨,总产量超过450万吨,总产值超过1000亿元。我国已成为氟化工产品生产和消费大国,氟化氢产能全球占比66%,含氟制冷剂(氟碳化学品)占世界产能70%,四大含氟聚合物总产能约占全球60%。
萤石矿:我国具有资源优势,但开采格局分散
氟化工的基础资源是萤石,我国是世界萤石资源大国,具备发展氟化工的资源优势。《全国矿产资源规划(2016—2020年)》将萤石列入我国“战略性矿产目录”。全球萤石资源分布较为集中,中国、墨西哥、蒙古和南非等地萤石储量列世界前四,约占全球75%。2023年,中国萤石资源储量占全球约24%,产量占比约为65%,在全球萤石行业中占据重要地位。
我国萤石资源储采比低、开采格局分散。中国萤石资源储采比仅为11.75,远低于全球平均储采比31.82,但同时也面临过度开发现状。我国单一型矿山普遍开采规模偏小,小型矿山占比90%。小型矿山为主的开采现状导致我国萤石生产企业普遍规模较小,行业集中度低。2023年CR10产能占比仅为21%。
萤石资源稀缺性将逐步凸显。2010年国务院发布《关于采取综合措施对耐火黏土萤石的开采和生产进行控制的通知》,严格控制新增产能,提高行业准入门槛,提高资源税税率。2016年国土资源部印发《全国矿产资源规划(2016—2020年)》鼓励萤石等矿产规模化开发、绿色开发以及上下游产业结合发展。2022年工信部等六部门印发《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》,保护性开采萤石资源,鼓励开发利用伴生氟资源。政府对萤石的相关政策持续加码,萤石开采的门槛不断提高。未来随着我国氟化工产业的进一步发展、萤石资源保护力度的加大,上游萤石资源的稀缺性或将逐渐凸显。
氟碳化学品:我国主导全球二、三代制冷剂供应
1.四代制冷剂逐步演变
氟碳化学品经多次升级,目前共四代品种,广泛应用于大规模商业化的制冷剂、发泡剂、气雾剂等领域。其中,制冷剂是最为主要的应用场景,占据除原料用途以外超过80%的需求。第一代制冷剂为氯氟烃类(CFCs)物质,臭氧消耗潜值(ODP)高,对臭氧层破坏较大,在全球范围均已淘汰。第二代制冷剂是氢氯氟烃类(HCFCs)物质,对臭氧层的破坏相对第一代制冷剂更低,但长期看仍对臭氧层有破坏;第二代制冷剂在发达国家基本淘汰,发展中国家也已经开始消减使用。第三代制冷剂为氢氟烃类(HFCs)物质,对臭氧层无破坏,但全球变暖潜能值(GWP)大,大量使用会引起全球气候变暖;三代制冷剂目前在全世界范围仍获得广泛应用,用量消减在发达国家刚刚起步。第四代制冷剂是氢氟烯烃类(HFOs)物质,ODP为零、GWP低,且大气停留时间短,是理想中的制冷剂;但存在价格高、专利壁垒等问题,目前仅在部分发达国家使用。
据中国氟硅有机材料工业协会数据,近几年全球含氟制冷剂的用量接近100万吨,终端应用领域主要涉及空调、冰箱、汽车等。而这三大行业中国都是全球第一大产销国,因此自然也是全球最大的制冷剂需求国。2023年我国成规模的主流制冷剂的表观消费量之和在50万吨—60万吨之间,占全球总需求的六成。
2.第我国二代制冷剂步入淘汰尾声,第三代制冷剂配额管控开启
我国第二代制冷剂配额消减提速,步入淘汰尾声。我国于1991年加入《蒙特利尔议定书》,积极参与ODS(消耗臭氧层物质)淘汰,并于2013年开始进入消减配额履约周期。2013年我国第二代制冷剂生产配额基线值为42.64万吨,经多次压降后,2025年削减至16.36万吨。其中,R22、R142b和 R141b的生产配额分别为14.91、0.34、0.92万吨,R22在第二代制冷剂中占据绝对份额。R22行业集中度较高,CR3生产配额占比约76%。
我国第三代制冷剂配额管控开启,景气度有望提升。2021年,中国宣布接受《基加利修正案》,着手加强HFCs等非二氧化碳温室气体管控。2020—2022年为三代制冷剂配额竞争期,头部企业通过大幅扩产争取更大配额,市场呈供应过剩局面,行业景气度低迷。2024年是我国第三代制冷剂配额元年,相关配额政策落地。2025年我国第三代制冷剂生产配额合计79.19万吨,主要品种包括R32为28.03万吨,R125为16.73万吨,R134a为20.83万吨,合计占总生产配额的83%。第三代制冷剂行业集中度同样较高,R32、R125、R134a的CR3占比分别为78%、74%和87%。配额的正式下发带来供应面临缩减,第三代制冷剂逐步转向供应偏紧格局,行业景气度有望回升。
含氟聚合物:国内供给快速提升,部分高端品种需要进口
含氟聚合物通常拥有优异的耐化学性、热稳定性以及介电性能,并具有不粘性、自润滑性、低摩擦系数等特点,既是全球氟化工的创新高地,也是我国化工新材料的重点方向。含氟聚合物一般以R22或R142b为原料生产,原料用途的R22和R142b不受配额管控。
1.PTFE:国内产品品级提升,进出口价差明显收窄
