化工行业深度研究报告：纯碱：新生焕发，景气不减

传统行业焕发新生，行业景气持续上行。纯碱是重要的化工原料，下游应用主要为玻璃等行业，由于其高能耗的属性，近年来行业准入壁垒不断提高。随着光伏玻璃等新能源产业的快速发展，纯碱行业焕发新生，行业景气持续上行。 当前全球纯碱生产工艺仍以氨碱法为主，21年产能占比达45%，预计后续将逐步缩减；联碱法为我国特色工艺，短期内占比预计将保持稳定；天然碱法凭借其低成本、低能耗的优势，21年全球产能占比已提升至30%，未来全球范围内的新增产能亦将以天然碱为主。 新能源引领需求，未来增量空间可期。在稳增长的持续发力下，国内房企融资环境转暖，已有超70个城市陆续放松房地产调控政策，当下时点对地产行业的纯碱需求拉动或可不必太过悲观，我们有望在年内迎来竣工端的需求修复。截至5月27日，浮法玻璃日熔量约17.4万吨/日，同比+3%，较年初减少约0.1万吨/日。而光伏、锂电等新能源行业发展如火如荼，年内光伏订单排产情况向好，截至5月27日，光伏玻璃库存6.3万吨，较年初下降27%；光伏玻璃日熔量约5.62万吨/日，同比+59%，较年初新增约1.49万吨/日，对应新增纯碱年化需求近90万吨。22年国内碳酸锂产量预计可达27万吨，对应新增纯碱需求近6万吨。随着新能源产业的快速发展，光伏玻璃、碳酸锂等下游需求未来有望接棒平板玻璃，成为纯碱需求增量的主要来源。 供给紧平衡延续，竞争格局或将重塑。纯碱作为高能耗行业，供给端受到严格的政策约束，自连云港130万吨氨碱产能退出后，22年暂无新增产能投放，原计划产能均延期至23年初逐步投产。目前行业开工率已维持在86%的年内高位，供给弹性趋弱，随着5月起进入纯碱厂商的检修旺季，合计约530万吨纯碱的产能将陆续停产检修，年内供给紧平衡的局面料将延续。根据节能降碳的转型要求，至2025年约有320万吨的低效产能或将逐步退出市场，天然碱将贡献行业76%以上的新增产能，竞争格局有望重塑。 海外能源价格高企，国内纯碱出口优势增强。22年以来海外能源价格的飙升大幅推涨纯碱生产成本，美国自1月起征收8美元/吨的天然气附加费，印度纯碱5月均价折合人民币约4390元/吨，较年初上涨约50.2%；而当前国内均价约2937元/吨，较年初上涨仅12.9%，竞争优势显著增强。22年前4个月国内纯碱出口量已超46万吨，同比+40%，出口均价同比+94%。当前国内纯碱出口占产量比重仍不足5%，后续纯碱出口有望随着疫情后的生产和运输复苏而持续提升，出口量、价有望实现大幅增长。 行业景气上行，纯碱价格有望维持高位。行业高景气带动盈利能力持续提升，截至5月27日，联碱法价差大幅提升至1800元/吨，同比上涨232%，较年初上涨约27%。在当前农化高景气下，我们预计联碱法将充分受益于氯化铵价格的攀升，并展示出更强的盈利弹性。根据我们对21-25年国内纯碱供需平衡表的测算，预计2022年国内纯碱供需缺口将达22万吨，23年将减少至9万吨，未来两年行业仍有望保持景气上行，而来自光伏玻璃等需求端的边际增量及出口端的快速增长将进一步助力纯碱价格维持高位。 投资建议：需求放量叠加供给收缩背景下，我们看好年内纯碱价格上行，建议关注业绩弹性较大的标的：远兴能源、双环科技、中盐化工、山东海化及三友化工等。 风险提示：纯碱下游需求不及预期，疫情影响进一步扩散，出口不及预期，能源价格波动加大。 投资主题 报告亮点 本报告对纯碱行业不同的生产工艺及其优缺点进行了系统性的梳理及比较，并对细分行业需求进行了详细的拆分，基于供需平衡表对未来纯碱的供需格局及价格走势做出判断。在当前需求放量、供给收缩、出口大幅增长的背景下，我们看好纯碱价格年内维持高位，并有望带动行业盈利进一步提升。建议关注业绩弹性较大的标的：远兴能源、双环科技、中盐化工、山东海化及三友化工等。 