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化工基础材料行业专题研究:新周期起点将至,关注核心技术材料

  • 未来智库
  • 2022年11月24日07时

(报告出品方/作者:华泰证券,庄汀洲,张雄,姚雯薏)

景气筑底,关注油气及石油制品、需求复苏和新材料三主线

化工行业总体需求依赖宏观环境,据国家统计局,国内 PMI 指数自 22 年初以来整体较弱, 多数月份 PMI 低于荣枯线,9 月有所回升至 50.10 左右,作为“周期之母”的地产行业延 续低迷, 1-9 月国内房屋新开工/竣工/商品房销售面积累计同比增速-38/-20/-53/-22%。外 需方面,高油价、高通胀及美元加息等背景下,欧美等海外主要经济体经济增速回落,出 口产品需求景气显著下滑。内外需承压下,22Q3 化工行业价差收窄至近十年底部,企业盈 利逐步寻底,而伴随终端需求增速探底,我们预计 23 年化工周期品需求或迎来边际改善。

供给角度,据国家统计局数据,虽 21H2 以来化学原料与化学制品业固定资产完成额累计同 比增速放缓,但 22 年 1-9 月累计同比仍有 19.3%,行业新产能投放仍在延续;化学纤维制 造业亦处于供给扩张周期。21 年以来行业在建工程投资亦进入新一轮较快增长,截至 22Q2 末纳入我们统计范围的 456 家上市化工企业在建工程余额仍有 4655 亿元(同比+25%,增 速高于行业),我们认为供给侧改革以来积累了大量盈利的大型化工企业基于一体化战略仍 在加速资本开支投放,供需变化趋势出现错配。

从库存周期角度,21Q4 以来化工主要子行业化学原料与制品制造业 PPI 同比数据持续下行, 产成品存货额同比-PPI 同比(代表库存量的同比趋势)持续上行,而 22 年 8 月库存开始呈 回落态势。我们认为行业已转向主动去库存周期,短期而言,化工品需求和价格或仍有承 压,而化工周期品价差见底后企业减开工率及需求边际复苏有望带来价格价差逐步企稳以 及回升,2023 年或是新一轮景气上行期的起点。从估值角度,22Q3 以来传统氯碱、氮肥、能源、聚氨酯和涤纶等周期性子行业 PB 和 PE 估值水平均已处于近 10 年相对底部区间,膜材料、电子化学品等偏下游的子行业 PB 和 PE 估值中枢亦回落至较低位,我们认为虽短期供需格局偏弱,但伴随行业景气触底,未来需 求有望逐步复苏下,从估值角度,部分子行业或已处于较好的底部配置区域。


从化工各子行业角度,短期而言受需求弱势及化工制造产能扩张影响,行业整体处于景气 较弱阶段,而考虑长期的资本开支缺口及国内下游触底后的边际改善,我们认为宜优选三 条投资主线:1)油气及石油制品。短期衰退预期压制油价走势,但全球资本开支长期低迷 导致的供给压力或带来油气景气周期延长;海外炼能的削减及国内隐形产能退出等亦导致 柴油等石油制品出现供给缺口,需求复苏阶段炼油公司有望受益;

2)下游复苏及国内制造 业优势板块。供需双弱下基础化工景气于 22Q3 以来逐渐探底,伴随终端需求增速触底后 边际有望改善,聚氨酯、化纤印染等行业有望逐渐步入景气上行期,聚氨酯、氟化工等供 给格局优化亦将助益;农药、煤化工等有望受益于国内煤电比价和制造成本等优势;3)精 细化工及新材料领域具备持续进口替代机会及创新型赛道,关注合成生物、新能源材料和 军工新材料等新兴产业的投资机会。

油气及石油制品:资本开支低潮后,传统能源紧张态势延续

油气:衰退预期压制短期价格,资本开支低迷造成长期影响

22Q2 以来,伴随美联储加息导致的全球需求预期下滑影响,以及俄乌冲突影响消化, Brent/WTI 原油期货整体回落,10 月 27 日收盘价分别报 96.96/89.08 美元/桶,较 6 月的前 期高点回落 21%/26%,而由于人民币汇率波动,叠加东亚溢价存在,INE 期货 10 月 27 日 收盘价报 678.9 元/桶,较 6 月的前期高点仅下跌 12%。加息、能源危机等因素导致的全球 经济衰退预期持续压制国际油价短期走势。

另一方面,供给端力量支撑油价在高位的运行,10 月初 OPEC+产量会议意外宣布 22 年 11 月至 23 年 12 月期间将减产原油 200 万桶/日,支撑油价在 10 月维持相对高位。据 OPEC, 自 21 年下半年以来,OPEC 及 19 个参与减产协议的 OPEC+国家减产量稳步增长,减产 持续超额执行。据 BP 统计,2021 年 OPEC+在全球原油贸易量中的占比约 2/3,市场影响 力显著。在经济衰退及新能源替代导致短期、长期需求承压的背景下,OPEC+对利润的关 注度高于市场份额,或导致其供给协同持续。


需求而言,中国、欧洲均出现需求承压,美国由于其战略石油储备(SPR)的快速释放, 10 月数据已接近 1984 年水平。若后续油价回落,SPR 补库存及中国、欧洲复苏将带动原 油需求回升。下游产品方面,美国汽油、柴油库存下行至 7 年低位,成品油表现仍然强劲。长期而言,全球原油资本开支自 2015 年以来显著下滑,据 IEA,2021 年全球原油资本开 支 7780 亿美元,较 2019 年仍下滑 11%。且其中 2/3 用于已开发资源的维护及增产,在已 开发资源的资本开支方面,中东国有石油企业及俄罗斯企业占 2/3。

