双面爆发前夕,POE的国产化还有多久?
曾经假设过光伏行业的“缺芯”之痛,不是硅片、不是电池,是指封装材料。
作为封装材料中最熟悉的EVA胶膜,中国的福斯特、海优威、斯威克基本一统光伏,但他们生产EVA胶膜,却不生产EVA粒子。十年前的光伏级EVA粒子几乎都是进口,好在五年前光伏级EVA粒子的国产化已经开始,并很快量产、成熟。
然而,当光伏一只脚跨进平价时代,我们突然发现双面发电已经在成为平价标配主流的路上,而双面发电的封装材料选择,POE胶膜又几乎替代了EVA成为标配。此时,我们将不得不面对一个新的尴尬事实:我们没有国产化的POE粒子可用。
站在双面市场爆发的前夕,POE的国产化还有多久?
1. 什么是POE?
POE,聚烯烃弹性体,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。
POE具有优异的耐候性和耐化学药品性,以及较好的透明性和柔顺性,与聚烯烃相容性好,兼具有橡胶的高弹性和塑料易加工的优点,且获得弹性所需的成本更低、质量更轻、能耗更低、对环境更友好,还有着极低的结晶度,密度很低,分子量分布窄,玻璃催化温度低等特征。这些特征使得POE对无机填充物有着良好的包容性,并具有良好的回弹性和柔韧性等,被广泛用于PP改性、PE改性、EVA鞋材和软管、HDPE注塑增韧、接枝增韧剂等。在许多应用场合可代替传统的橡胶及塑料软制品,还是性能优越的聚丙烯增韧改性剂。
目前,POE已被广泛应用于汽车零部件、电线电缆、机械工具、家居用品、玩具、娱乐和运动用品、鞋底、密封件、热熔胶、光伏封装材料等领域。
2. POE的生产
目前全球 POE 产能已经超过 100 万吨,全球仅有六家企业能生产,40%以上的产能掌握在陶氏手中,拥有 45.5 万吨产能,生产 30 多种牌号的产品。TestPV曾发文☞☞如果陶氏断供光伏。
其次是三井化学和Exxon美孚。三井化学在2012年宣布组件全新的合资企业陶氏三井,因此,陶氏三井的POE粒子产能也可划归陶氏,2019年,很少参与市场宣传的陶氏三井参加第六届PPIC大会并介绍了其POE粒子的关键性能。Exxon美孚的POE粒子在光伏行业应用不多。
2014 年 SK 投产了 20 万吨的 POE 和 POP 装置。2018年在上海工博会曾有展台宣传其POE粒子在光伏行业的应用。
韩国 LG乐金化学也已掌握POE粒子生产技术并开始批量生产,在韩国丽水建有1.0万吨/年POE装置,商品名为LUCENE,包括乙烯-1-辛烯共聚物牌号、乙烯-1-丁烯共聚物牌号。Sabic(沙伯基础工业公司)由于在2007年收购了GE塑料,因而也拥有茂金属催化聚乙烯这一产品线,POE粒子的性能和成本同样有很强的竞争力。目前LG乐金化学和Sabic都在光伏领域有较高的期望。
3. POE粒子的国产化
由于国外对POE生产催化剂进行了专利保护,且对于POE及其重要原料高碳α烯烃(以C8及以上线性α烯烃)生产工艺技术进行严密封锁,限制转让,因此尽管中国POE粒子年需求量有25万吨左右,但几乎全部依赖于进口,主要用于汽车保险杠、仪表板、连接器等的材料改性,在光伏行业作为封装材料也是近几年刚刚开始有规模。
随着各行业对POE材料需求的增加,开发具有自主知识产权的POE生产相关工艺技术和催化剂已经迫在眉睫。《新材料关键技术产业化实施方案》中,采用齐聚生产工艺,可生产碳八及以上的高碳α烯烃,单套装置规模达到5万吨/年以上的高碳α烯烃关键技术产业化项目;以及由乙烯和α烯烃(主要是辛烯-1)通过茂金属催化剂与溶液法聚烯烃生产工艺相结合的工艺合成,单套装置规模达到万吨级/年的POE弹性体关键技术产业化项目列入其中。
2015年11月4日,中国化工学会在北京组织召开了浙江大学、中国石油化工股份有限公司北京化工研究院研发的“1000吨/年POE生产技术工艺设计包”科技成果鉴定会。浙江大学李伯耿教授领衔的研究团队取得的该成果通过科技成果鉴定。
此后,聚烯烃在2018年前后才刚刚开始从实验室进入生产阶段,离国产化、量产化还有很长一段路要走。
4. POE国产化与光伏降本
抛开POE粒子在其它工程领域的应用,仅仅从光伏产业来分析,随着双面组件的应用增加,POE胶膜的量也就随着双面双玻的产能扩张而增加了。
根据TestPV的分析,在光伏组件各类型胶膜中,2020年透明EVA胶膜约占60%,白色EVA胶膜分别占比在10-15%,而透明POE胶膜估计占25%左右。
透明EVA的价格在6-7元/平米,白色EVA胶膜约在8元/平米,而POE胶膜售价最高,约在10元 /平米左右。由于POE胶膜价格在组件降本压力面前显得尤其另类。根据TestPV的了解,目前已经有企业在开发二代POE胶膜,其核心就是用EVA与POE进行共挤,在结合二者优点的同时,更主要为了降本。
而通常认为,当某样产品只能依赖进口时,该产品的价格也是很难下降的。尽管POE粒子用于光伏行业利润并不高,但这并非供应商良心发现,更多的是因为有国产化EVA粒子和胶膜的价格压力。
而最近从中国到全球燃起的光伏投资热情,让光伏的降本不仅是为了平价上网,还要能和其它能源竞价上网。巨大的光伏应用市场空间已经被全球规划并打开,新一轮光伏组件降本的压力将再次降临到辅材制造商。
POE的国产化,任重而道远。
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