报告出品方:海通国际
以下为报告原文节选
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1. 氟化工行业:产品附加值高,应用广泛,高端品类进口依赖度大
1.1 氟化工行业产品性能优异,附加值高,被誉为黄金产业
产品性能优异,应用广泛,氟化工产业被称为黄金产业。根据中国农药工业协会公众号,氟化工产品具有耐化学品、耐高低温、耐老化、低摩擦、绝缘等优异的性能,已成为化工行业中发展最快、最具高新技术和最有前景的行业之一。根据上海劲孚化工科技有限公司公众号,氟化工产品主要包括含氟制冷剂、含氟高分子材料、含氟精细化学品,广泛应用于军工、制冷、航空航天、石油化工、电子信息、电力电器、汽车、医药和新能源与战略性新兴产业等工业领域和高新技术领域,是重要的化工新材料。
我国氟化工行业产业链完整。根据上海劲孚化工科技有限公司公众号,如今我国氟化工行业不断发展壮大,形成了包括氟烷烃、含氟聚合物、无机氟化物、含氟精细化学品、氟材料加工等在内的完整氟化工产业链。
氟化工产业链下游氟聚合物、精细化学品附加值高。根据化工人 club 公众号,从附加值来看,随氟化工产品加工深度增加,产品的附加值和利润率成几何级数增长。根据中国氟硅有机材料工业协会公众号,由基础原材料萤石加工氢氟酸、氟氯烃、氟单体、氟聚合物、氟共聚物,最终产品为含氟精细化学品,和原材料萤石相比,产值增加 500-5000倍。
1.2 我国氟化工总产值已超过 1000 亿元,高端品类产品进口依赖度高
我国氟化工总产值已超过 1000 亿元。根据思瀚产业研究院公众号援引的有关中国氟化工行业“十四五”发展规划的内容,我国各类氟化工产品总产能超过 640 万吨,总产量超过 450 万吨,总产值超过 1000 亿元,已成为全球最大的氟化工生产和消费国。
中国氟化工行业 2026 年市场规模有望突破 1300 亿元。根据前瞻产业研究院公众号,考虑到氟化工下游新能源汽车电池行业对于六氟磷酸锂电解液材料的需求大幅提升,且含氟制冷剂的进出口总额有所上升,且行业处于成长初期,故自 2021 年起未来几年中国氟化工行业发展较好,因此假设氟化工行业市场规模年均复合增长率为 15%。2021-2026年中国氟化工行业市场规模逐年上升,2026 年中国氟化工行业的市场规模将超过 1300亿元。
高端品类氟化工产品技术壁垒高,进口依赖度强。根据思瀚产业研究院公众号,虽然部分氟化工产品已突破技术垄断并形成规模优势和成本竞争优势,但发达国家领先企业进入氟化工行业时间早,拥有先发竞争优势,科慕、大金、霍尼韦尔发达国家相关企业依然保持在高端氟材料、低 GWP 的 ODS 替代品、高端氟精细化学品,特别是功能制剂等终端领域的垄断或优势地位。根据上海劲孚化工科技有限公司公众号,氟聚合物行业壁垒高,国内氟聚合物生产起步相对较晚,生产工艺及生产规模与国外仍有差距。
根据《含氟聚合物技术与市场需求分析》(王学军),由全球氟聚物厂商营业收入情况可见市场份额与相应收入情况并不一致。在氟聚物方面,科慕、索尔维和大金占据前三甲。而东岳集团虽然在市场份额方面与科慕相当,但在收入方面与却有较大差距。
表明在高端、高技术附加值氟聚物方面,两者具有结构上的区别。我们认为,高端品类氟化工产品国产化市场空间大。
2 含氟聚合物:性能优异,下游深入新能源等新兴领域
2.1 含氟聚合物性能优异
氟聚合物具有独特的性能优势。根据上海劲孚化工科技有限公司公众号,含氟聚合物材料是含氟原子的单体通过均聚或共聚反应而得,由于 C-F 键短、键能高,含氟高分子材料相较于一般聚合物产品拥有独特的性能优势。氟元素作为电负性最强的一种元素,首先含氟聚合物中键能很高的氟碳键赋予了聚合物主链骨架的稳定性,对应含氟聚合物普遍拥有的耐候性;其次由于氟原子自身原子半径小,使其拥有一些特别的表面性质,如不粘性,低摩擦性,防水及防腐蚀性等;另外氟原子自身较低的极化率使其拥有优良的电学及光学性质,如高绝缘性、低介电常数以及高透光性。
2.2 含氟聚合物产业下游深入新能源、电子信息等战略新兴领域