与原油类似,天然气同样面临资本开支不足的窘境,尽管需求持续上升,但 2015 年以来的 低油气价格导致了截至 2021 年全球天然气资本开支仅 4210 亿美元,较 2019 年下滑 14%。另一方面,天然气由于需求-供给分割及跨国/洲运输的障碍,需要液化设施、LNG 船、气化 设施的持续投资保障需求增长,而 2020/2021 年全球天然气出口能力总投资仅 138/233 亿 美元,分别较 2015 年高点下滑 58%/30%,由于资本开支到产能的落地需要 3-4 年时间, 导致供给缺口或中长期存在,在需求稳健的假设下,全球天然气价格较 2016-2021 年整体 走高。2022 年的全球天然气高价已驱动沙特阿拉伯、尼日利亚、阿联酋等产气国加大 LNG 出口能力投资。

石油制品:柴油全球短缺显现,国内成品油静待需求改善

由于供给不足及气转油等需求带动,全球成品油市场出现显著产品及区域的结构性差异。据 Bloomberg,10 月 27 日美湾/鹿特丹/新加坡汽油裂解价差分别为 24.10/23.96/-1.27 美 元/桶,亚太市场承压,而欧美市场供不应求,盈利创 6 年高位;柴油方面由于取暖、发电 等方面需求的推动,10 月 27 日美湾/鹿特丹/新加坡裂解价差分别为 79.06/42.73/42.71 美 元/桶,全球呈现高盈利,从地区来看,美国的缺口最大。

国内方面,据隆众资讯,Q3 以来国内柴油裂解价差整体高于汽油,汽柴油综合裂解价差水 平处于4年内偏高位置。10月27日汽油/柴油社会库存处于过去3年低位,分别为1518/1372 万吨,考虑到目前国内经济低迷,成品油市场的盈利及库存水平呈现反常态势。

国内成品油景气反常的一项因素来自于供给的显著下降。据海关总署,2021 年 5 月后由于 对进口至中国的轻循环油、混合芳烃加征消费税,导致 2022 年中国轻循环油及混合芳烃进 口量大幅下滑,22 年 8 月轻循环油/混合芳烃进口量分别为 5.50/0.04 万吨,同比下降 57%/99.6%。由于柴油的景气度提升,国内主营炼厂加大柴油产出率,据隆众资讯,10 月 27 日已提升至 32.22%,汽油产出率保持在 23.34%。而独立炼厂收到原油配额及销售渠道 限制,整体开工率压减,但仍保持了柴油产出率在 36.9%。


全球成品油的景气与 2020 年下半年以后的经济复苏及部分中小炼厂关停相关,而国内同样 面临着隐形产能的退出及存量成品油产能的削减(减油增化),我们认为在经济低迷态势下 的成品油市场反常,或将导致在需求复苏阶段国内炼厂开工率的显著修复及产品盈利改善。炼油行业公司有望受益。

下游需求改善:盈利低谷后的需求边际复苏带来机遇

聚氨酯:海外成本高企助力国内企业竞争力,竞争格局仍将持续优化

MDI 和 TDI 为聚氨酯产业链主要品种,据天天化工网、科思创,21 年全球 MDI/TDI 需求量 同比分别增 6.1%/6.0%至 786/249 万吨,国内需求量同比分别增 5.5%/4%至 268/83 万吨, 2015 年以来国内外 MDI/TDI 需求量整体保持增长态势,16-21 年全球 MDI/TDI 需求 CAGR 分别约 4%/3%。22 年以来,国内地产、家电等领域需求整体较弱,22Q3 以来 MDI/TDI 出口需求亦承压,我们预计全年全球 MDI/TDI 需求增速或有承压。但价格表现来看,虽需 求压制下 1-9 月 MDI/TDI 价格低迷,而 9 月以来伴随大厂检修以及国内外装置不可抗力因 素等导致的供给端收缩,MDI 和 TDI 价格价差自底部开始回暖,尤其 TDI 方面全球停车/ 检修/降负装置产能比重超过 70%,价格自 8 月初的年内低位大幅反弹,产品景气显著改善。

另一方面,海外 MDI 和 TDI 通常以天然气作为合成气等的起始原料,以及作为燃气为工厂 提供热能和电力等,因此天然气对海外 MDI 和 TDI 生产成本影响较大。短期来看,虽需求 低迷下海外天然气价格 10 月以来有所回落,但俄乌冲突及欧洲对俄能源制裁等因素或导致 欧洲天然气供给持续承压,叠加行业长期资本开支不足等因素,我们预计 2-3 年内海外能 源短缺和高价局面难解,欧洲和日韩等聚氨酯企业生产成本或持续高企,且装置运行稳定 性面临考验。国内以煤炭为基础的能源结构使得 MDI 和 TDI 成本优势或显著优于海外竞争 对手,尤其周边日本、韩国等国家的终端产品也以出口为主,2-3 年维度全球天然气中枢价 格上移亦将导致东亚及东南亚竞争对手成本压力抬升,国内 TDI 的性价比优势或继续支撑 其出口需求增长以及在海外市场的竞争。