投资逻辑 本报告主要分为五个部分，其中第一部分介绍纯碱行业产业链及生产工艺，分析比较各个工艺的优劣势及发展趋势；第二部分从需求端出发，对纯碱各个细分行业的需求来源进行拆分及测算；第三部分从供给端出发，对纯碱行业当前的供给及出口情况进行阐述，并给出行业盈利趋势及未来价格走势的判断；第四部分根据业绩弹性对重点公司进行推荐；最后对行业内潜在的投资风险进行提示。本报告从行业产业链入手，通过对行业供需结构的拆解，最终落实到行业盈利及重点标的推荐。 一、传统行业焕发新生，行业景气持续上行 纯碱是重要的化工原料，下游应用主要为玻璃等行业，由于其高能耗的属性，近年来行业准入壁垒不断提高。随着光伏玻璃产业的快速发展，纯碱行业焕发新生，行业景气持续上行。当前全球纯碱生产工艺仍以氨碱法为主，21年产能占比达45%，预计后续将逐步缩减；联碱法为我国特色工艺，短期内占比预计将保持稳定；天然碱法凭借其低成本、低能耗的优势，21年全球产能占比已提升至30%，未来全球范围内的新增产能亦将以天然碱为主。 （一）纯碱：重要化工原料，下游应用以玻璃为主 轻质纯碱主要用于日用玻璃、洗涤剂及食品，重质纯碱主要用于平板玻璃、光伏玻璃。 纯碱（Soda Ash），又名苏打、碱灰、碱面等，主要成分为碳酸钠（NaCO），是一种重要的基础化工原料，其作为“三酸两碱”中的一碱，广泛应用于建材、化工、冶金、纺织、食品及医药等诸多领域。根据产品密度不同，纯碱可以分为轻质纯碱和重质纯碱，其中轻质纯碱密度500-600 kg/m3 ，呈白色结晶粉末状，下游主要应用为日用玻璃、合成洗涤剂和食品等行业；重质纯碱可由轻质纯碱经水化后制得，密度为1000-1200 kg/m3 ，呈白色细颗粒状，重碱具有颗粒大、密度高、吸湿低、不易结块、不易飞扬、流动性好等优点，下游主要应用为平板玻璃、光伏玻璃等。 纯碱的生产及应用距今已有5000多年历史，在现代工业生产方法诞生前，古人从天然碱湖中回收或从钠含量较高的海洋植物灰中生产纯碱，直到1800年代中期，化学合成技术首次开发应用，全球工业化带来的不断增长的纯碱需求得以满足。制碱所需能源为动力煤或天然气，从纯碱的产业链来看，当前纯碱生产主要分为天然碱法和化学合成法两种工艺，其中天然碱法通过物理过程制备纯碱，上游原料主要为天然碱矿石；化学合成法主要包括氨碱法、联碱法，上游原料主要为原盐、石灰石及合成氨。 图表1纯碱产业链下游主要以玻璃为主 （二）工艺：氨碱法仍为主流工艺，天然碱竞争优势突出 我国为全球主要纯碱生产国家，氨碱法工艺占比约50%。当前全球纯碱生产主要以中国、欧洲及美国为主，2021年全球纯碱产量约5900万吨，其中我国产量约2913万吨，占比约50%。据Genesis Energy统计，当前全球纯碱生产工艺中化学合成法占比65%，其中氨碱法占比45%，联碱法占比20%，天然碱占比30%。目前我国纯碱生产工艺亦以化学合成法为主，据百川数据，2021年我国氨碱法、联碱法工艺占比分别为49%、45%，天然碱法工艺占比仅约5%，这与我国本身的天然碱矿资源禀赋有关。 图表2我国约占全球纯碱产量的50% 图表3全球纯碱生产主要以亚洲、美国及欧洲为主 图表4 2021年全球氨碱法工艺占比45% 图表5 2021年我国氨碱法工艺占比约49% 1、氨碱法：原料易得且产品纯度高，但原料利用率及环保问题难以改善 氨碱法原料易得且产品纯度高，但原盐利用率及环保问题难以改善。氨碱法，又称索尔维制碱法（SolvayProcess），是全球最大的纯碱生产工艺来源，由比利时人索尔维在19世纪中后期发明。氨碱法以原盐和石灰石为原料，通过氨盐水吸收二氧化碳得到碳酸氢钠，再经煅烧得到轻碱，水合转化之后即得到重碱。 图表6氨碱法生产工艺流程，以原盐和石灰石为主要原料 氨碱法的主要优点在于生产原料原盐、石灰石方便易得，生产步骤简单，且所得产品纯度较高；同时，由于氨碱法能够实现部分 CO2 和NH的循环利用，从而能在一定程度上实现连续生产。 