含氟聚合物在高端新兴领域不断拓展。根据《全球氟材料发展现状及趋势》(赵立群),氟化工是我国具有特色资源的优势产业,目前的产业水平在国际上已经具有较高的地位,在部分尖端氟化工产品领域正在取得重大突破。氟化工产品不仅用于高端装备制造业、新能源、电子信息等战略新兴产业,而且在改造提升传统产业方面发挥着重要作用。
氟聚合物市场按类型、最终用途进行细分。在终端使用的基础上,市场已进一步细分为化工加工、汽车运输、电子电气、建筑、工业设备、医疗、家具等。根据《含氟聚合物技术与市场需求分析》(王学军),从终端消费市场来看,2017 年工业加工、电子电气、汽车航天占比较大,分别为 28%、23%、21%。从产品市占率情况来看,根据劲孚化工科技有限公司公众号,从国内市场结构来看,2021 年 PTFE 为含氟聚合物各品类中最大市场,市占率达到 56%,其次是 PVDF,市占率为 24%。
3 六氟丙烯(HFP):重要中间体,下游应用广泛,环保压力大
3.1 六氟丙烯是重要中间体,国内产能总量达 12.06 万吨/年
六氟丙烯(HFP)是有机氟工业中相当重要的全氟中间体。根据华经产业研究院公众号,HFP 主要用于生产氟橡胶、氟塑料等含氟材料和含氟精细化学品。
根据永和股份 2022 年年报,TFE 和 RC318(在 TFE 热解时产生的副产物,约占热解气的质量分数 15-20%,回收使用)经计量后按规定的配比进行混合后进入热解炉。在规定的温度下发生热解反应。热解气经急冷器冷却后进入沉降塔、除自聚物塔及陶瓷过滤器进行洗涤、沉降、过滤。净化后裂解气经过压缩进入精馏系统,提纯出产品 HFP。
根据华经产业研究院公众号,HFP 上游原料是八氟环丁烷和四氟乙烯,而四氟乙烯可以由 R22 合成。作为一种重要的中间体原料,HFP 可制备多种含氟精细化工产品,还是合成含氟高分子材料的单体之一,下游产品包括六氟环氧丙烷(HFPO)、氟橡胶(FKM)、七氟丙烷、聚全氟乙丙烯(FEP)等等,可用在离子交换膜、灭火剂、半导体等多个不同领域。
根据百川盈孚数据,2022 年 6 月 1 日至 2023 年 6 月 19 日华东地区六氟丙烯平均价格为 4.85 万元/吨,价格区间为 3.75 万元/吨至 7.50 万元/吨。
根据百川盈孚数据,截至 2023 年 9 月 22 日,国内六氟丙烯产能总量达 12.06 万吨/年。内蒙永和已有产能最大,达 3.5 万吨/年。
3.2 六氟丙烯下游应用广泛,2017-2021 年需求年复合增长率达 10.67%
HFP 下游应用广泛。根据巨化股份公众号,六氟丙烯作为三大氟单体之一,可以用来制备多种含氟精细化工产品,医药中间体、灭火剂等,还可以作为制备氟磺酸离子交换膜、氟碳油和全氟环氧丙烷等的原料。
受益于下游市场发展,我国六氟丙烯市场需求量呈现持续增长态势,年复合增长率10.67%。根据新思界产业研究中心公众号,2017-2021 年六氟丙烯市场需求量从 3.8 万吨增长至 5.7 万吨左右,年复合增长率达 10.67%。具体来看,近年来我国 FEP 市场发展迅速,2013-2021 年产量年均复合增长率达到 20.0%以上。六氟丙烯是 FEP 的生产原料,其质量占比 18.3%左右,随着 FEP 产量扩大,六氟丙烯应用需求将持续上涨。除生产含氟精细化工产品外,六氟丙烯在医药中间体、灭火剂、锂电池等领域也有广泛应用。根据华经产业研究院公众号,作为氟化工发展的三大基本原料之一,HFP 的需求不断增加。
3.3 六氟丙烯生产工艺易产生毒性副产物,环保压力大,技术壁垒高
六氟丙烯生产工艺存在较大环保压力,且易产生危险气体。根据中国化学品安全协会援引氟化工公众号的内容,生产六氟丙烯时,生产装置内分布着较多有毒物质,尤其是自裂解反应器内产生的裂解气体,包括了超过 30 种的有毒物质,如含氟烯烃以及全氟异丁烯等。这些气体会对人体健康产生重大影响。根据新思界产业研究中心公众号,国外六氟丙烯市场起步早,其中美国杜邦公司率先开发由四氟乙烯热解工艺,但该工艺存在杂质多、转化率不高、反应复杂、副产物毒性大等问题,未来随着环保监管日益严格、产业结构升级,六氟丙烯生产工艺有待进一步优化。
4 聚全氟乙丙烯(FEP):性能优异,国内产能和需求扩张,但高端领域仍依赖进口
4.1 FEP 是 PTFE 改性材料,性能优异
