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EVA 行业深度:光伏行业高景气,EVA 供需结构有望维持紧平衡(光伏EVA股票)

(报告出品方/分析师:开源证券 金益腾 龚道琳 徐正凤)

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-Vinyl Acetate Copolymer)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%。

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。

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。

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。

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。

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 PV Info Link 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%左右,EPE 胶膜渗透率有望从 2021 年 的 14%提升至 2030 年的 25%。

按照 EPE 胶膜中 EVA 和 POE 用量占比为 2:1 计算,我们预计 2022-2025 年 EVA 光伏料在全球光伏胶膜材料中的用量占比将维持在 80% 以上。

2.2、光伏发电具备低装机成本和低平准化度电成本优势,碳中和背景下全球新增光伏装机量快速提升

全球主要国家为实现碳中和定下的时间表。为应对全球气候变化挑战,减缓全球变暖趋势,2015 年 12 月近 200 个缔约方共同通过了《巴黎协定》,其主要目标是将21世纪全球气温升幅控制在 2.0℃以内。抑制全球变暖的关键在于减少全球碳排放,因此全球主要国家正积极推进能源转型,为实现碳中和推进立法或制度政策。

2010-2021 年光伏发电成本大幅降低,助力光伏发电推广普及。

随着技术的发展和普及,光伏装机成本和平准化度电成本得到了大幅优化。

根据国际可再生能源署 IRENA 测算,从 2010 年至 2021 年,光伏发电装机成本由 4,806 美元/千瓦时下降至 857 美元/千瓦,降幅达 82.17%。

光伏发电平准化度电成本(LCoE)是对项目生命周期内的成本和发电量进行平准化计算得到的发电成本,即生命周期内的成本现值/生命周期内发电量现值。

根据 IRENA 数据,从 2010 年至 2021 年,光伏发电的平准化度电成本由 0.417 美元/千瓦时下降至 0.048 美元/千瓦时,降幅达 88.49%。

容量因子为电厂平均发电量与额定发电量的比值,电厂满负荷运转时容量因子接近 1,停机维修时容量因子为 0,较高的容量因子可摊薄固定成本。从 2010 年至 2021 年,光伏发电容量因子由 13.8%提升至 17.2%,增幅达 24.64%。

综上所述,由于装机成 本的压缩,度电成本的优化,以及容量因子的提高,光伏发电的整体成本大幅降低,目前光伏发电成为低碳发电方式中最具性价比的选择之一,推广普及因此受益。

光伏行业高景气度延续,预计 2022 年全球新增装机量在 200GW 以上。

由于光伏发电具备安装成本及平准化度电成本优势,在碳中和背景下光伏新增装机量有望持续提升。

我们选取六家权威机构给出的预测值做加权处理,保守情况下预计 2022 年全球新增光伏装机量为 202GW,乐观情况下有望达到 236GW。

其中 CPIA 于 2022 年 7 月根据 2022 年 1-6 月装机完成情况对预测值进行了调整,具有更高的时效性,因此后文我们根据 CPIA 的预测数据进行测算。

根据 CPIA 数据:2022 年全球光伏新增装机量保守预计为 205GW,并将在 2030 年达到 315GW;乐观预计 2022 年为 250GW,并将在 2030 年达到 366GW。

在国内,保守估计 2022 年中国光伏新增装机量为 85GW,并将在 2030 年达到 105GW;乐观估计 2022 年为 100GW,并将在 2030 年达到 128GW。

2.3、全球新增光伏装机量快速增长,带动 EVA 光伏料需求持续向上

光伏景气度延续驱动上游光伏级 EVA 市场需求稳步增长,我们预计 2022 年全球 EVA 光伏料需求量为 115.28-140.59 万吨。

根据上海天洋公告,平均 1GW 新增光伏装机量所需要的光伏封装胶膜面积为 1,000-1,300 万平方米,我们取均值 1,150 万平方米。根据海优新材招股书,一平方米光伏胶膜的平均重量约为 500g。

根据 CPIA 预测的 EVA 胶膜、POE 胶膜、共挤型 POE 胶膜的渗透率以及 2022 年全球光伏新增装机量,按照容配比 1.2 计,2022年全球 EVA 光伏料需求量约为 117.40-143.18 万吨。

3、 供给端:2025 年之前我国 EVA 光伏料新增产能释放有限,市场结构或将维持供需紧平衡

3.1、 目前我国 EVA 光伏料产能占比较低,且新增产能释放缓慢

目前我国 EVA 总产能为 192.2 万吨/年,预计 2022 年光伏级 EVA 产能为 98.4 万吨/年。国内 EVA 产能合计 192.2 万吨/年,主要包含电缆料、发泡料、光伏料。由 于工艺路线的差异以及各家公司的产品定位,各家产商对于三种 EVA 产品的产能分 配不同。

截至目前,北京东方石油化工、燕山石化装置共 24 万吨/年产能不具备 EVA 光伏料生产能力;斯尔邦石化的 20 万吨巴塞尔管式装置、浙江石化 30 万吨巴塞尔 管式装置均规划为 100%生产光伏料。

除以上四套装置规划明确,其他厂商的 EVA 产能均可在电缆料、发泡料和电缆料间做分配调整:除中化泉州具备 100%生产光伏料的能力外,其他厂商可能难以实现 100%产出光伏料,原因有两点:

