氟化工系列报告之一：第三代制冷剂配额锁定基期结束，行业拐点临近

氟化工系列报告之一： 第三代制冷剂配额锁定基期结束，行业拐点临近 太平洋证券化工&新材料研究组 王亮执业资格证书编码：S1190522120001王海涛执业资格证书编码：S1190523010001 证券研究报告|行业深度报告 2023年2月12日 请务必阅读正文后的重要声明 •根据《基加利修正案》的要求，第三代氢氟烃HFCs制冷剂生产配额以2020-2022年做为基准期确定。为争夺配额，行业降价促销的情况频现，竞争激烈。相关产品价格2019年起便开始剧烈下挫，尽管2021年下半年由于原材料价格上升导致第三代制冷剂价格出现短暂修复，但行业整体仍处于争抢份额的局面。随着基准期结束，行业有望迎来价格和盈利拐点。 •第三代制冷剂实施配额生产之后的行业集中度有望持续提升。随着配额制度落地，盈利能力较差、规模较小的产能将逐步退出市场或被大企业整合，行业集中度会进一步向龙头公司集中，第二代制冷剂到2030年将削减2013年初始总配额的97.5%，仅留部分维修用，第三代制冷剂有望对其实现加速替代。 •第三代HFCs制冷剂价格有望迎来拐点，企业利润逐步修复，行业龙头公司将明显受益。核心推荐：巨化股份、三美股份等目前第三代HFCs制冷剂规模领先的头部公司；永和股份布局第三代制冷剂差异化品种，并在含氟聚合物领域卡位优势明显，未来成长性优异。 •风险提示：房地产等下游市场长期低迷风险；第四代HFOs或HCs制冷剂技术突破风险； 图表1：氟化工产业链 萤石矿 （CaF2） 70% 氢氟酸HF 精粉 含氟电子特气 电子级氢氟酸 电子级氟化物 六氟磷酸锂 氟化铝 氟化钠、氟化镁 氟化盐 涂装农药电解铝 锂电池电子芯片 半导体、面板 含氟树脂 含氟聚合物 含氟橡胶含氟涂料制冷剂 有机氟化物 ODS及 气雾剂 替代品 发泡剂含氟液晶材料 含氟精 含氟染料 细化学 含氟中间体 PTFE、PVDF、PFA CFCs、HCFCs、HFCs、HFOs 塑料-聚四氟乙烯 氟化工是我国的优势产业，目前已经形成了无机氟化工、氟碳化学品、含氟聚合物及含氟精细化学品四大门类。高附加值含氟材料的应用领域将不断拓展，前景看好。 （1）含氟制冷剂及氟化液：三代制冷剂有望边际改善，相关公司经营业绩有望逐步修复；氟化冷却液较适合用于数据中心液冷系统。 （2）含氟聚合物材料：是氟化工高附加值领域，充分受益于通讯电缆、5G网络基站、智能手机用导线等方面需求增长以及风电、环保、桥梁、建筑、半导体、新能源等行业的发展。 电子芯片清洗 1% 14% 13% 无机氟化物 电解铝 钢铁冶金 LPF6 提纯-高纯试剂 医药、农药 资料来源：公开资料，太平洋证券研究院 Ⅰ 制冷剂：制冷系统的“血液”3 Ⅱ 第三代HFCs配额考核基期结束，行业发展步入新阶段7 Ⅲ 下游存量市场持续扩大+海外需求增加支撑消费量持续增长23 Ⅳ 主要公司分析28 •制冷效果的实现是在制冷器内部通过相变吸放热不断循环的制冷剂实现的。“R”来自“Refrigerant”。 •制冷剂下游主要应用领域是家用和中央空调，占制冷剂消费量78%左右。其次为冰箱冰柜，合计占比约16%。 •目前使用最广泛的制冷剂为含氟制冷剂。为了减免对臭氧层的破坏及温室效应影响，制冷剂技术和产品经数次迭代，目前已经发展至第四代。 