中长期而言,MDI/TDI 生产具备较高技术壁垒,行业企业较为集中,以 MDI 为例,21 年全 球产能 CR5 达 90%,竞争格局较好,且未来几年新增产能亦主要集中在现有企业,且部分 小产能将退出,竞争格局有望持续优化。另一方面,我们统计未来几年 MDI/TDI 新增产能 主要集中在中国(包括万华化学、沧州大化等企业),国内龙头企业依托规模和成本等优势 有望具备长期竞争力。


氟化工:制冷剂的凌晨,产业拐点降至

2021 年 6 月 17 日,中国政府接受《〈关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书〉基加利修正 案》,HFCs(氢氟烃)将被纳入管控物质,2020-2022 年是发展中国家第三代 制冷剂生产的基线期,2024-2028 年产量将被冻结在 2020-2022 年平均产量的水平,并从 2029 年开始逐步削减。由于配额年末的逐步临近,叠加三代制冷剂产业的大幅扩张及下游 需求不振,R32/R134a 等主流三代制冷剂价差跌入负值,企业争抢配额进入白热化阶段。而伴随配额年的结束,我们预计三代制冷剂亏损的局面将显著改善。

另一方面,据 CEMAC,2021 年四代制冷剂 R1234yf 价格仍显著高于 R134a 为代表的三 代制冷剂,下游使用替代仍需时日,三代制冷剂配额锁定后预计行业将迎来景气拐点。国 内制冷剂产业集中度整体较高,且头部企业具备较强的一体化和规模优势,未来有望受益。

农药:海外制造成本高企,部分产品迎来中期产能转移

2021 年以来,在供、需、成本三因素共振下,全球农药价格维持高位。俄乌冲突叠加主产 区极端天气频发,全球粮食安全性受到挑战,粮价整体维持高位,据世界银行,22 年 7 月 全球小麦、玉米、大豆、大米价格分别为 317/323/678/406 美元/吨,同比分别上涨 24.4%/16.0%/13.0%/2.2%。高粮价提振农化产业链需求,另一方面全球油气价格上涨则催 化了农药供应链端的不稳定性及成本上涨,全球农药价格水涨船高。据美国劳工统计局, 22 年 9 月美国农药及其他化学品 PPI 为 192.9,同比提升 43.2%;据印度商工部,22 年 9 月印度农药 PPI 为 130.6,同比提升 11%。

与海外市场相比,我国农药 PPI 指数在 22 年 1 月后表现较弱,究其原因我们认为主要有以 下两点:(1)我国农药价格指数自 20 年 10 月后反弹,主要反映与全球需求同步改善,其 中 21 年 6 月-22 年 1 月期间国内农药 PPI 涨幅斜率明显大于美、印市场,主要是由于 22Q3-Q4 国内限电限产带来农药企业开工率下行及原材料大幅上涨,更多的是反应供给端 及成本端扰动,22 年 1 月以后,国内农药行业开工率趋于正常,原材料成本下行(主要体 现在精细化工中间体供应恢复、价格下行),国内农药产品 PPI 有所回落;(2)22 年 4 月 以来,海外油、气等能源成本大幅上行,影响了海外农药产业链开工率及成本,而国内煤 炭价格相对稳定,因此 22 年 1 月以来美国、印度等海外市场表现好于国内市场。


展望 2022Q4-2023 年,我们认为本轮全球油气价格上涨已经造成部分海外高成本农药产能 开工率下降,未来 1-3 年维度可能出现新一轮农药产能转移,应重点关注有望受益的原药 品种及其制造企业。在农药原药制造中,根据品种不同,能源成本一般占生产成本 10-30%,油气价格上涨一方面 直接带来能源成本大幅上升,另一方面由于农药产业链较长,除了部分大宗化工品原料直接 与油气价格相关外,还有部分关键原料属于精细化工中间体,相关生产企业一般规模较小, 抗风险能力较差,能源高涨背景下更容易出现开工问题,对农药产业链供应稳定性带来很大 的挑战。22Q2 以来已出现部分农药品种由于海外供应商开工率下降造成的供应紧张,我们认 为在中高油气价格短期难解背景下,海外高成本农药产能进一步退出可能性较大。

中国原药制造在全球具有明显优势,有望享受产业链转移带来的份额提升。从全球农药产 业链分工而言,跨国公司近年来更多专注于前端创制药研发和终端制剂渠道把控,大部分 原药及其中间体制造环节在过去二十年内已经转移至中、印等国,在欧美本土仅保留创制 药及部分重要仿制药生产制造产能。通过综合梳理对比全球四大领先农药企业前十五大销 售品种(2018 年)及国内农药公司产能情况,我们认为应该优先关注巨头在欧美基地仍有 部分产能自供且国内供应格局较好的农药品种如烯草酮、二甲戊灵、甲氧咪草烟、嘧菌酯、 吡唑醚菌酯、氟环唑、丙硫菌唑等。中国具备完善的工业产业链,能源及原料价格相对可 控,本轮海外能源成本上涨有望催化产业链进一步向中国转移,相关企业有望受益。

煤化工:国内煤炭价格涨幅相对可控,煤化工攻守兼备

受益于自给比例较高,我国煤炭价格在本轮全球能源高价中表现相对可控。据 IPE、百川盈 孚及 Wind 资讯,中国动力煤(5500K)/澳洲动力煤(Newcastle)/欧洲动力煤(ARA)/ 布伦特原油/荷兰天然气(TTF)/日本液化天然气等产品价格自 2021 年 1 月以来涨幅较大, 对比而言国内煤炭价格涨幅相对可控。