根据中国化信咨询公众号,聚全氟乙丙烯(FEP)俗称 F46,是四氟乙烯(TFE)与六氟丙烯(HFP)的共聚物,是聚四氟乙烯(PTFE)的改性材料。是具有优良耐候性、耐磨性以及耐腐蚀性的软性塑料,有热塑性塑料良好的加工性能,被大量应用在电线电缆领域中。
根据永和股份 2022 年年报,聚全氟乙丙烯广泛应用于电气、电子、化工、航空、机械、医疗器械、宇航等尖端科学技术和国防工业等部门,适用于氟塑料各个应用领域,并可用于制作难于加工、形状复杂的制品。
根据永和股份 2022 年年报,FEP 装置生产方式为间歇式生产,TFE、HFP 按照比例加入至配料槽,再压入聚合釜中,同时在聚合釜中加入无离子水及引发剂、乳化剂等助剂后,在一定温度和压力下聚合 FEP 乳液,乳液经破乳洗涤后凝聚成 FEP 粉末,粉末进行烘干或烧结后经破损、挤出、分拣即为成品聚全氟乙丙烯(FEP)。
根据中国化信咨询公众号援引 CNCIC,FEP 上游由 HFP 与 TFE 聚合而成,下游应用于石油化工、电子电器、半导体、医药等各领域。
根据百川盈孚数据,2022 年 5 月 5 日至 2023 年 5 月 6 日浙江巨化聚全氟乙丙烯日度出厂价平均价格为 9.67 万元/吨,价格区间 9.50 万元/吨至 9.80 万元/吨。
4.2 国内 FEP 产能结构性过剩,在军工、信息产业仍依赖进口
中国 FEP 产能扩大,供应能力增长。根据新思界产业研究中心公众号,中国的聚全氟乙丙烯共聚物(FEP)生产企业主要有华夏神舟、东岳集团、上海三爱富、浙江巨化、金华永和、德宜新材料等。2021-2022 年,部分氟化工企业加大对于全氟乙丙烯共聚物(FEP)的投资力度,扩大产能。随着新项目的逐渐开工,中国聚全氟乙丙烯共聚物(FEP)的供应能力将会进一步增长。
FEP 结构性产能过剩,中国化信咨询预计到 2025 年我国 FEP 产能可达 5.3 万吨/年。
根据中国化信咨询公众号,永和股份首次公开发行股票招股说明书,桓台县人民政府政府信息公开网站,东岳集团官网,2016-2021 年间,山东东岳、浙江永和等几家本土公司相继扩产扩建。2016-2021 年 FEP 总产能从 19000 吨/年增加到 32000 吨/年;总产量从 16500 吨增加到 23000 吨,产量年复合增长率约 7%。由于近年我国 FEP 产能扩张过快,而消费需求总体增长率相对较低,开工率从 2016 年的 87%下降到 2021 年的 72%,呈现出供大于求的态势。目前中国约有 10-15 家 FEP 生产企业,前三大企业山东东岳以及浙江永和等,总产能为 16800 吨/年,约占据全国总产能的 53%;预计到 2025 年,仍有 21000 吨/年新增产能,届时我国 FEP 产能可达 53000 吨/年。
国内高端 FEP 生产仍有不足,在军工、信息产业等仍依赖进口。进出口方面,2021年我国进口 FEP 约 800 吨,出口 2300 吨,自给率高达 107%。2015 年后中国生产能力迅速增长,自给率开始迅速上升,进口数量逐渐减少。但我国生产企业在高端 FEP 聚合物分子链段改性设计以及高纯度 FEP 高分子材料生产方面仍有不足,某些特定应用领域如军工、信息产业所用高端线缆的 FEP 仍需依赖进口。目前主要进口厂商有大金Daikin、科慕 Chemours、3M,其中大金的产品性价比较高,进口占比可达 50%以上。
4.3 电线电缆占 FEP 下游消费 68%,中国化信咨询预计到 2025 年总消费量年均复合增长 8%
电线电缆占 FEP 下游消费最大比例,需求增长。根据永和股份首次公开发行股票招股说明书援引《中国氟化工发展白皮书(2020)》,2019 年电线电缆占 FEP 消费的最大部分,占比 68%,其次是涂料工业,最后是石油石化。由于氟聚合物材料的耐高温和无烟特性,FEP 电线电缆将在高层建筑和历史建筑等领域取代传统的 PVC 和 PE 电线电缆并实现快速增长。中国化信咨询预计到 2025 年,电线电缆行业在 FEP 下游应用占比或增长到 69%,总体消费量达到 29000 吨,年均复合增长率 8%。
5 可溶性聚四氟乙烯(PFA):综合性能优异,国产化替代空间大