(1)EVA 光伏料产能利用率较低:EVA 光伏料为高 VA 含量产品,粘度较高,装置易结垢、堵塞,因此需要进行频繁的装置清洗和检修,影响装置开车时长,导致装置产能利用率降低。

2)EVA 生产商亦需一定程度上满足电缆料、发泡料客户的采购需求。综合以上因素,我们预计 2022 年国内光伏级 EVA 产能约为 98.4 万吨,占国内 192.2 万吨/年 EVA 总产能的 51.20%。

EVA 光伏料新建产能释放节奏较为缓慢。

由于我国 EVA 厂商生产工艺均为海外专利商提供,如利安德巴塞尔、埃克森美孚等,装置订购和项目建设周期较长。

装置建设完成,投料开车之后仍需要进行“LDPE-低 VA 含量的 EVA 产品-高 VA 含量的 EVA 产品”的爬坡和过渡阶段,需要额外的调试时间,因此产能释放节奏较为缓慢,预计截至2025年,我国 EVA 光伏料产能增量释放有限。

2022年海外仅有韩国乐天化学 30 万吨/年装置投产,我们预计2022-2024年国内新增产能释放节奏如下:

2022年:中科炼化 10 万吨/年装置于 3 月投产并产出 EVA 产品;新疆天利高新 20 万吨/年装置已经于 6 月 30 日中交,预计于2022年 Q4 投产。

2023年:古雷石化 30 万吨/年装置预计于2022年 12 月投产,可能于2023年 Q1 贡献产能;宝丰能源 25 万吨/年装置预计最快于2023年 Q1 投产。

2024年:斯尔邦石化共规划 70 万吨/年 EVA 产能,包括三套 20 万吨/年装置和一套 10 万吨/年装置,其中一套 20 万吨/年装置计划于2024年投产。

3.2、2022-2023年我国光伏级 EVA 供需结构或将维持紧平衡

我们预计2022-2023年我国光伏级 EVA 市场结构将处于紧平衡状态。

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 85.19 万吨。

根据公司公告,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 95%、光伏级 EVA 进口量占 EVA 进口量的 40%,我们推算出 2021 年我国光伏级 EVA 供给量(国内产量加进口量)与需求量的差值仅为 7.42 万吨,供需结构偏紧。

根据 CPIA 统计数据,2019-2021年我国光伏新增装机量分别为 30.1 GW、48.0 GW、55.0 GW,而我国光伏组件产量分别为 98.6 GW、124.6 GW、182.0 GW,其中 光伏组件出口量约为 63.5 GW、78.7 GW、98.5 GW。

2019-2021年我国光伏组件产量中的出口占比分别为 64%、63%、54%,我国新增光伏装机量与光伏组件的产量的比值分别为 31%、39%、30%。

我们做出如下假设:

(1)2022-2024年我国光伏新增装机量分别为 92.5 GW、87.5 GW、92.5 GW。根据 CPIA 预测,我国2022-2024年新增光伏装机量的乐观预期分别为 100 GW、95 GW、100 GW;保守预期分别为 85 GW、80 GW、85 GW,我们取其均值。

(2)2022-2024年我国新增光伏装机量与光伏组件产量的比值分别为 32%、27%、30%。2021年我国新增光伏装机量与光伏组件的产量的比值为 30%,根据 CPIA 预测,2022年我国光伏装机量增幅高于全球,因此将2022年我国光伏新增装机量与光伏组件产量的比值上调至 32%;2023年我国光伏新增装机量同比下滑,而全球光伏新增装机量同比上升,因此将 2023 年我国光伏新增装机量与光伏组件产量的比值下调至 27%;2024 年的比例与 2021 年持平。

(3)平均 1GW 新增光伏装机量对光伏封装胶膜的需求量为 1150 平方米,1 平方米光伏封装胶膜的平均重量为500克。数据源于上海天洋公告及海优新材招股书。

(4)2022-2024年我国光伏胶膜中 EVA 的用量占比分别为 83.03%、83.33%、83.33%。EVA 胶膜、POE 胶膜、共挤型 POE 胶膜的市场渗透率假设来源于 CPIA 预测数据,具体测算方法见本报告表 4。

(5)2022-2024 年我国光伏级 EVA 的进口量维持在 40 万吨。

综上,我们测算出 2022-2024 年中国光伏级 EVA 的市场缺口(需求量-供给量)分别为 9.40 万吨、2.48 万吨、-22.45 万吨,预计 2022-2023 年我国光伏级 EVA 树脂供需结构将维持紧平衡状态。

4、受益标的

东方盛虹:2021 年底,公司收购斯尔邦,斯尔邦当前拥有 EVA 树脂产能 30 万吨/年,另外规划建设约 75 万吨/年 EVA 产能(包括 60 万吨光伏级 EVA 和 15 万吨热熔级 EVA),投产后公司 EVA 产能将突破百万吨。

联泓新科:公司是国内少数拥有光伏级 EVA 大批量生产能力的企业。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。同时,公司投建的 2 万吨/年超高分子量聚乙烯和 9 万吨/年醋酸乙烯联合装置项目预计于 2023 年上半年建成,投产后公司 EVA 原材料自制比例将提升。

荣盛石化:公司控股子公司浙江石化拥有 EVA 产能 30 万吨/年,定位生产 EVA 光伏料,公司计划进一步扩产 70 万吨/年光伏级 EVA 产能。

5、风险提示

市场需求下滑、产品价格大幅下降、光伏新增装机量不及预期。

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