POE行业研究报告：光伏胶膜拉动需求，国产化进程加速

光伏胶膜拉动需求，国产化进程加速 ——POE行业研究报告 分析师：于庭泽SAC编号：S0870523040001 联系人：郭吟冬SAC编号：S0870123060051 行业研究报告2024年7月22日行业：基础化工增持（维持） 主要观点 光伏胶膜迭代趋势放大未来POE需求。POE兼具塑料和橡胶的性质，性能优异，在光伏胶膜、汽车、建筑等领域均有应用。在光伏领域，n型电池和双面双玻组件的市场渗透率呈现增长趋势，驱动POE和EPE胶膜需求扩大，从而拉动原料POE粒子的需求。我们预计2024年全球光伏胶膜的需求有望达到40.00~44.10亿平方米，全球光伏级POE粒子的需求将快速提升。我们估计2024~2026年全球光伏级POE粒子的需求分别达到38.83~42.81万吨、42.84~47.12万吨、46.26~53.36万吨。此外，汽车轻量化趋势下，单车改性塑料用量的提升也将助长POE需求。 POE存在高技术壁垒，行业长期被国外公司垄断。POE有三大技术壁垒：高碳α-烯烃、单活性中心茂金属催化剂、溶液聚合技术。我国POE生产技术落后于国外，POE的市场供应长期由国外几大龙头企业垄断，包括陶氏化学、埃克森美孚、三井化学、LG、SK-SABIC、北欧化工等，主要产能约为168万吨/年。 我国POE国产化进程驶入快车道。随着我国逐渐打破各项POE技术壁垒，POE国产化进程加速。2023年12月，贝欧亿公司自主建设的国内首套POE工业化装置正式成功投产。2024年6月，万华化学一期20万吨/年POE项目实现全流程贯通，并于当日产出合格产品，标志着中国首套大规模自主研发的POE工业化装置一次性高质量开车成功。据不完全统计，我国规划的POE项目总产能约295万吨/年，其中，万华化学、卫星化学、天津石化、鼎际得等公司的工业化装置有望在2024-2025年间投产。 投资主线：建议关注具有POE粒子自主知识产权、工业化进程较快的企业，鼎际得、万华化学、卫星化学、东方盛虹等。风险提示：光伏新增装机进度不及预期；POE项目进度不及预期；POE市场竞争加剧。 2 目录 SECTION Content 一、POE的优异性能：“塑料”+“橡胶”二、POE的供给：产能主要集中在国外 三、POE的需求：光伏胶膜和塑料改性需求持续增长 四、POE技术壁垒高，国产化进程加速推进 五、公司篇：鼎际得、万华化学、卫星化学、东方盛虹布局加快 六、风险提示 POE，即聚烯烃弹性体，是由乙烯与α-烯烃（如1-丁烯、1-己烯或1-辛烯）无规共聚得到的弹性体，常温下拥有橡胶的高弹性和韧性，在高温下还能够塑化成型。POE共聚单体中α-烯烃的含量较高（质量分数>20%），密度低（一般<0.890g/cm3），具备优异的耐候和耐老化性能，被广泛地应用于光伏电池、汽车部件、航空航天、5G/6G通信等领域。 图1POE材料 图2POE分子结构式 [(CH2CH2)x(CH2CH)y] (CH2)z z=1：乙烯-1-丁烯无规共聚物z=5：乙烯-1-辛烯无规共聚物 CH2 资料来源：百川盈孚，上海证券研究所资料来源：王臣臣《交联和共混改性聚烯烃弹性体（POE）的研究》，上海证券研究所 乙烯/α-烯烃无规共聚物的化学组成分布与结晶形态有直接关联。如对于乙烯/1-辛烯无规共聚物，在分子量一定的情况下，随着1-辛烯含量的 增加，共聚物的熔点、密度和结晶度均下降。按密度从大到小的顺序，高密度聚乙烯（HDPE）为规则的片晶；线性低密度聚乙烯（LLDPE ）仍为片晶，但规整度降低；聚烯烃塑性体（POP）具有混合的片晶和束状晶体；POE共聚单体含量最高，结晶度最低，无法形成完整的片晶。 图3POE同时具有规整和无定型结构 POE POP LLDPE HDPE 资料来源：刘伟峰《乙烯/辛烯溶液共聚及其聚合物链结构的调控》，上海证券研究所 POE的微观结构决定了其优异的性能。