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光伏发电作为最具竞争力的新能源形式之一，未来仍有望高速扩张，根据CPIA 数据，2021 年全球装机容量达到 170GW，预计 2022 年-2025 年装机容量分别达到 218GW/248GW/273GW/300GW，对应的胶膜粒子每年的需求增量分别达到 26 万吨/18 万吨/14 万吨/15 万吨。经过过去几年的行业洗牌，全球胶膜产能几乎全部集中在中国，而 EVA 与 POE 作为核心封装材料，我国仍高度依赖进口，2021 年中国 EVA 进口依存度仍超过 50%，POE 更是被海外厂商垄断，全部依赖进口，下游需求的高速扩张与国产率低都为 EVA与 POE 材料的发展带来广阔的市场空间。从 2021 年至今，国内已有中化泉州、扬子石化、延长榆林、浙石化、中科炼化 5 套 EVA 装置投产，但光伏料工艺复杂，从装置投产到稳定产出光伏料仍需要较长时间的工艺探索与技术积累，这 5 套装置中，当前仅少部分装置有光伏料产出，除此之外，2022 年联泓新科计划扩能 3 万吨、新疆天利四季度投产带来的光伏料增量有限，因此 2021-2022 年，不考虑技改，国内光伏料实质性大的增量以浙石化为主，在光伏装机增速仍较快的背景下，2022 年，光伏料供应瓶颈预计难以有效缓解。EVA 大量投产导致乙烯法醋酸乙烯需求大幅增加，且在过去 5 年，VA 一直处于去产能状态，因此预计 2022 年，VA 仍将处于高景气区间。POE 是由乙烯与α-烯烃（1-丁烯、1-己烯或 1-辛烯）无规共聚得到的弹性体，由于其优异的材料性能及抗 PID 性能在共混改性、光伏胶膜领域有着广泛的应用，但其技术壁垒高，在聚合工艺、茂金属催化剂、α-烯烃的获取方面均有较大难度，当前国内仍无工业化生产装置，高价及全部依赖进口又限制了 POE 的大规模应用。就光伏胶膜而言，随着电池 N 型化、双玻组件占比提高等趋势，CPIA 预计，POE胶膜及兼具EVA良好的加工性能与POE良好的抗PID性能的共挤型EPE胶膜在胶膜中的比例将从 2021 年的 23%提高到 2025 年的 31%，据此测算2025 年光伏领域国内 POE 粒子的需求将达到 29 万吨当前国内企业开始致力于 POE 国产化，其中万华化学进展最快，已完成中试试验，茂名石化、斯尔邦、卫星石化、惠生工程都提出规划 POE 或已处于中试阶段，后续随着国产化取得突破，POE 在材料替代领域及光伏领域有着巨大的发挥空间。风险提示：1、光伏装机增速不及预期；2、EVA 光伏料新产能投放速度加快；3、POE 国产化进展不及预期；4、部分数据测算具有一定主观性，仅供参考。![]()
1.1. 中国光伏产业实力强劲，但胶膜原料自给率低中国光伏产业起步早，发展程度高，在产业链多个环节均有较高的产能比重，现已成为全球光伏产业发展的推动者和引领者，尤其是光伏胶膜行业在经历行业洗牌后，国外企业已基本退出市场，根据福斯特年报数据，该企业胶膜生产成本中，约 90%为直接原料成本。EVA/POE 作为光伏胶膜的核心原料，国产化程度偏低，截止 2021 年，中国 EVA 产能合计177.2 万吨，占全球的 27%； 而 POE/POP 全球产能超过 100 万吨，由于聚合工艺、茂金属催化剂、α-烯烃等多个环节存在较高的技术壁垒，POE 产能主要集中在陶氏、三井、LG 等几家公司手中，中国当前仍未实现 POE 大规模工业化应用。目前市场上的光伏胶膜主要有 4 种：透明 EVA 胶膜、白色 EVA 胶膜、POE 胶膜、共挤型EPE 胶膜。透明 EVA 胶膜因价格优势、加工性能优势成为当前市场主流封装材料，占比约为 52%；白色胶膜 EVA 是在 EVA 树脂中加入一定量的钛白粉等白色填料，以提高二次光线的反射率，主要用于单玻、双玻组件的背面封装，使用白色 EVA 替代透明 EVA 时，双玻组件功率增益可达 7-10W，单玻组件功率增益 1-3W。