在石化化工产品生产中,天然气/煤炭主要通过原料供应和能源成本两个方面影响化工品的 产出。一方面,天然气/煤炭作为原料,主要通过转化为合成气(CO+H2)、乙炔和氢气等 基础化工原料,进而经由 C1 化工(下游可延伸至 C2/C3/制冷剂/食品添加剂等)、合成氨(延 伸至纯碱/化肥/聚氨酯/聚酰胺等)、乙炔化工(延伸至氟化工/维生素/农药等)和氢气(延伸 至各类加氢产品)等中间产品的传导影响大部分化工品生产;另一方面,天然气/煤炭也为 化工生产过程提供能源动力,其价格波动和供应短缺将影响化工产品成本和供应端稳定性。

2022 年以来,中国煤头 C1 化工品及煤制氢已较欧洲有明显成本优势。以合成氨为例,海 外主要采用气头路线,而中国则因煤炭资源充足以煤头为主。根据我们的测算,21 年中国 与欧洲合成氨平均生产成本分别为 2576/2452 元/吨,而 22 年 9 月中/欧合成氨生产成本提 升为 3046 和 5649 元/吨,国内煤头路线氨醇成本占优。考虑众多化工产品以甲醇/合成氨 /CO/氢气等为原料,天然气高价将系统性推升海外特别是欧洲等地区化工行业运营成本。


此外,煤炭和原油皆可作为原料生产烯烃产品,乙烯和丙烯作为重要的化工原料,进一步 影响众多下游化工产品生产。根据我们的测算,21 年中国油头烯烃/内蒙古煤制烯烃成本分 别为 6201/6740 元/吨,对应布伦特原油/鄂尔多斯 5500K 动力煤价格分别为 739 元/吨和 71 美元/桶,由于国际原油价格的大幅上涨,22 年 9 月油头烯烃/内蒙古煤制烯烃成本分别 为 7613/8412 元/吨,煤制烯烃成本展现出明显成本优势。

我们认为煤化工行业已经处于景气中底部区域,展望 2023 年有望迎来景气修复,行业属性 “攻守兼备”。截至 2022 年 9 月,根据我们的统计,除 DMF/液氨/尿素外,甲醇乙二醇/醋 酸/环己酮/己内酰胺/三聚氰胺/辛醇产品单吨利润已经处于历史区间 15%或更低,显示行业 景气已基本处于历史中底部区域。此外,煤化工下游需求辐射农业生产、纺织服装、房地 产、家具生活用品、新能源材料等多元行业,展望 23 年有望随内需修复迎来景气改善。

化纤印染:行业景气见底,静待产业链复苏

自 2018Q4 以来,受美国针对性加税及国内地产销售回落影响,叠加供给端产能投放显著, 涤纶、锦纶两大化纤产品均呈现持续低迷,涤纶长丝 POY 价差频繁收窄至 1200 元/吨以下, PTA 价差频繁低于 600 元/吨,锦纶价差长期低于 12000 元/吨,其原料己内酰胺价差频繁 低于 7000 元/吨,相较 2017-2018 年显著回落,且持续较久。行业新增产能投放减缓,部 分产能开始出现减产退出迹象。

从下游情况而言,据隆众资讯,9 月以来江浙织机开工率出现反弹,回升至过去 6 年中间水 平,10 月 24 日达 70%,较 9 月 5 日提升 19pct,坯布价格指数亦攀升至 125.27,较 8 月 1 日回升 5%。染料及印染产业链亦处于低谷,据百川盈孚,活性黑/分散黑 2021 年以来价 格持续处于过去 6 年底部区域。绍兴印染布产量累计同比在 8 月下降至-5%,降至 2020 年 Q2 期间低位,行业重回景气底部。我们认为化纤印染行业受需求制约,近 3 年来持续下行且处于低迷区域已久,行业洗牌及 库存去化加速,产业龙头扩产积极性显著下降,后续伴随中国经济稳步向好,化纤、染料 行业或将迎来久违的景气改善。


化工行业转型升级,精细化工及新材料迎来突破良机

合成生物:碳中和下前景良好,国内企业有望产业兴起初期即具备优势

生物基材料是利用生物质为原料或经由生物制造得到的材料,包括生物醇、有机酸、烷烃、 烯烃等基础生物基化学品和糖工程产品,也包括生物基聚合物、生物基塑料、生物基化学 纤维、生物基橡胶、生物基涂料、生物基材料助剂、生物基复合材料及各类生物基材料制 得的制品。碳中和背景下,生物基材料因其绿色、环境友好、资源节约等特点,已成为全 球各国关注和发展的重要领域,生物基材料也是我国战略性新兴产业之一,被纳入《中国 制造 2025》新材料领域。

据 IEA Bioenergy,利用生物基化学品来替代传统石油化工品,二氧化碳减排效果良好,在 监测的乙酸、丙烯酸、己内酰胺等 13 种物质中,每吨生物基化学品可减少 1.2-5.2t 的 CO2 排放,其中生物基己内酰胺单吨二氧化碳减排量可达到 5.2t。据经合组织(OECD)预计, 全球有超过 4 亿美元的化工过程相关产品,在碳中和背景下,预计至 2030 年将至少有 20% 的石化产品可由生物基产品替代,而 2019 年替代率不到 5%,未来发展空间较大。