氨碱法的缺点在于：1）原盐利用率较低，氨碱法中的原盐利用率通常只有30%左右，其余原料均随废液和废渣排出；2）废液废渣污染环境，据纯碱工业协会数据，氨碱法生产单吨纯碱约产生10立方米废液以及300-350kg左右废渣，其中含有大量氯化钙，较难加工利用且环保处理费用较高；3）氨碱法企业需要长期堆存废渣和排放废液的场所，因此企业厂址适合选在沿海具有荒滩的地区，产能布局较为受限。 图表7氨碱法中原盐、动力煤成本占比约58% 图表8氨碱法企业产能（万吨） 2、联碱法：原盐利用率高且环保压力小，但投资额及氯化铵价格影响较大 联碱法原盐利用率高且环保压力小，但投资额及氯化铵价格影响较大。联碱法，又称侯氏制碱法（Hou Process），是我国主要的纯碱制备工艺，由我国化学家侯德榜博士于1939年发明。联碱法是在氨碱法工艺基础上，以原盐和合成氨为原料，将合成氨与纯碱生产工艺联合，利用合成氨厂的 CO2 和NH3同时产出纯碱和氯化铵两种产品（产量近似1:1.1）。 联碱法反应过程与氨碱法相似，同样是向饱和食盐水中先后通入NH3和 CO2 ，生成碳酸氢钠，再经煅烧生成纯碱。 图表9联碱法生产工艺流程，以原盐和合成氨为主要原料 联碱法是我国独有的纯碱制备工艺，与氨碱法相比，联碱法工艺的改进优势体现在：1）反应所需的 CO2 和NH均可由合成氨厂直接提供，无需石灰石、焦炭等原料资源投入； 2）利用不同温度下溶解度的变化，将反应剩余的母液（主要成分为碳酸氢钠、氯化钠和氯化铵）冷析后，加入氯化钠晶体可使氯化铵以晶体形式析出，剩余母液作为反应原料循环使用，原盐利用率提升至96%以上；3）避免大量废液、废渣的产生，环保压力较小。 联碱法的缺点在于：1）配套的合成氨装置投资及维护成本较高；2）联产产品氯化铵是一种低效肥料，通常作为尿素的替代品使用（含氮量约为尿素的一半），受下游市场影响较大，较难实现大规模生产。 图表10联碱法中合成氨成本占比约56% 图表11联碱法企业产能（万吨） 3、天然碱法：生产成本低且环境友好，但受限于资源储量及位置分布 天然碱法生产成本低且环境友好，但受限于资源储量及位置分布。天然碱法（Trona Process），是以天然碱矿为原料的纯碱生产工艺，具有极强的资源属性，目前全球已探明的天然碱矿只分布于美国、土耳其、中国和非洲部分国家，1938年美国怀俄明州绿河盆地发现了全球最大的天然碱矿，约占世界储量的90%以上。据USGS数据，当前美国天然碱储量超230亿吨，年产量稳定在1200万吨。凭借其易开采、低成本的资源禀赋，美国纯碱工业得以快速发展，目前美国生产的纯碱基本上均以天然碱法为主，2019年出口占比近60%，20年及21年受疫情及海运紧张影响，出口占比下滑至55%左右。 图表12全球天然碱矿储量分布（亿吨） 图表13美国天然碱出口占据较高比重（万吨） 天然碱法通过对天然碱矿物进行一系列溶解、过滤、蒸发、结晶、分离等工序来制取纯碱 ， 根据碱矿成分的不同 ， 生产工艺可分为蒸发法和碳化法 。 对于以晶碱石（NaCO•NaHCO•2HO）为主要成分的天然碱矿，通常采用蒸发法，即通过分解或中和的方式使晶碱石中的碳酸氢钠分解，再经蒸发提纯制得纯碱；对于泡碱型天然碱湖水或者主要成分为泡碱（NaCO•10HO）的固体矿，一般采用卤水碳化法，提取天然卤水进行碳化、干燥和煅烧，进而制得纯碱。 32 图表14天然碱法生产工艺流程，以天然碱矿为主要原料 与其他两种工艺相比，天然碱法最大的优势在于生产成本低。由于天然碱法不需额外投入原盐、石灰石、合成氨等原料，直接由天然碱矿物通过物理加工生成纯碱，没有废渣、废液排放，工艺流程短且设备简单，整体生产成本远小于合成法工艺，位于纯碱生产成本曲线的最左侧。据Ciner数据，2021年全球氨碱法、联碱法的生产成本分别约为天然碱法的1.8、2.3倍，且成本差距有望随全球天然气、煤炭等能源价格的飙升而持续拉大。 据百川数据，当前我国国内天然碱生产成本约940元/吨（主要为河南中源化学），相较氨碱法1942元/吨、联碱法（单吨纯碱）1