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EVA行业深度报告:光伏行业高景气,EVA供需结构有望维持紧平衡

化石能源2022-08-18金益腾、龚道琳开源证券球***
EVA行业深度报告:光伏行业高景气,EVA供需结构有望维持紧平衡

EVA性能优异,广泛应用于光伏胶膜、发泡鞋材、电线电缆等领域 EVA是一种由乙烯和醋酸乙烯经共聚反应制得的复合材料。EVA是乙烯重要的下游产品之一,是继高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯之后的第四大乙烯系列聚合物。由于具备良好的柔韧性、抗冲击强度、耐环境应力、热密封性、抗老化性及抗臭氧强度,被广泛应用于光伏胶膜、发泡鞋材、电线电缆、热熔胶、涂覆料、农膜等领域。随着光伏发电产业在我国的快速发展,2021年光伏胶膜已成为我国EVA消费量最大的应用领域。根据中国石化集团经济技术研究院数据:2021年我国光伏胶膜领域对EVA的需求占比为39.72%,预计2025年我国光伏胶膜用EVA的需求占比最高可达45.05%。 光伏发电高景气度延续,EVA光伏料需求稳步提升 全球新增光伏装机量稳步增长,驱动光伏级EVA市场需求稳步提升。由于光伏发电具备安装成本及平准化度电成本优势,在碳中和背景下新增光伏装机量或将持续提升。根据2022年7月份CPIA的最新预测数据:2022年全球新增光伏装机量保守预计为205GW,并将在2030年达到315GW;乐观预计为250GW,并将在2030年达到366GW。在国内,2022年国内新增光伏装机量保守预计为85GW,并将在2030年达到105GW;乐观预计为100GW,并将在2030年达到128GW。此外,根据CPIA预测,未来5年POE胶膜的渗透率将维持在10%左右,EVA在光伏胶膜中的用量占比将维持在80%以上;按1.2的容配比计算,我们预计2022年全球光伏胶膜对EVA光伏料的需求量约为117.40-143.18万吨。 国内EVA新建产能释放缓慢,2022-2023年供需结构有望维持紧平衡状态 我国光伏级EVA产量占比较低,2022-2024年EVA市场结构或将维持紧平衡。 目前国内EVA产能合计192.2万吨/年,2022年光伏级EVA产能预计为98.4万吨/年,占EVA总产能的51.20%。根据CPIA统计数据,2021年我国光伏组件产量约182 GW,对应光伏胶膜需求量约20.93万平方米、光伏级EVA粒子需求量约88.25万吨。根据公司公告统计,2021年我国光伏级EVA产能约52.9万吨/年,假设2021年我国光伏级EVA产能利用率为90%、光伏级EVA进口量占EVA总进口量的40%,我们推算出2021年我国光伏级EVA供给量(国内产量+进口量)与需求量的差值仅为4.36万吨,供需结构偏紧。根据CPIA预测的我国新增光伏装机量,我们测算出2022-2023年中国光伏级EVA的供需缺口分别为9.40万吨、2.48万吨,两年维度内EVA供需结构或将维持紧平衡状态。 受益标的:东方盛虹、联泓新科、荣盛石化 东方盛虹:子公司斯尔邦现有EVA产能30万吨/年,另规划建设60万吨光伏级EVA和15万吨热熔级EVA。联泓新科:2022年3月份公司“EVA装置管式尾技术升级改造项目”建成投产后,公司EVA年产能达到15万吨。荣盛石化:控股子公司浙石化现有EVA产能30万吨/年,未来规划70万吨/年EVA产能。 风险提示:市场需求下滑、产品价格大幅下跌、光伏新增装机量不及预期。 1、EVA是一种性能优异、应用场景丰富的复合材料 1.1、EVA由乙烯和醋酸乙烯共聚制成,VA含量决定其应用领域 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene-VinylAcetateCopolymer)简称EVA,是一种由乙烯(Ethylene)和醋酸乙烯(Vinyl Acetate)经共聚反应制得的复合材料。EVA是乙烯重要的下游产品之一,是继高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)之后的第四大乙烯系列聚合物。