合成生物技术以细胞代谢/酶催化替代传统化工过程,提供了化合物合成的新路径,且通常 温度、压力等条件温和,可降低生产成本,若将细胞/酶比作新型催化剂,则过程三要素仍 与工业催化类似,即为产物浓度、产物对底物转化率以及时空收率;从原料角度,微生物/ 酶催化可以 CO2、生物质、工业副产物等为底物,减少化石燃料使用,具备显著的环保和 循环经济等优势;从合成产物角度,依托微生物代谢途径有望得到传统化工过程难以合成 的产物,且通过遗传、代谢等途径的分析、计算和重新设计,能够预测、编码以及重头合 成指导新物质生产的全新 DNA,实现新物质、新基因的创造。

随着理论研究和底层技术进步,以及合成生物制造企业在过程和工艺设计、新产品研发和 生产等方面取得持续进展,全球合成生物领域企业发展迅速。从产业链看,上游包括 DNA 设计与合成等底层技术与应用支持企业,如 Agilent、华大基因和蓝晶微生物等;中下游涉 及不同应用领域的过程设计、产品研发和生产企业,如医药领域 Sangamo、博雅辑因等, 化工领域 Zymergen、凯赛生物等;部分企业则初步具备系统性平台和产品研发等综合能力, 如 Twist、蓝晶微生物等。目前来看,合成生物属于全球性新兴领域,国内企业依托自主研 发及政策支持,有望在早期即具备一定优势,据 CB Insights 发布的 2020 年全球值得关注 的 50 家合成生物学企业,国内企业占据 9 席。


代糖:全球“减糖化”大势所趋,产品迭代各有优势

近年来,健康生活方式深入人心,过多摄入蔗糖所带来的龋齿、肥胖、糖尿病和高胆固醇 血症等疾病的患病风险引发关注,“减糖化”逐渐成为全球共识,成为全球食品生产和消费 发展的重要趋势。“减糖化”大背景下,能够带来甜味但能量低于蔗糖或不含能量的甜味剂 成为主要替代品,市场前景广阔。据世界银行和美国农业部,2021 年全球蔗糖消费量约为 1.7 亿吨,市场规模约为 488 亿美元,22 年由于蔗糖涨价接近 40%,预计全年市场规模 680 亿美元以上,此外据《健康中国饮料食品减糖行动白皮书(2021)》 ,2020 年全球市场甜 味剂(含天然和人工)渗透率仅为 10%,未来还有广阔的替代空间。

经过多年科学研究和开发,全球被允许使用的甜味剂约有 20 多种,按照来源不同可分为天 然甜味剂和人工甜味剂两大类,二者在食品工业中起到不同的作用,以满足消费者多样化 需求。天然甜味剂更多地满足消费者对于安全和健康的需求,是目前代糖行业产品迭代的 主要方向,但天然甜味剂糖度普遍低于蔗糖或与蔗糖差距不大,糖价比偏低,对于食品工 业而言单独使用难以满足性价比或成本需求,因此行业主流趋势仍是以高倍人工甜味剂与 低倍天然甜味剂复配综合使用。综合而考虑性价比、口感、安全性等综合因素,天然甜味剂赤藓糖醇,人工甜味剂三氯蔗 糖脱颖而出,近年来行业增速增长较快。根据我们的测算,使用三氯蔗糖和赤藓糖醇组合 复配成本优势明显,较单纯使用赤藓糖醇/白砂糖单瓶成本分别低 55%/91%。

“减糖化”大势所趋,甜味剂行业迎来发展机遇,我们建议在老品种之外关注以阿洛酮糖 为代表的新品种。赤藓糖醇作为现阶段天然代糖的“最优解”,存在长期使用引发腹泻等健 康隐患,阿洛酮糖作为新一代天然代糖,除具备性价比高,不升糖、0 热量的特性之外,口 感优于赤藓糖醇,且具有对肠胃负担轻,能有效抑制肥胖和缓解 2 型糖尿病等鲜明优势, 已于 2019 年被美国 FDA 认可为安全食品(不作为食品添加剂被限制使用量)。2021 年 10 月,我国卫健委受理了 D-阿洛酮糖作为新食品原料的申请,若能够通过审批,有望驱动代 糖行业进一步发展。

新能源材料:需求伴随下游持续增长,技术迭代助力行业升级

锂电池材料:碳纳米管/UHMWPE等需求景气且国产替代空间广阔

锂电池由正极材料、隔膜、电解液、负极材料和电池外壳等组成,而正极/隔膜/电解液/负极 等构件的上游原材料则多数为石化原料或其制品/衍生品,未来在新能源车及锂电行业发展 带动下,相应化工原料的需求亦有望迎来增长。


碳纳米管导电剂:据 GGII,21 年国内锂电池导电剂粉体出货量约 2.1 万吨,同比+105%, 其中炭黑类约 1.54 万吨,占比 73%,碳纳米管类约 0.3 万吨(折合浆料约 7.8 万吨),占 比约 14%。据 GGII,21 年国内新型导电浆料出货量 9.8 万吨(含 CNT 浆料),预计未来几 年新型导电剂仍有望逐步替代炭黑类等传统导电剂,尤其是碳纳米管类导电剂因阻抗低、 添加量小等优势,未来随着碳纳米管工艺的逐渐成熟,应用占比有望逐渐增加,GGII 预计 25 年 CNT 导电浆料在动力电池领域应用占比有望达到 61%(较 21 年提升 34pct),主要 受益于动力电池高镍化以及硅碳使用量提升,以及快充技术的推广,对应 25 年市场规模有 望达到 32 万吨,22-25 年 CAGR 超过 40%。