5.1 PFA 性能优异,但生产工艺复杂,国内产能较少,约仅 0.75 万吨/年
根据永和股份 2022 年年报,PFA 是四氟乙烯、全氟烷氧基乙烯基醚共聚物。保存了聚四氟乙烯优异的综合性能,同时还可采用普通热塑性塑料的成型方法加工。广泛用于制作耐腐蚀件,减磨耐磨件、密封件、绝缘件、医疗器械零件、高温电线、电缆绝缘层,防腐设备、密封材料、泵阀衬套,和化学容器内衬等。
PFA 综合性能优异,保留 PTFE 和 FEP 的多项优秀性质。根据华经产业研究院公众号,PFA 保持了 PTFE 诸多优点,且有 FEP 同样的热熔流动性和用途,而 PFA 的耐热性、耐应力和开裂性更优于 FEP,特别在高温下的强度高于 PTFE。与 PTFE 相比,PFA 最大的优点是可熔融加工,即可采用常规的热塑性树脂加工方法加工。
PFA 生产工艺复杂,可大致分为 PPVE 制备工艺、聚合工艺以及后处理工艺三大工艺。根据华经产业研究院公众号,具体来看:1)PPVE 生产工艺复杂,是 PFA 生产中的主要技术壁垒。六氟丙烯(HFP)氧化得六氟环氧丙烷(HFPO),HFPO 在催化剂作用下异构化成中间体全氟丙酰氟,全氟丙酰氟再与 HFPO 加成即得全氟烷氧基酰氟,之后再与 K2SO4 或 Na2CO3 一起在 250~300℃进行脱羧反应即得 PPVE。2)聚合工艺。PFA 可通过 TFE 和 PPVE 的自由基聚合反应得到,高压釜内加原料、水、分散剂、引发剂等进行共聚,经分离后可得粗 PFA 细粉。3)后处理工艺。PFA 在聚合过程中会因引发剂产生热不稳定端基,影响产品质量,需采用湿热处理以及元素氟氟化将不稳定端基转化成稳定的全氟基团。
国内 PFA 产能目前较少。根据华经产业研究院公众号,我国目前 PFA 的生产企业较少,且普遍规模较小,研发以及量产能力有限,国内 PFA 厂商产能较低,且生产工艺不成熟,产品多应用在中低端领域,高端 PFA 主要依赖进口。国内厂商仅有东岳集团、巨化股份、永和股份和昊华科技已有少量产能。
根据普拉司网数据,2023 年 6 月至 2023 年 7 月 PFA(美国科慕 340X)价格维持在约 43.64 万元/吨的水平。
5.2 PFA 大量应用于半导体工业,恒州诚思 YH 预计 2021-2028 年全球营收复合增长率 3.34%
近年来 PFA 大量应用于半导体工业。根据华经产业研究院公众号,由于 PFA 材质的洁净等级(金属离子溶出和杂质颗粒溶出量很小)会比 PTFE 高,所以近些年来 PFA 在半导体工业中大量应用,主要用于处理超大规模集成电路硅片用的容器、提篮、管路、阀门等,要求 PFA 树脂纯度高,适合电子级试剂(如超纯氢氟酸)贮放用途。从全球 PFA消费结构看,化工、石油与天然气工业、电绝缘材料是 PFA 前三大应用领域。
PFA 市场需求增长,恒州诚思 YH 预计 2021-2028 年复合增长率 3.34%。从全球 PFA行业市场规模来看,随着电子电气设备、精密设备、半导体用特种气体等领域的快速发展,PFA 市场需求快速攀升,市场规模不断扩大。根据恒州诚思 YH 公众号,2021年,全球可熔性聚四氟乙烯(PFA)市场规模达到了 361.72 百万美元,预计 2028 年将达到 455.37 百万美元,2021-2028 年复合增长率(CAGR)为 3.34%。
5.3 海外企业垄断 PFA 高端市场,市占率 89%
PFA 需求端依赖进口,海外企业垄断高端市场,市占率 89%。根据华经产业研究院公众号,近几年,PFA 产能出现了明显增长,截至 2022 年 11 月,全球 PFA 产能约 1 万吨,产量约 7000-8000 吨,国内外产能各占 50%。目前国内 PFA 产能利用率低,以低端料为主,需求端依赖进口。
目前 PFA 高端树脂市场主要由国外产品垄断,销售价格昂贵,性能优异,成长性和国产替代空间大。PFA 海外供应商主要是科慕(杜邦全资子公司),索尔维,大金,3M,AGC 等海外企业 PFA 市场份额合计 89%,形成寡头竞争格局。
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