由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体,EVA的结晶度较低,在-50℃的温度环境下仍可保持较强的可挠性。此外,EVA与填料的掺混性也很好,易于着色和成型加工,且具备良好的柔韧性、抗冲击强度、耐环境应力、热密封性、抗老化性及抗臭氧强度,因此被广泛应用于光伏胶膜、发泡鞋材、电线电缆、热熔胶、涂覆料、农膜等领域。其中,发泡鞋材、热熔胶及农用膜是EVA的传统应用领域,随着新能源产业在我国的快速发展,光伏胶膜已成为2021年我国EVA消费量最大的应用领域。根据中国石化集团经济技术研究院数据:2021年我国光伏胶膜、发泡鞋材、电线电缆领域对EVA需求占比分别为39.72%、26.39%、16.12%;预计2025年我国光伏胶膜用EVA的需求占比最高可达45.05%。 图1:EVA是乙烯下游制品,广泛应用于光伏胶膜、发泡鞋材、电线电缆等领域 VA含量在一定程度上决定了EVA的性能和用途,光伏级EVA的VA含量通常为28%-33%。EVA粒子中醋酸乙烯(VA)的含量越高,其弹性、密度和粘着性通常也越高,但硬度、刚性和熔点相对更低。按VA含量的不同,EVA可以被分为三大类品种:EVA树脂(VA含量小于40%)、EVA弹性体(VA含量为40%-70%)以及EVA乳液(VA含量为70%-95%)。不同VA比例的EVA对应的下游应用领域有所差异:VA含量小于5%的EVA树脂主要用于制造电线电缆、LDPE改性剂及农膜等;VA含量为5%-10%的EVA树脂适用于制造农用膜、医用膜等薄膜及注塑、发泡制品等;VA含量为20%-28%的EVA树脂通常用于热熔粘合剂和涂层制品;VA含量达到38%-40%的EVA树脂粘附性较强,可用于胶粘剂的生产。光伏组件封装用的EVA胶膜要求低熔点和高透光率,具备此特性的EVA树脂(通常为颗粒状)的VA含量通常在28%-33%间,又被称为光伏级EVA树脂(粒子)或EVA光伏料。 表1:光伏级EVA树脂(粒子)的VA含量通常为28%-33% 1.2、EVA生产工艺包括管试法和釜式法,两种方法各有优势 EVA生产主要采用高压法连续本体聚合,生产装置及工艺根据反应器的不同可以分为管式法和釜式法。管式法和釜式法的生产流程和工艺步骤大体相同,其高压装置均由以下五部分组成:乙烯压缩、引发剂制备和注入系统、聚合反应器、分离系统、挤出造粒。两种工艺最大的不同之处在于反应器的不同:釜式法的聚合装置是带搅拌器的高压釜式反应器,管式法的聚合装置是不带搅拌器的管式反应器。管式法EVA树脂的代表性生产工艺有巴塞尔管式法工艺、巴斯夫管式法工艺、俄罗斯管式法工艺、埃克森美孚管式法工艺、住友化学管式法工艺等。釜式法的代表性工艺包括杜邦釜式法、埃克森美孚釜式法、巴塞尔釜式法等。行业内光伏级EVA树脂的生产装置主要采用巴塞尔管式法工艺和埃克森美孚釜式法工艺。 图2:釜式法的聚合装置为带搅拌器的高压釜式反应器 图3:管式法的聚合装置为不带搅拌器的管式反应器 由于聚合装置的不同,两种工艺在产业化生产中存在多方面的差异: (1)生产工艺及参数:两种装置的聚合压力、聚合温度、引发剂、调节剂均有不同:管式法聚合压力在240-300MPa,聚合温度为250-340℃;釜式法聚合压力为130-220MPa,聚合温度为150-300℃。管式法可采用空气或氧气、有机过氧化物作为引发剂,釜式法主要采用有机过氧化物作为引发剂。管式法采用丙烯、丙烷、丙醛作为调节剂,而釜式法则主要采用异丁烯或正丁烷作为调节剂。 (2)生产能力及效率:管式法装置的单线产能上限、反应转化率更高:目前最大的高压管式法装置单线生产能力可达到40万吨/年,单程反应转化率为25-35%; 而釜式法装置的单线生产能力上限为15万吨/年,单程反应转化率为10-20%。 (3)经济效益:釜式法的总投资、生产成本更高:由于釜式法生产工艺需要的压缩机规模、打气量比、换热器、冰机数量、料仓数和风机数量相对较多,因此同等生产规模的釜式法装置的总投资比管式法高约9%。