纯碱：供需两端均面临结构性变化

行业报告| 行业专题研究 证券研究报告 2024年05月30日 基础化工 纯碱：供需两端均面临结构性变化 作者： 分析师唐婕SAC执业证书编号：S1110519070001分析师张峰SAC执业证书编号：S1110518080008联系人杨滨钰 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 行业评级：中性上次评级：中性 （维持评级） 摘要 全球供给：全球纯碱产能规模持续扩张，中国贡献主要增量 近年来，全球纯碱产能和产量呈逐年上升态势。据Bloomberg，纯碱产能从2000年的4472万吨上升至2023年的8295万吨；其中2023年从结构上看，中国（50%）、北美（18%）和西欧（11%）为主要纯碱产能分布地区。据Bloomberg统计，2000年，全球纯碱产能4472.1万吨，到2014年增长至6675.8万吨，中国为产能增量主要来源，我国纯碱产能占全球产能比例由19.3%提升至45.9%，达到历史峰值。2015-2021年，全球纯碱产能增量较多来源于中东和非洲地区。2023年，随着我国天然碱产能的投放，全球新增产能集中在我国。 我国供给：2023年我国天然碱法产能扩张，2024年供给或宽松 受限于行业准入门槛及环保要求，2016-2022年，我国纯碱产能增长趋缓，2023年新增产能主要为天然碱产能。据百川盈孚统计，2016-2022年，我国纯碱产能由3079万吨扩张至为3485吨（包括长期停产企业产能375万吨）。未来纯碱产能规模扩张预计有限，且主要以天然碱为主。2023年，伴随远兴能源阿拉善天然碱项目一期500万吨产能投产（23年释放400万吨，24年初释放100万吨）、河南金山化工新增200万产能以及其他部分碱厂产能小幅增加，国内纯碱产能合计达到4165万吨，同比增长11%。 需求：平板玻璃托底纯碱需求，新能源应用快速提升 2023年我国纯碱表观消费量为3182万吨（22年表观消费量为2726万吨），73%主要应用在玻璃领域。在我国，玻璃为纯碱主要下游应用领域，包括平板玻璃、光伏玻璃、日用玻璃，三者消费占比分别为43%、17%、13%；其次为小苏打（7%）、硅酸盐（5%） （2023）。其中，2019年至今，伴随国内光伏产业的快速发展，光伏玻璃占纯碱下游应用比例明显提升，2023年已超过日用玻璃成为纯碱下游第二大应用领域。 投资建议及风险提示： 建议关注：远兴能源。公司深耕天然碱行业多年，纯碱、小苏打产能位居国内前列。截至2023年，公司拥有纯碱产能580万吨，小苏打产能150万吨，尿素产能154万吨。公司天然碱具备竞争优势，产能持续扩张。公司阿拉善天然碱项目规划建设纯碱产能780万 吨、小苏打产能80万吨，其中一期规划建设纯碱500万吨、小苏打40万吨，二期规划建设纯碱280万吨、小苏打40万吨。伴随公司后续天然碱产能持续投产，有望获得行业超额利润，为公司业绩长期增长提供动力。 风险提示：原材料价格大幅波动风险；地缘政治冲突风险；安全环保风险；本文纯碱行业供需平衡表测算具有一定主观性，具体数字以实际发生为主。 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明2 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 3 目纯碱产品概况 录产品概述 生产工艺 全球供给：全球纯碱产能规模持续扩张，中国贡献主要增量 全球供给：规模持续扩张，中国贡献主要增量 天然碱矿：主要集中在美国和土耳其 全球贸易：主要出口国为美国、土耳其 我国供给：2023年我国天然碱法产能扩张，2024年供给或宽松 产能：政策限制下产能增长趋缓，后续新增产能预计以天然碱为主 产量：规模持续增长，重碱比例提升 贸易量：贸易规模小，22年出口量价齐升，23年进口量创历史新高 价格：我国纯碱历史价格复盘-行业供需博弈的结果 库存：23年维持低库存，24年以来伴随新增产能释放有所累积 