伴随碳纳米管导电剂应用的持续渗透,行业企业亦加快产能布局,包括天奈科技、道氏技 术和 LG 化学等均有扩产计划。另一方面,相较目前主流的多壁碳纳米管而言,单壁碳纳米 管具备直径更小、长径比更大的特点,在提升导电性能、能量密度和循环寿命,以及节约 添加量等方面更具优势,虽目前受限于技术和成本等因素尚未大规模应用,但 OCSiAl、天 奈科技等行业领先企业已具备一定的技术积累,并有望逐渐突破量产瓶颈(如 OCSiAl 已具 备 90 吨/年的单壁碳纳米管产能,而天奈科技已规划建设 20000/年单壁碳纳米管浆料及 500 吨/年单壁纳米功能材料等项目),未来单壁碳纳米管浆料应用需求亦有望迎来快速渗透。

UHMWPE:超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)是相对分子质量 150 万以上的无支链 的线性聚乙烯材料。UHMWPE 树脂(超高粉)下游可用于纤维、锂电隔膜、板材和管材等 领域,其制备的 UHMWPE 纤维是继碳纤维和芳纶之后的另一高性能纤维,比强度和比模 量是目前已工业化生产的纤维中最高的,广泛应用军工(防弹制品)、航空航天等领域,而 由 UHMPWE 树脂制备的锂电池隔膜具有空隙率均匀性以及优良的力学性能、透气性能和 理化性能,近年来在锂电池隔膜领域应用持续渗透。据中国化工信息,21 年全球 UHMWPE 树脂需求量约 36.7 万吨,17-21 年 CAGR 达 13%;国内 21 年消费量约 19 万吨,同比+19%, 且预计未来 5 年有望以 17%左右的复合增速增长,至 26 年有望达到 41.2 万吨。

据中国化工信息,21 年全球 UHMWPE 树脂产能约 38 万吨,其中国内产能约 10 万吨,海 外产能主要集中在塞拉尼斯(总产能约 12 万吨,全球占比 32%)、帝斯曼等巨头企业,国 内企业产能规模相对较小,且受限于工艺和品质等因素,国内高性能纤维级、锂电隔膜级 等超高粉仍高度依赖进口,另一方面,在 UHMWPE 纤维和锂电隔膜等领域良好需求前景 带动下,国内企业逐步加大对 UHMWPE 树脂的布局,未来产品国产化程度有望逐渐提升。

锂电隔膜级 UHMWPE 方面,据《介电聚烯烃树脂市场与生产现状》(《石油化工应用》第 40 卷第 9 期,赵燕,2021 年),目前国内尚无具备大规模锂电隔膜级 UHMWPE 产品生产 技术的企业,20 年国内约生产 1.4 万吨锂电池隔膜专用料,主要由塞拉尼斯南京工厂和扬 子石化提供(均为外资背景企业),另外 20 年国内约进口 1.2 万吨 UHMWPE 锂电隔膜专 用料,主要来自塞拉尼斯、大韩油化和日本三井。目前国内具备锂电隔膜专用料技术储备 的企业主要包括河南沃森、联泓新科和斯尔邦石化等,且相关企业亦有相应的产能扩充计 划,未来伴随国内企业技术提升及量产突破,锂电隔膜专用料的国产化率有望得到提升。


光伏胶膜:供需格局良好,未来POE、PVB等高性能材料有望助力组件性能提升

光伏组件的长期可靠性受组件封装的影响较大,理想的组件封装材料首要性能是与玻璃组 件之间的粘合性,其他性能则要求抗渗水性强、耐候性好、使用寿命长、高透明性、足够 的机械变形性等。目前光伏组件主要的封装材料为 EVA 胶膜和 POE 胶膜,EVA 胶膜因高 透明度、低熔点、易加工等优势,使用最为广泛,但其存在抗渗水性弱、耐候性欠佳及使 用寿命较短等问题,近年来 POE 胶膜(含共挤型)等性能更为优异的产品渗透率逐渐提升, 据 CPIA,21 年国内透明 EVA 胶膜的使用占比降至 52%左右,预计未来仍会下降,而 POE/EPE 等性能更优异的产品预计渗透率将不断提升,至 25 年有望达 25%以上。

据百川盈孚,21年国内EVA产量约99万吨,而表观消费量约204万吨,进口依存度达55%, 且光伏级产品仅斯尔邦石化、联泓新科、宁波台塑等少数几家企业能够生产,仍需大量依 靠进口。据 CPIA,预计 22 年国内光伏新增装机超 75GW,按照 0.5 万吨/GW 单耗和 75% 渗透率(透明+白色)计算,对应新增光伏级 EVA 需求达 28 万吨,据我们统计,22-25 年 国内已公告新增 EVA 产能超过 300 万吨,其中年内仍将新增 30 万吨,但考虑光伏级产品 实际生产壁垒较高和新增产能爬坡等因素,预计短期 EVA 供给仍偏紧。POE 方面,据中国 化工信息,目前全球产能被陶氏化学、三井化学等国外巨头企业所垄断,2021 年国内仍主 要依赖进口,未来随着国内企业加码布局,国产替代或迎来较快突破。