PTFE(聚四氟乙烯)是当今世界上耐腐蚀性能较佳的材料之一,我国开发生产起步于1995年。随着国内在中低端PTFE的生产技术上取得突破,以及发达国家PTFE产能向高端化、特种化转型,我国PTFE产能逐年提升,由2014年的10.11万吨增长至2024年的19.92万吨,产能全球占比超过67%;产量也在同期由6.29万吨增长至11.87万吨。国内PTFE面临产能结构失衡,产品以通用注塑料为主,产能利用率整体偏低(55%—65%);高端改性料、薄膜、纤维等仍需要进口。每年我国出口3万吨以上PTFE,同时进口量约为7000—9000吨。近年来我国进出口PTFE的产品价差明显收窄,一定程度上说明我国出口产品和进口产品在品级上的差异逐渐缩小。国内PTFE行业产能主要集中于头部公司,CR3约为55%。
2.PVDF:锂电需求快速提升
PVDF(聚偏氟乙烯)具备良好的耐腐蚀性、耐高温性、耐候性和耐辐射性,过去主要用于建筑外墙保护涂料。近年来随着锂电池产业的快速发展,PVDF作为锂电池正负极浆料体系的黏结剂、分散剂,以及锂电池隔膜涂层,其在锂电池产业的应用规模快速提升,锂电领域PVDF的应用占比从2020年的18.8%提升到2023年的48.0%。2021年起,受下游锂电、光伏等需求快速增长的驱动,PVDF及其原料R142b供应十分紧张、供需严重错配,产品价格均大幅上涨。国内PVDF产能自2022年起大幅增长、2023年继续释放,截至2023年底较2020年增长超两倍。产能的快速释放带来PVDF产业链价格与利润的回落。当前,国内PVDF供应格局仍相对分散,CR5产能占比合计达到46%。2025年以来PVDF产能仍在持续释放中,国内产能利用率低,供过于求的现状没有改善。
含氟精细化学品:电子产业拉动新需求
含氟精细化学品具有产品种类多、产量小、产品质量要求高、技术密集等特点,附加值较高。按终端应用分类,含氟精细化学品可大致划分为含氟药物中间体、电子化学品(六氟磷酸锂、含氟电子特气、氟化液、含氟液晶材料)、特种氟单体等。本部分仅对六氟磷酸锂、含氟电子特气等近年来受益于锂电池、电子信息产业快速发展展现出较高成长性的细分产品进行探讨。
1.六氟磷酸锂:需关注替代电解质影响
六氟磷酸锂是目前商业化应用最广泛的锂电池电解质,电解液中六氟磷酸锂的占比约为12%—15%。新能源汽车和储能行业的快速发展,拉动六氟磷酸锂需求高速成长。2024年,中国锂离子电池电解液出货量为152.7万吨,同比增长34.2%,且中国电解液出货量的全球占比继续提升90%以上;六氟磷酸锂的表观消费量也达到16.91万吨,相较2021年增长3倍以上。2021年起,短期的供需错配带来六氟磷酸锂价格暴涨;2023年后,随着供给能力的不断释放,国内六氟磷酸锂价格持续下降。
六氟磷酸锂的生产工艺难度较大,进入壁垒高,新增产能来自于技术成熟、产品质量有保障、客户稳定的龙头企业。国内六氟磷酸锂三大厂商2023年累计出货量占市场总量的64%,2024年出货量已经超过80%,行业竞争格局日益清晰。六氟磷酸锂可能受到双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)电解质的潜在替代影响。LiFSI具有高导电率、高化学稳定性、高热稳定性的优点,以LiFSI为锂盐的电解液更能满足未来电池对高能量密度以及宽工作温度的发展需求。但由于LiFSI成本较高,产业中主要将其作为添加剂添加到电解液中。当前众多市场主体布局LiFSI,随着LiFSI成本下降、渗透率提升,可能会对锂电池电解质供应格局产生潜在影响。
2.含氟电子特气:进口替代仍是行业主线
电子特种气体是大规模集成电路、平面显示器件、化合物半导体器件、太阳能电池、光纤等电子工业生产中不可或缺的基础和支撑性材料之一。较高的行业壁垒使得全球电子特种气体市场主要由发达国家的龙头企业所垄断。国内电子特气产业起步较晚,在技术上与国外企业存在一定差距,2020年时国产化率不足15%。
应用于半导体产业的各个环节的特种气体有110余种,常用的有20—30种。市场规模前三的产品均为含氟电子特气,在电子工业制造过程中提高产品的纯度和品质方面发挥着重要作用。2022年以来,我国含氟电子特气的自主供应能力显著提升,用量最大的三氟化氮、六氟化钨、六氟丁二烯等含氟电子特气在国内已有多家企业陆续供货。QYResearch(恒州博智)数据显示,全球范围内含氟电子特气全球前十强厂商占约68%的市场份额。
展望
2024年,氟化工行业在政策驱动、供需格局优化及下游需求“冷热”不均的共同作用下,业绩呈现显著分化。在配额管控政策和下游需求扩容的双重利好推动下,制冷剂业务景气持续回升。在供强需弱、竞争激烈影响下,含氟精细化学品、氟化盐、含氟高分子材料业务价格承压。虽然2024年氟化工“非冷”领域面临产能释放、成本优化等问题,但从长远来看,含氟高分子材料、含氟精细化学品等高端产品领域仍具有较大的发展潜力。
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来源:新浪财经