需求：平板玻璃托底纯碱需求，新能源应用快速提升 全球：纯碱下游超50%用于玻璃领域 我国：玻璃为纯碱最主要下游应用领域 浮法玻璃：需求景气度主要受房地产和汽车行业影响 日用玻璃：对纯碱需求稳中有升 新能源领域应用发展具备空间：光伏玻璃、锂电正极材料、钠离子电池 纯碱其他下游应用领域分析 我国纯碱年度供需平衡表及预测 投资建议及风险提示 纯碱产品概况 产品概述 生产工艺 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明4 纯碱产业链 纯碱（SodaAsh，化学式：Na2CO3，又称苏打、碱灰、碱面）为一种重要的基础化工原料，“三酸两碱”中的两碱之一，有“化工之母”的美称，广泛应用于建材、化工、冶金、纺织、食品、国防、医药等国民经济诸多领域，在国民经济中占有重要的地位。 纯碱按密度可分为轻质纯碱（轻碱）和重质纯碱（重碱），轻碱密度为500-600kg/m3，呈白色结晶粉末状；重碱密度为1000-1200kg/m3，约为轻碱的两倍，呈白色细小颗粒状。 轻重碱生产可以转换，其中重碱是通过轻碱水合法或挤压法转化得来。 重质化率表示企业生产线产能中重碱的产出比例，因此，企业可以根据轻重碱的价格一定程度上调整生产比例。国内生产企业的重质化率一般为40-60%，青海地区比例较高，可以达到80%。 与轻碱相比，重碱具有坚实、颗粒大、密度高、吸湿低、不易结块、不易飞扬、流动性好等特点。 此外，也有超轻质纯碱和超重质纯碱，密度分别为370kg/m3左右和1550-2553kg/m3。 按生产工艺划分，纯碱的生产可以分为天然碱法和合成碱法，其中合成碱法又分为氨碱法和联碱法。 氨碱法是以原盐和石灰石为主要原料，以氨为中间辅助材料生产纯碱的方法，产物包括纯碱和碱化渣（氯化钙等）；联碱法是以合成氨装置生产的氨和二氧化碳，以及利用原盐为原料生产纯碱并联产氯化铵的方法，产物包括纯碱和氯化铵等。 天然碱法是以天然矿物碱（主要成分为碳酸钠和碳酸氢钠）为原材料经过一系列工艺生产加工得来。根据碱矿成分的不同，天然碱法的生产工艺主要分为蒸发法和碳化法两种。对于以晶碱石（Na2CO3NaHCO32H2O）为主要成分的，一般采用蒸发法生产工艺；对于主要成分为泡碱（NaCO310H2O）的，一般采用卤水碳化法生产工艺，提取天然卤水进行碳化、干燥和煅烧，制成纯碱。 纯碱产业链 注：*指原料煤的单耗水平 全球纯碱仍以合成工艺为主。全球纯碱产能中低成本天然碱法工艺生产占比35%，较高成本合成法工艺生产占比为65%（2023年数据）。其中美国（全部为天然碱法）、土耳其等天然碱矿富集的国家以天然碱法为主，而其他国家则以合成法为主。 在不同国家/地区的生产工艺中，美国天然制碱法的生产成本最低的工艺之一，我国联碱法成本较高。与天然碱法生产工艺相比，合成纯碱的生产成本约为其两倍，且需要消耗更多的能源。 全球纯碱生产工艺分布（按产能，2023） 全球不同地区纯碱生产工艺成本对比（2021Q3） 我国纯碱生产工艺分布（按产能） 注：我国纯碱工艺分布数据更新截至2024年3月 纯碱生产工艺对比 项目 天然碱法 氨碱法 联碱法 原料 天然碱矿 海盐、湖盐、石灰石 海盐、井矿盐、合成氨 NaCl利用率 - 28%-30% >96% CO2来源 - 石灰石和焦炭 合成氨的副产品 优点 质量高、成本低 规模大、投资额相对较小 质量高、避免大量废渣废液排放 缺点 受天然碱资源地区分配制约 需要丰富资源供应，废渣废液排放量大 需配套合成氨装置，一次性投资大、副产品氯化铵，受农业生产和复合肥行业发展制约 原材料单耗 氨耗 - ⩽3.5千克/吨碱 ⩽345千克/吨碱 盐耗 - 1.42吨/吨碱 1.15吨/吨碱 相较于合成工艺，天然碱法制纯碱具备显著成本优势 从历史数据看，天然碱法生产成本整体低于合成法（按照16年以来数据单吨制造成本平均低约600-650元/吨）。 联碱法产出纯碱的同时以1:1.0-1.2的比例产出氯化铵，成本方面，通常先算出联碱法“双吨”总成本，其中纯碱成本占双吨成本的75%-80%。 