POE 胶膜由于其独特的抗 PID 性能，同时其电阻率高、不易水解，是双玻组件的主流封装原料；EPE 胶膜通过共挤工艺将 EVA 与 POE 树脂挤出制造，兼具 EVA 良好的加工性能与 POE 良好的抗 PID 性能、耐水汽性能。根据 CPIA 的预测，未来几年，透明 EVA 及白色EVA 胶膜市场比重下滑，EPE 胶膜市场份额将明显提高。EVA 处于化工产业链偏中下游位置，直接原料为乙烯和醋酸乙烯，随着 EVA 产能的快速扩张，对乙烯法醋酸乙烯需求大幅增长，而乙烯法醋酸乙烯在近 5 年未有有效扩能，供需矛盾日渐突出。据 IHS 统计，2021 年，全球 EVA 产能 650 万吨，东北亚、北美、西欧三大区域占比达到88%，东北亚细分来看，中国大陆产能 177 万吨（占全球产能 27%）、韩国 118 万吨（占比18%）、日本 64 万吨（占比 10%）、中国台湾 51 万吨（占比 8%）。2017 年-2020 年，全球 EVA 产能增速较为缓慢，进入 2021 年，在碳达峰、碳中和的推动下，全球光伏产业进入新的发展阶段，EVA 也迎来新的发展机遇，2021 年，全球新增 EVA产能达到 110 万吨，其中中国新产能 80 万吨，韩国 30 万吨，未来几年，全球的新产能仍将主要集中在中国，根据我们的测算，2022 年-2024 年，全球新增 EVA 产能预计达到 108万吨，产能年均增速达到 5.3%。EVA 产品的洲际贸易并不活跃，以区域内流通为主，东北亚是全球的贸易核心枢纽，与各大区域多存在贸易往来，2018 年全球大区域间贸易总量为 85 万吨（仅统计 3 万吨以上的贸易量）北美、东北亚、西欧为 EVA 净出口区域，其中美国净出口量为 9 万吨、东北亚净出口量8.8 万吨、西欧净出口 9 万吨，分国家来看，中国大陆、印度是全球最主要的 EVA 进口国。中国 EVA 产能主要分布在沿海及内陆煤化工基地，华东 EVA 产能占比高达 66%，华 北、西北占比分别在 17%和 17%；从下游需求来看，华东和华南两地占国内消费总量的 90%，且两地分化明显，华东地区由于胶膜企业及电缆企业的迅速扩张，光伏料，电缆料消费占比较高，华南地区主要是集中在热熔胶、鞋材领域，以发泡、热熔胶等消费为主。近年来随着大炼化及煤制烯烃发展，民营企业相继涌入 EVA 赛道，供给主体多元化，我们认为目前已经形成了国营、合资、民营三足鼎立局面。2018 年-2020 年，国内无 EVA 新产能投放，2021 年开启新一轮产能扩张周期，2021 年，全国 EVA 产能达到 177.2 万吨（计入浙石化），根据我们的测算，未来 3 年国内新增产能108 万吨，国内年均增速达到 17.2%。得益于光伏等行业的迅速发展，中国 EVA 消费量快速增长，2021 年，中国 EVA 消费量达到 205.3 万吨，近 5 年复合增长率 9.52%。EVA 应用广泛，主要集中在光伏、纺织鞋材、电气等领域，下游消费结构：光伏料 37%、发泡料 28%、电缆料 17%、热熔胶 7%、涂 覆 7%、农膜 1%，光伏料作为第一大消费下游，未来占比仍然有望扩大。2.4. EVA 快速扩张，乙烯法 VA 供需逐渐紧张，高景气度仍有望持续醋酸乙烯 VA 的生产主要包括电石乙炔法、天然气乙炔法和乙烯法：电石乙炔法工艺简单，生产成本较低，是国内主流工艺，但其能耗高，污染大，且乙炔法制备的 VA 杂质含量高，尤其是醛类物质含量高于乙烯法，醛类物质对 VA 聚合反应有较大影响，醛能起到终止链反应的作用，造成长链过少，熔指过高，力学性能变差，强度变低。因此，EVA、VAE 乳液一般更倾向于使用非电石法醋酸乙烯。