随着用户对组件 PID 抗性、使用寿命、发电效率等要求提升,国内部分企业亦开始加大对 PVB 组件应用的探索,从性能角度,PVB 抗水渗透性、耐候性和使用寿命等优势线束。近年来国内 企业在辊压/高压封装技术和设备、光伏级产品量产和双玻应用示范等方面亦取得积极进展。据 Markets and Markets,19 年全球 PVB 规模约 31 亿美元,预计 24 年将达到 44 亿美元 (20-24 年 CAGR7.3%),主要受益于新兴市场需求提升以及汽车、光伏等应用渗透。据中 研网,20 年国内 PVB 规模约 80 亿元,预计 25 年达 121 亿元,21-25 年 CAGR9%,考虑 PVB 性能优势,若光伏领域配套工艺持续进步,长期需求增长潜力较大。

风电上游材料:拉挤工艺带动酸酐固化剂需求,关注聚氨酯风电叶片领域应用渗透风

电叶片铸造领域,纤维复合材料采用拉挤成型技术具备自动化连续成型、生产效率高、 减少纤维褶皱和降低不良率,以及助力叶片减重和降本等优势。随着叶片大型化需求提升 和国内拉挤工艺的不断成熟,风电叶片拉挤主梁使用率持续提升,而由于拉挤工艺要求树 脂快速成型、固化温度较高等特点,对于固化剂性能要求增加,一般需将传统胺类固化剂 替换为酸酐类固化剂(如甲基四氢苯酐)。

据弗若斯特沙利文,18-20 年风电叶片固化剂单耗约 0.102 万吨/GW,据 GWEC,21 年全 球/中国风电新增装机分别 94/48GW,预计 25 年将分别达到 119/71GW,因此按照 25 年 全球和国内酸酐类固化剂渗透率均达到 50%计算,其 25 年全球/中国市场需求空间有望达 到 6.1/3.6 万吨/年,而由于截至 21 年国内风电固化剂仍以胺类为主,因此未来增长空间较 大。企业方面,目前国内具备酸酐类固化剂产能的企业主要包括濮阳惠成(21 年底顺酐酸 酐衍生物产能 5.1 万吨,并在建 7 万吨/年产能)、正大新材和浙江阿尔法化工等。


军工新材料:高性能纤维/结构陶瓷应用场景多元,国产替代空间广阔

碳纤维:下游需求持续增长,未来高端领域高增长可期

碳纤维是由聚丙烯腈(PAN)或沥青、粘胶、酚醛基等有机纤维在高温环境下裂解碳化形 成的含碳量高于 90%的碳主链结构无机纤维,目前全球 90%以上的碳纤维通过 PAN 制造。碳纤维力学性能和化学稳定性优异,相比传统玻璃纤维和玄武岩纤维,具备密度低、高强 度和高模量等优势,可作为航空航天、风电叶片等诸多领域的轻质高强材料。近年来全球 碳纤维需求持续增长,据赛奥碳纤维,21 年全球碳纤维整体需求约 11.8 万吨/34 亿美元, 同比+10%/+30%,预计 25 年需求将达到 18.5 万吨,22-25 年 CAGR 为 12%;21 年中国 碳纤维需求约 6.2 万吨,同比+28%,占全球需求量的 53%,同比+7pct,预计 25 年将 15.9 万吨,22-25 年 CAGR 为 26%,将显著高于全球需求增速。

据奥赛碳纤维,21 年全球碳纤维用于航空航天、风电叶片、休闲体育、压力容器、混配模 成型、汽车和碳碳复材占比分别约 14%/28%/16%/9%/9%/8%/7%,其他主要用于建筑和电 子电气等。从附加值来看,21 年航空航天领域单价达到 72 美元/kg,产品相对高端,市场 基本被海外公司所占据;风电叶片单价最低(16.8 美元/kg),全球应用相对更多。

航空航天领域,由于 20 年以来航空运输领域发展受阻,影响到碳纤维的使用量,但随着军 机制造技术的提升与完善,军用碳纤维比例仍有望持续提升,同时商用大飞机对碳纤维复 材使用量的增加也将带动需求,据奥赛碳纤维,预计 25 年全球航空航天领域碳纤维需求达 2.1 万吨,22-25 年 CAGR 6%;风电领域,叶片大型化、轻量化趋势以及全球风电装机的 持续增长亦将带动碳纤维需求量提升,奥赛碳纤维预计 25 年全球风电叶片碳纤维需求有望 达到 8.1 万吨,22-25 年 CAGR 为 25%;碳碳复材受益于光伏行业发展带动,以及汽车领 域受益于轻量化需求驱动等,未来对于碳纤维的需求亦有望持续增长。

据赛奥碳纤维,2021 年国内碳纤维国产占比约 47%,较 2016 年提升 25pct,但仍需从日 本、美国等大量进口。从产能角度,日本东丽收购 Zoltek 后保持全球领先地位,国内理论 产能最大的为吉林碳谷、中复神鹰,运行产能分别 1.6 万吨和 1.2 万吨。我们认为伴随复材 性能的提升,碳纤维下游应用持续扩大,而国内自主技术的不断突破则将助力国产碳纤维 自给率的持续提升,并有望依托中国在光伏、氢能、航空航天、建筑、新能源汽车等领域 的全球产业链优势地位由低端领域向高端应用升级。