釜式法生产装置的反应器结构复杂,在安装调试中对工作人员的技术要求较高,后期维护和保养工作难度相对较大,后期运维成本也更高。此外,釜式法较低的转化率导致生产相同规模的EVA产品,单位时间内消耗的乙烯气体也更多。更高的设备运维成本和原材料成本使得釜式法装置后期的生产成本较管式法也更高。 (4)产品性能:釜式法EVA的VA含量较高,管式法EVA的光学性能更好:釜式法反应器内的搅拌器可以确保反应器中的混合物高度混合,反应温度和压力相对均匀,可以形成更多的长支链聚合物,分子量分布相对较宽。因此釜式法生产的EVA抗冲强度较高,容易加工且VA含量相对更高。管式法装置的反应温度相对较高,压力随着反应管的延长不断降低,物料在反应器内停留的时间较长,因此长支链相对较少,分子量分布较窄,但生产的EVA光学性能更优良,适用于薄膜加工。 表2:管式法和釜式法的生产工艺及参数存在差异 表3:管式法工艺和釜式法工艺在EVA生产上各有优劣 2、需求端:光伏景气度延续,EVA光伏料需求稳步提升 2.1、光伏级EVA树脂是光伏封装胶膜的主要原材料 光伏封装胶膜按照基体材料可分为EVA胶膜、POE胶膜及EPE胶膜。光伏封装胶膜用于光伏组件的封装,对电池片具有保护和增效作用。由于光伏电池板布设于露天环境下,因此光伏胶膜对透光率,以及耐低温、耐高温、耐紫外线、抗氧化等耐性指标均有较高要求。按照基体材料的不同,当前市场上的光伏胶膜可分为EVA胶膜、POE胶膜、共挤型EPE胶膜三种。EVA胶膜:使用光伏级EVA树脂制成的光伏胶膜,是当前市场上最主流的光伏胶膜。EVA胶膜可进一步分为透明EVA胶膜和白色增效EVA胶膜,白色增效EVA胶膜在EVA树脂中添加了钛白粉、氧化锆等白色填料,具有更高的反射率、更优异的材料兼容性、较强的抗湿热老化及紫外老化能力。白色增效EVA胶膜主要用于电池片下层,用于提升组件发电效率;透明EVA胶膜在组件下层的应用量逐步被白色高效EVA胶膜所替代,但透明EVA胶膜被双层使用或配套使用在组件上层,仍存在较大需求。POE胶膜:POE(Polyolefin elastomer)即聚烯烃弹性体,是新一代胶膜材料,POE胶膜的阻水性能和抗PID(电势诱导衰减)性能非常优秀。EPE胶膜(共挤型POE胶膜):通过共挤工艺将POE树脂和EVA树脂挤出制造,结构为两层EVA中间夹一层POE。EPE胶膜具有既具备POE材料的高阻水性和高抗PID性能,也具备EVA材料的双玻组件高成品率的层压工艺特性,且市场售价比纯POE胶膜低,受POE树脂供应短缺的影响较小。 图4:光伏封装胶膜主要包括EVA胶膜、POE胶膜、共挤型POE胶膜 EVA胶膜是目前市占率最高的光伏封装胶膜,预计2022-2025年EVA光伏料在光伏胶膜中的用量占比将维持在80%以上。根据能源咨询公司PVInfoLink数据,2021年全球光伏封装胶膜市场中,透明EVA胶膜市占率约52%,白色EVA胶膜市占率23%,EVA胶膜市占率合计75%;而POE胶膜市场占比为10%,EPE胶膜占比为14%,其中EPE胶膜由两层EVA和一层POE组成;我们假设EVA与POE用量比例为2:1,可以推算出2021年EVA材料与POE材料在全球光伏胶膜市场中的用量占比分别约为84.38%和14.62%,EVA占据较大份额。目前POE胶膜市场占比增速不快,主要由于以下两个原因:(1)POE胶膜易出现滑移问题:POE分子为非极性,而光伏胶膜中采用的功能助剂多为极性分子,因此POE胶膜对于助剂的吸收弱于EVA胶膜,助剂在POE胶膜中较易析出,叠放电池片、玻璃与POE胶膜时,界面易滑移,影响产品质量。(2)POE光伏料产能紧俏,产能供给受限:POE最早由陶氏杜邦开发,生产技术壁垒较高,目前仅有陶氏、三井化学、LG化学、沙比克、埃克森美孚等几家海外化工巨头具备规模化生产的能力。国内厂商目前仅万华化学拥有中试线产能,进口价格较为昂贵。共挤型POE胶膜兼具性能与成本,性价比突出,我们认为未来具有较大的增长潜力;白色EVA胶膜具有出色的增效功能,透明EVA胶膜价格低廉、技术工艺成熟稳定,市占率有望长期维持。根据CPIA预测,2030年之前POE胶膜的渗透率将维持在10