POE结构中规整的乙烯分子链段可以发生结晶行为，其晶区可以作为材料的物理交联点，提高了材料的物理机械性能；分子中的无定形区域以及比较柔软的辛烯链段提高了POE材料的韧性。此外，POE材料较窄的分子量分布使其拥有良好的流动性；全饱和的分子链使其具有优异的的耐候性能。 表1三种乙烯/α-烯烃无规共聚物的比较 LLDPE POP POE 催化剂多采用Ziegler-Natta催化剂 茂金属催化剂 茂金属催化剂 制备工艺多采用气相或淤浆聚合 高温溶液聚合 高温溶液聚合 共聚单体含量8-10% <20% >20% 密度 (g/cm3) 0.915-0.9400.890-0.915通常小于0.890 资料来源：刘伟峰《乙烯/辛烯溶液共聚及其聚合物链结构的调控》，吴薇《聚烯烃弹性体研究进展》，亚化咨询，上海证券研究所 从Z-N催化剂到茂金属催化剂：聚烯烃工业生产传统使用的是Ziegler-Natta催化剂，它的缺点在于共聚单体插入能力有限，得到的聚合物分子量分布和化学组成分布均较宽，无法生产出POE材料，只能生产以线性低密度聚乙烯（LLDPE）为主的产品。1980年，Kaminsky等人发现Cp2ZrCl2/MAO组合显示出很高的乙烯聚合活性，从而推动了茂金属催化剂的迅速发展。茂金属催化剂只存在单活性中心，从而使聚合物分子量分布变窄，共聚物组成分布更均匀；同时，茂金属催化剂具有高聚合活性，优异的共聚合性能和广泛的可耐受共聚单体种类。 高温乙烯溶液聚合工艺：乙烯溶液聚合需要在聚合物熔点以上温度进行。加拿大诺瓦化工公司的SclairtechTM溶液法工艺是最早的乙烯溶液聚合工艺，该工艺首先由加拿大杜邦公司开发，于1963年公开专利，1994年该技术被诺瓦购买。埃克森美孚开发了绝热连续溶液聚合工艺，并用该工艺最早将茂金属催化剂应用于聚乙烯的工业生产。 陶氏化学公司利用限定几何构型茂金属催化剂技术（CGC），并在传统烯烃淤浆环管聚合工艺基础上开发出了乙烯溶液环管聚合工艺，公司于1993年率先实现了POE的工业化生产。 POE的原材料为乙烯和α-烯烃（1-丁烯、1-己烯和1-辛烯等），两种原料在茂金属催化剂的作用下合成POE。 POE及其原料属于国家鼓励的产业。根据《产业结构调整指导目录（2024年本）》，鼓励类产业中包括“乙烯-辛烯共聚物、茂金属聚乙烯等特种聚烯烃及高碳α-烯烃等关键原料的开发与生产”。 图4POE产业链图5POE与原油价格相关性较好 3500 布伦特原油（右轴，美元/桶）POE进口均价（左轴，美元/吨） 140 资料来源：中国石油和化工大数据，华经产业研究院，上海证券研究所 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 资料来源：iFinD，上海证券研究所 120 100 80 60 40 20 0 POE的应用可分为以下四类： （1）直接改性：POE直接改性应用于PP和PE的共混改性，共混聚烯烃后，增韧、抗冲击的效果明显。POE直接改性PP主要针对汽车零配件、家电外壳和口罩领域。汽车零配件主要包括汽车保险杠、汽车内饰、门板，应用于汽车零配件的POE要求流动性、冲击改善性好；家电外壳主要指空调、电视、洗衣机等的外壳制作；口罩领域中POE作为专用柔顺剂共混到熔喷布、无纺布中。POE直接改性PE主要应用于防水卷材和管材领域。 （2）接枝改性：将马来酸酐（MAH）或甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）等极性单体接枝在POE分子链上后，与带有强极性基团的聚酰胺（PA）、聚酯（PT）类聚合物共混，用以改善这类聚合物的冲击性能。PA和PT是重要的工程塑料，广泛应用于建筑、机械、电子、汽车、日用品等领域。 图6POE直接改性应用 资料来源：张腾等《聚烯烃弹性体和塑性体产品及应用现状》，上海证券研究所 图7POE接枝改性示意图 资料来源：张腾等《聚烯烃弹性体和塑性体产品及应用现状》，上海证券研究所 （3）发泡改性：中底是运动鞋的核心部分，其作用是提供稳定性、缓冲和回弹，吸收冲击力以提供保护，带来温和的脚感。乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）具有良好的柔软性和弹性，是运动鞋中底广泛使用的材料。EVA共混POE发泡后的产品质量更轻，压缩回弹更好，触感良好 ，泡孔均匀细腻，撕裂强度高。 （4）作为单一材料使用：POE作为单一材料主要应用于光伏组件的封装材料——胶膜，用于封装并保护电池片。 图8POE发泡改性应用 图9POE胶膜在光伏组件中的应用 资料来源：张腾等《聚烯烃弹性体和塑性体产品及应用现状》，上海证券研究所资料来源：张腾等《聚烯烃弹性体和塑性体产品及应用现状》，上海证券研究所 目录 SECTION Content 一、POE的优异性能：“塑料”+“橡胶”二、POE的供给：产能主要集中在国外 三、POE的需求：光伏胶膜和塑料改性需求持续增长 四、POE技术壁垒高，国产化进程加速推进 五、公司篇：鼎际得、万华化学、卫星化学、东方盛虹布局加快 六、风险提示 根据华经产业研究院和LG化学官网，全球POE的主要产能约为168万吨/年；若算上丙烯基弹性体，则全球广义的聚烯烃弹性体主要产能合计约208.5万吨/年。POE的主要生产企业包括陶氏化学、埃克森美孚、三井化学、LG、SK-SABIC、北欧化工等，行业集中度高， CR5=98.21%。 图10全球POE主要产能中各公司、各国占比 埃克森美孚其他 5%2% 三井化学 12% SK-SABIC 14% 陶氏化学 45% LG22% 沙特其他 12% 2% 新加坡 12% 泰国 12% 韩国 36% 美国 26% 资料来源：华经产业研究院，LG化学官网，上海证券研究所 表2全球主要POE供应企业及产能 企业 装置地点 产能 （万吨/年） 商品名 投产时间 技术路线 可产产品类型 合计（万吨/年） 广义 狭义 陶氏化学 美国德州 20 Engage、Affinity 1993/2004 Insite+CGC POE/POP 81.5 76 美国 路易斯安那 16 Engage、Infuse 2003/2006 - POE/POP /OBC 西班牙塔拉戈纳 5.5 Versify等 2004 Insite+CGC 丙烯基弹性体 泰国马塔府 20 Engage、Affinity 2008 Insite+CGC POE/POP 沙特萨达拉 20 Engage 2016 Insite+CGC POE 埃克森美孚 美国 路易斯安那 8 Exact/Exceed 1991/2005 Exxpol POE 43 8 美国 路易斯安那 35 Vistamax 2004 Exxpol 丙烯基弹性体 三井化学 新加坡裕廊岛 20 Tafmer 2003/2010 专有茂金属催化剂 POE/POP /EPDM 20 20 SSNC(SK- SABICJV) 韩国蔚山 23 SK:Solumer SABIC:Fortify 2015 Nexlence POE/LLDPE 23 23 LG 韩国大山 28 Lucene 2009/2016 专有茂金属催化剂 POE 28 28 10 2023 POE 10 10 北欧化工有限公司 荷兰赫仑 3 Queo 2013 专有茂金属催化剂 POE/POP 3 3 广义聚烯烃弹性体产能合计 208.5 狭义POE（仅限乙烯基聚烯烃弹性体）产能合计 168 资料来源：华经产业研究院，LG化学官网，上海证券研究所 陶氏化学是一家全球领先的材料科学公司，2023年销售额达450亿美元，主要经营业务包括包装和特种塑料、工业中间体和基础设施、高性能材料和涂料等。陶氏化学是全球POE产能最大的公司，且产品质量高，牌号齐全，可应用于光伏封装胶膜、汽车等领域。 2006年，陶氏化学发布了一款商品名为InfuseTM的新型弹性体，它是一种乙烯-1-辛烯嵌段共聚物（OBC），是通过陶氏化学提出的链穿梭聚合方法合成的。OBC由高乙