纯碱分工艺制造成本测算 项目 联碱法 氨碱法 天然碱法 1、原材料单耗（吨） 原盐 1.15 1.53 - 液氨 0.31 - 石灰石 - 1.3 燃料（烟煤） 0.33 0.1 动力煤 0.45 0.52 0.5 2、其他制造成本（元/吨，除外购原材料费、燃料及动力费） 动力电、一次水、脱盐水、脱硫脱硝、包装费 工资及福利费、修理费、折旧费、摊销费、安全费用、矿山地质环境治理恢复基金、其它费用 207 292 268 3、合计（元/吨，价格更新截至5/24） 1525 1426 713 21年三种工艺成本有所上涨主要是由于动力煤及液氨价格快速上涨所致。 不同工艺制造成本对比 *注：（1）联碱法纯碱成本按照双吨成本的75%测算；（2）本页原材料单耗数据与P5产业链所示单耗数据存在差异，主要由于本页动态成本测算参考郑州商品交易所公布的个别碱厂实际原材料单耗数据，不影响研究结论 对比来看，相较于合成工艺，天然碱法制纯碱具备显著环保优势。 不同工艺-每生产1吨重质纯碱综合能耗 不同工艺-每生产1吨重质纯碱的碳排放量 不同工艺-每生产1吨纯碱的固体废渣排放量 不同工艺-每生产1吨纯碱的废液排放量 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明资料来源：远兴能源公司公告、天风证券研究所9 供给：全球纯碱产能规模持续扩张，中国贡献主要增量 全球供给：规模持续扩张，中国贡献主要增量 天然碱矿：主要集中在美国和土耳其 贸易：主要出口国为美国、土耳其、中国和保加利亚 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明10 近年来，全球纯碱产能和产量呈逐年上升态势。据Bloomberg，纯碱产能从2000年的4472万吨上升至2023年的8295万吨；其中2023年从结构上看，中国（50%）、北美（18%）和西欧（11%）为主要纯碱产能分布地区。 升至45.9%，达到历史峰值。 我国纯碱产能占全球产能比例由19.3%提 6675.8万吨，中国为产能增量主要来源， 产能4472.1万吨，到2014年增长至 •据Bloomberg统计，2000年，全球纯碱 2000年以前，全球纯碱产能欧美主导 2000~2014年，中国产能快速扩张 2015~2022年，中国纯碱产能进入平稳期 全球纯碱产能情况-按地区 •全球纯碱工业始于比利时（1865年），由 索尔维公司实现的索尔维制碱法（氨碱法） 成为纯碱工业化生产的关键技术。 •20世纪中期至21世纪初，美国受益于天然碱矿的发现以及更经济的天然碱法工艺，成为世界最大的纯碱生产和出口国家。 •我国纯碱工业始于1917年天津永利碱厂的创办，该碱厂也是亚洲第一家索尔维法碱厂，开创了我国化学工业的先河。 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 •2015年，我国新《环保法》的出台，对高能耗的纯碱行业管控趋严，推动高环保成本的落后小产能退出，叠加供给侧改革， 我国纯碱产能进入平稳调整期，同时全球占比有所回落（2020年为45.0%）。 来源于中东和非洲地区。2023年，随着我国天然碱产能的投放，全球新增产能集中在我国。 •2015-2021年，全球纯碱产能增量较多 全球纯碱产能增量情况-按地区 资料来源：Bloomberg、天风证券研究所11 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 资料来源：Bloomberg、天风证券研究所 12 全球纯碱产量情况-按地区 全球纯碱开工率情况-按地区 全球纯碱产量增量情况-按地区 从产量角度，分布特征与产能相同。分国家/地区看，2023年全球纯碱产量主要集中在中国、北美和西欧，分别占全球产量的50%/18%/11%。从2003年开始，中国纯碱产能迅速扩张，产量规模也同步快速增长。 从开工率看，伴随产能的较快速度扩张，2008年后全球纯碱开工率仍实现逐步小幅提升，从2009年76.1%提升至2023年88%。