EVA 的直接原料主要包括乙烯、醋酸乙烯，除此之外还有过氧化物引发剂、分子量调节剂等助剂，我们采用电缆级 EVA 价格，乙烯和醋酸乙烯采用市场价格，并按照 Basell 管式法投资规模估算 EVA 利润水平，历史 10 年平均净利润约 1040 元/吨，平均 ROE=29%。2021 年，美国寒潮导致全球 EVA 供给减少，国内新装置虽有投产，但一直未形成有效增量，三季度原料价格大幅上涨，光伏、发泡等终端需求亦进入旺季，供需失衡加剧，EVA价格创历史新高，光伏料价格达到 28000 元/吨左右。未来随着 EVA 新产能的投产，国内自给率逐渐提高，供应偏紧的状况会有所缓解，但当前国内 EVA 仍有超过 100 万吨的缺口，且光伏、电缆等领域仍具有很高的增速，根据测算，到 2024 年，国内 EVA 仍会维持较高的进口依赖度，行业整体盈利仍会维持较好水平。POE 由于其特殊的分子结构，具有良好的流变性能、力学性能、抗紫外线性能，低温韧性好，同时与聚烯烃具有较好的亲和性，广泛的应用于改性及胶膜制备领域。从终端应用来看，国内市场以汽车行业为主，占比达到 68%，聚合物改性领域占比 19%，电线电缆领域9%，其它领域 4%左右。我国 POE 全部依赖进口，消费市场仍有待培育，后续可取代一部分橡胶及塑料。以汽车为例，国外汽车保险杠领域大部分已经采用 POE 弹性体进行共混改性；而在国内，只有 20%左右的保险杠材料采用 POE 弹性体，2017 年，中国对 POE 消费量为 15-18 万吨。全球 POE 产能全部被海外厂商垄断，中国尚未实现工业化应用。全球 POE/POP 总产能超过 100 万吨/年，陶氏 Dow 是 POE 领域的领导者，其产能占比最高；牌号多达 20 多个品种；熔指范围分布广，1-30g/10min；研发能力强，产品质量优异。Exxon 是全球最早实现 POE 工业化生产的企业，目前产能达到 17 万吨，除此之外，三井、LG、SK 等企业也开发了自己的催化剂体系，在 POE 市场中占有一席之地，POE 行业集中高。烯烃配位聚合催化剂的发展决定了聚乙烯品种的演变，经历近几十年的技术升级，POE 催化剂经历了多代技术迭代：从最初的用于制备 HDPE 的 Ziegler-Natta 催化剂到活性更高、聚合物结构更可控的单活性中心茂金属催化剂，再到共聚能力更强、耐高温性能更好的限制几何构型（CGC）催化剂，到不含环戊二烯类配体、结构更丰富的非茂催化剂。溶液聚合是 POE 合成工艺的主流，溶液聚合也分为以 Z-N 为催化剂的传统溶液聚合和以茂金属为催化剂高温溶液聚合。Z-N 催化体系下，聚合温度在 40-70℃之间，低温下为避免聚合物粘度过高，聚合物浓度偏低；而茂金属催化剂不仅能制备含结晶段的弹性体，改造后还具有耐高温属性，可以通过提高反应温度（120℃以上）来降低反应体系粘度，确保器内良好传热和传质，因此高温溶液聚合是制备 POE 的主流工艺，但我国缺乏茂金属催化剂，所以对聚合工艺更是缺少深入研究。线型α-烯烃是合成 POE 最重要的原材料，它是指双键在分子链端部的单烯烃，主要包含1-丁烯/1-己烯/1-辛烯三个品种，是重要的有机化工原料和中间体，2018 年我国α-烯烃消费量达到 72 万吨，目前应用主要集中在聚烯烃领域：可生产高性能线型低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和聚烯烃弹性体（POE）的共聚单体，占国内α-烯烃下游消费的 83%；在洗涤剂和个人护理领域，α-烯烃可用于生产阴离子表面活性剂α-烯烃磺酸盐(AOS)，占α-烯烃消费量的 9.3%；在合成高端润滑油方面，消费占比 2.6%。供给端来看，我国面临低碳α-烯烃相对充足，高碳α-烯烃短缺局面：国内生产主要集中在 1-丁烯领域，2017 年 1-丁烯产量 50 万吨；而 C6 及以上的高碳α-烯烃产量仅 5.8 万吨，进口量 14 万吨，进口依赖度超过 70%。