图表2：空调制冷占制冷剂下游应用领域近八成图表3：制冷剂贯穿制冷循环全程，通过相变实现制冷 冰箱,8% 冰柜,8% 汽车,6% 常温气态冷媒 蒸发器 吸 热低压 降制冷 温气化 压缩升压升温 高温气态冷媒 压缩机 高压冷 散热凝散 液化器热 空调,78% 常温液态 冷媒 节流降压降温 制冷剂 常温液态冷媒 干燥除杂 毛细管 资料来源：百川盈孚，太平洋证券研究院资料来源：百川盈孚，太平洋证券研究院 图表4：制冷剂代际产品情况 制冷剂分类 主要产品 分子结构式 沸点(℃) ODP GWP 上游原材料 下游应用 ASHRAE 安全级别 特性及使用现状 第一代：氯氟烃类 (CFCs) R11(一氟三氯甲烷) CFCl3 23.7 1.0 4600 HF、CCl4 已禁用，目前局部用于医药中间体 A1(无毒不可燃) 严重破坏臭氧层，已全球淘汰并禁产 R12(二氯二氟甲烷) CF2Cl2 -29.8 0.8 - A1 第二代：氢氯氟烃 (HCFCs) R22(一氯二氟甲烷) CHF2Cl -40.8 0.1 1810 HF、CHCl3 制冷剂，氟化工、PTFE原料 A1 长期对臭氧层破坏仍极大，发达国家基本完全淘汰，发展中国家逐步减产中 R142b(二氟一氯乙烷) CF2Cl-CH3 -9.3 0.04 2400 HF、二氯乙烷 高温制冷剂、PVDF原料 A2(无毒弱燃) R141b(一氟二氯乙烷) CFCl2-CH3 32.0 0.1 725 HF、二氯乙烷 制冷剂、发泡剂 弱燃 第三代：氢氟烃(HFCs) R32(二氟甲烷) CH2F2 -51.7 0.0 675 HF、二氯甲烷 家用电器、医用冷库制冷剂 A2(无毒弱燃) 臭氧层几乎无影响，温室效应影响高于O2和第二代，处于 淘汰初期 R134a(四氟乙烷) CF3-CH2F -26.5 0.0 1430 HF、三氯乙烯 汽车空调、家用电器、冷藏运输制冷剂 A1 R125(五氟乙烷) CF3-CF2H -48.0 0.0 3500 HF、四氯乙烯 混配工质、空调 A1 R410a(混合制冷剂) R125(50%)+R32(50%) -46.5 0.0 1750 R125、R32 空调、中低温冷冻领域 A1 第四代：氢氟烯烃 (HFOs) R1234yf(2,3,3,3-四氟 丙烯) CF3-CF=CH2 -28.3 0.0 <1 HF、五氯丙烷、三氟丙烯 制冷剂、灭火剂、传热介质、抛光剂 A2 环境友好，制冷效果不及前代。专利壁垒高、设备投资大，发达国家正逐步推广使用 R1234ze(E)(1,3,3,3-四氟丙烯) CF3-CH=CHF -19.0 0.0 <1 HF、五氯丙烷、三氟丙烯 制冷剂、灭火剂、传热介质、抛光剂 A2 制冷剂选择考虑的主要因素： •安全不易燃不易爆，无毒无刺激性（烷烃不够安全,添加卤族原子）； •适宜的沸点，便于气液相变（分子量要适宜）； •对臭氧层破坏小，环境友 对好(不含Cl、Br)； 但 C 资料来源：公开资料，太平洋证券研究院 注：1.ODP:大气层臭氧消耗潜能值；2.GWP：全球变暖潜能值；指标基准：R11的ODP为一个单位，CO2的100年GWP为一个单位。 3.ASHRAE：美国采暖，制冷与空调工程师学会。只有通过ASHRAE组织的毒性、可燃性等安全性检测并列入其发布的以“R”为首的标准制冷剂名单中，才能得到国际制冷行业的认可。 •氟制冷剂行业直接原材料成本压力大，总成本占比普遍在70%以上。萤石是主要氟源。 图表5：制冷剂产业链梳理 电石 六氟丙烯 （HFP） 四氟丙烯 （R1234yf） 甲醇 氯气 一氯甲烷 盐酸 三氯甲烷 CCl4 二氯甲烷 四氯乙烯 PTFE H2SO4 AHF 乙炔 三氯乙烯 四氟乙烷 （R134a） HCl 氯乙烯偏氯乙烯一氟二氯乙烷 （VCM）（VDC）（R141b） 二氟一氯乙烷 （R142b） 偏氟乙烯 （VDF） 二氟甲烷 （R32） 萤石 四氟乙烯 （TFE） 一氟二氯甲烷 （R22） 五氟乙烷 （R125） FEP等氟橡胶塑料 PVDF 资料来源：公开资料，太平洋证券研究院 Ⅰ 制冷剂：制冷系统的“血液”3 Ⅱ 第三代HFCs配额考核基期结束，行业发展步入新阶段7 Ⅲ 下游存量市场持续扩大+海外需求增加支撑消费量持续增长23 Ⅳ 主要公司分析28 •氟利昂破坏臭氧层机理：在大气环流尤其极地涡旋作用下，含氯制冷剂（主要为氯氟烃类CFCs）在南北极平流层集聚，强紫外线照射下分解出Cl或Br原子自由基，Cl与O3反应经ClO中间体可生成O2分子，该反应为链式反应，一个氟里昂分子最多可破坏10万个臭氧分子。 •1987年《蒙特利尔议定书》签订以来，南极臭氧含量的下降趋势得到遏制，被誉为迄今为止最成功的国际环境条约。 图表6：卤化物大气循环及破坏臭氧示意图 资料来源：Nature、NatureReviewsEarth&Environment，太平洋证券研究院 图表7：南极臭氧层空洞变化明显 资料来源：Nature、NatureReviewsEarth&Environment，太平洋证券研究院 •第一代氯氟烃类CFCs制冷剂（主要为R11、R12等）已全球淘汰使用，《蒙特利尔议定书》取得阶段性成果。 •2021年我国已宣布接受《基加利修正案》并将按照其所定日程积极推进相关制冷剂的退出。 图表8：制冷剂与环境政策的发展历程 研发出第一代CFCs含氟制冷剂。R12、R11开始商业化，杜邦公司将卤代烃制冷剂命名为氟利昂（Freon） 1977年英国科考队观测到南极上空的臭氧层空洞。查明第一、二代含氟制冷剂会破坏臭氧层。 1989赫尔辛基缔约方第一次会议修正《议定书》，区分了发达国家与发展中国家的责任和义务；1990伦敦第二次 《京都议定书》签订，首次明确HFCs为温室气体。 通过了《<蒙特利尔议定书>基加利修正案》，进一步将18种有GWP的HFCs纳入管控目录，2019年1月1日起生效 2020-2022中国第三代HFCs制冷剂基准期临近结束。2024年起将锁定产能，参照基准期配额生产。 会议通过 1920s-1930s1930s-1960s 1970s 1987 1989-1990 1991 1997 2010 2016 2021 2022 第二代HCFCs制冷剂陆续投入商业化使用 24个国家签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》 明确了相关控制物质和过渡物质种类及削减日程 第三次缔约方会议中国正式加入修正后的《蒙特利尔议定书》 第一代制冷剂（主要为R11、R12）已全球淘汰使用，议定书取得阶段性成果。 中国宣布接受《基加利修正案》，将于9月15日对中方生效 资料来源：公开资料，太平洋证券研究院 •大部分发达国家第二代HCFCs制冷剂己基本削减完毕，包括我国在内的大部分发展中国家已削减35%，并计划到2025年消减 67.5%。 •包括我国在内的大部分发展中国家的第三代HFCs制冷剂削减计划为：以2020-2022年内HFCs的产量作为之后制冷剂企业HFCs生产配额的制定依据。并于2024年起开始根据配额管理生产。 图表9：第二代HCFCs制冷剂削减规划图表10：第三代HFCs制冷剂削减规划 120% 100% 大部分发达国家大部分发展中国家(包括中国) 2013年产量配 额冻结 到2015年累计削减10% 2020年累计削减35% 到2010年累计削减75% 2025年累计削减67.5% 2015年累计削减90% 2020年削减99.5% 2030年累计削减97.5%， 2040年停止生产 120% 100% 大部分发达国家大部分发展中国家(包括中国) 以2020-2022为基准年，2024年产量配额冻结 80% 80% 以2011-2013 为基准年 到2019年累计削减10% 到2029年累计削减10% 2035年累计削减30% 60% 60% 2024年累计削减40% 2040年累计削减50% 40% 20% 0% 200520102015202020252030203520402045 40% 20% 0% 2029年累计削减70% 2034年削减80% 2036年削减85% 2045年累计 削减50% 资料来源：《蒙特利尔议定书》、《基加利修订案》、太平洋证券研究院 20102015202020252030203520402045 资料来源：《蒙特利尔议定书》、《基加利修订