在合成 POE 时，以 1-辛烯为共聚单体制得的 POE 机械性能最好，但 1-辛烯资源已被全部被海外掌控，全球共 8 家企业生产 1-辛烯，其中英力士和沙索产能占全球的 60%，这些企业除自身配套使用外，与下游有长期协议，国内资源获取难度较大。中国目前高碳α-烯烃产能仅有己烯和癸烯。当前国内已有多家企业攻关POE技术，其中万华化学进展最快，已完成中试，预计2024年20万吨POE装置投产，除此之外，茂名石化、斯尔邦、卫星石化、惠生工程都提出规划POE或已处于中试阶段，POE的国产化进程有望加快。EVA 与 POE 性能各有优缺点，EVA 价格较低、易加工、耐存储、交联速度快、与玻璃&背板粘结性能好；POE 优势主要在于材料性能好，抗 PID 性能优异、电阻率高、水汽阻隔率大、耐低温耐黄变。EVA 的劣势主要在于：醋酸乙烯在在光、氧气、湿热环境下容易发生水解，产生醋酸，对电池片表面、焊带等腐蚀，同时还会与玻璃中的 Na 反应，可以生成大量的自由移动的 Na离子，造成功率衰减；同时 EVA 容易在光热环境下发生黄变，影响透光性，造成组件整体的功率损失。POE 的劣势在于：POE 极性较低，胶膜加工过程中极性助剂溶剂析出至膜表面，造成表面光滑容易移位；加工难度偏大，膜唇容易挂料；POE 粒子价格整体较 EVA 贵。总体认为在未来几年，POE 粒子在胶膜粒子中的应用占比有扩大趋势，主要是受以下几点因素的影响：1、电池 N 型化：当前 P 型电池光电转化效率已接近 24.5%的上限，而 N 型电池转化效率上限更高；P 型电池在硅片中的掺杂的硼氧复合体会引起电势衰减加快，N 型电池掺入磷，抗衰减性能较好。N 型电池的 PID 效应在受光面更敏感，对 PID 衰减大的 N 型组件，在光照恢复后，也会造成不可逆损伤，同时 N 型电池使用单玻封装时，背板水汽阻隔性较差，因此选择 POE 胶膜进行封装，能降低组件的整体水汽透过率，延长组件的使用时间，因此，N 型电池的推广可以增加 POE 用量。2、电池功率大型化：近年来，不同类型的电池组件功率均有明显的提高，发热量增大，温度会对电池的峰值功率、开路电压等电性能产生较大影响，因此对封装材料的电性能要求要来越高。3、盖板玻璃减薄化及双玻组件增多：根据CPIA数据，当前玻璃厚度主要有<2.5mm、2.8mm、3.2mm 三个等级；其中厚度<2.5mm 的玻璃盖板市场占有率 32%，预计到 2025 年比例将提高到 50%左右，玻璃变薄会对封装材料性能要求越来越高，POE 具有良好的机械强度及韧性。EPE 胶膜可以兼具 EVA 和 POE 的优点，是未来胶膜的重要发展方向；同时 POE 优异的材料性能在汽车、电线电缆、机械、鞋底料、热熔胶等领域都有着巨大的应用潜力，随着国产化进程的加快，POE 将培育出更大的市场空间。1、 光伏装机增速不及预期的风险：原料价格上涨，可能对需求产生负反馈2、 EVA 光伏料新产能投放速度加快的风险：近期投产的部分新装置具有较大的光伏料生产能力，若产量超预期，可能会对供需平衡带来一定影响3、 POE 国产化进展不及预期的风险：POE 技术壁垒较高，在催化剂、聚合工艺、α-烯烃方面均存在难题，可能会带来投产进度不及预期的风险注：文中报告节选自天风证券研究所已公开发布研究报告，具体报告内容及相关风险提示等详见完整版报告。
证券研究报告《从全产业链视角解析EVA/POE发展—石油石化》
对外发布时间：2022年04月06日
报告发布机构：天风证券股份有限公司
本报告分析师：张樨樨 SAC编号 S1110517120003
从全产业链视角解析EVA/POE发展—石油石化
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