芳纶:防弹防护和航空航天等领域需求良好,国内企业加速布局

芳纶是由酰胺键互相连接芳香环所构成的合成线型高分子聚合纤维,以对位芳纶和间位芳 纶为主,具有高强高模、高耐热和高极限氧指数等优势,可用于航空航天、防弹防护等领 域,且依托良好浸润性和耐热性等,有望在锂电隔膜涂覆领域推广。据中国石油和化学工 业联合会,20 年全球对位芳纶用于摩擦密封和防弹防护占比均 30%,而国内防弹领域仅 10%,更多用于光缆(50%)和汽车(30%);间位芳纶方面,20 年全球个体防护、绝缘与 蜂窝芯材占比均 40%,而国内仅 30%/10%,其余主要用于工业过滤(60%),整体而言, 国内芳纶产品因技术和品质等问题,高端材料产出和应用占比仍较低,且多以进口为主。

据中国石油和化学工业联合会,2018 年全球对位芳纶消费量约 8 万吨,预测到 2023 年将 达到 11 万吨,国内 2018 年消费量约 1 万吨(以进口为主),2023 年有望达到 1.8 万吨。间位芳纶方面,据 QY Research,2021 年全球销量约 4.1 万吨,预计到 2025 年将增长至 5.1 万吨,22-25 年 CAGR 约 7%。芳纶行业投资门槛高,技术难度大且生产设备要求高, 全球的芳纶产能主要集中在美国杜邦、日本帝人等国外企业,国内泰和新材具备一定的规 模化生产能力,其余企业产能较小。从规划新增产能看,国内已有多家公司披露拟投资或 开始建设新的芳纶项目,预计未来国产化率将逐步提升。


超高分子量聚乙烯纤维:下游应用拓展迅速,国内企业初具规模

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维是继碳纤维和芳纶纤维之后的第三代高性能纤维,是 目前已工业化纤维材料中比强度和防弹性能最高的纤维。UHMWPE 纤维由分子量在 100 万以上的聚乙烯树脂纺出,其断裂伸长率高于碳纤维和芳纶,柔韧性好,在高应变率和低 温下力学性能仍然良好,是一种非常理想的防弹、防刺安全防护材料。

据前瞻产业研究院,20 年全球 UHMWPE 纤维需求量约为 9.8 万吨(16-20 年 CAGR11.4%), 预计 25 年全球需求量将达到 16.5 万吨,CAGR 仍维持 11%左右;国内方面,20 年 UHMWPE 纤维理论需求量约 4.9 万吨,(16-20 年 CAGR19.6%),预计 25 年将达到 10.4 万吨,复合 增速约 16%,其中军事装备、海洋产业和安全防护等领域的应用均有望持续渗透。据 Transparency Market Research,2018 年全球防弹衣销量约 350 万件,对应市场规模约 23 亿美元,其中北美/欧洲/亚太占比分别 42/21/23%,其中单套防护装备(含防弹衣、防 弹头盔等)对应防弹纤维需求约 5kg,350 万套防弹装备对应防弹纤维需求达 1.75 万吨。

国内方面,据特种装备网,20 年解放军招标采购 93 万套普通防弹衣及 46.7 万套高等级防 弹衣的防护插板,两项合计采购约 140 万套,国内对于军用防弹装备及配套 UHMWPE 纤 维的需求量亦较大。另外,18 年公安部组织起草《警用防弹衣》国家标准计划,拟对硬质/ 软质警用防弹衣、防弹衣附件、金属/非金属防弹插板等警用防护设备的技术指标和防护材 料等进行规范,公安部亦在 20 年/21 年分别组织警用防弹衣/头盔、防刺服的公开比选测试。据《警用防弹装备防护技术分析及发展趋势预测》(警察技术,2020),在“警盾-2019”比 测中,1-6级合格防弹衣产品多为UHMWPE及其复材,据全国标准信息公共服务平台数据, 我国公安系统每年采购警用防弹衣超过 10 万件,UHMWPE 纤维基于性能优势,未来若警 用防弹衣市场持续拓展,其在防护领域的需求增量有望再上台阶。

目前全球 UHMWPE 纤维生产企业中,帝斯曼处于领先地位,20 年产能 1.74 万吨,其产品 应用领域主要为医疗缝合、商业捕鱼、养殖网、绳索、吊索、高性能面料以及汽车或人员 的防弹保护等,代表品牌为“Dyneema”。国内企业中,江苏九九久为 UHMWPE 纤维龙头 企业,国内产能居首,其 20 年产能/产量分别为 10000/7449 吨,20 年 UHMWPE 纤维产 品营收 4.94 亿元;山东爱地作为帝斯曼控股子公司,在国内也具有较高市场份额,其 20 年产能 5000 吨/年。伴随企业技术和量产能力突破,UHMWPE 纤维国产化率有望提升。


结构陶瓷:应用场景多元,高性能陶瓷国产化潜力大

陶瓷材料是天然或合成化合物经过高温烧结和成型等制成的无机非金属材料,具有高强度、 高硬度、高弹性模量和在许多环境下化学惰性等特点。先进陶瓷材料按种类可分为结构陶 瓷和功能陶瓷,功能陶瓷主要基于材料的特殊功能,具有电气性能、磁性、生物特性、热 敏和光学特性等,包括绝缘和介质陶瓷、压电陶瓷等;结构陶瓷主要基于材料的力学和结 构用途,用于切削工具、模具、耐磨零件、发动机部件、热交换器、生物部件和装甲装备 等,材料有氮化硅、碳化硅、二氧化锆、碳化硼、二硼化钛和氧化铝等。据 Research and Markets,21 年全球先进陶瓷市场规模约 1049 亿美元,16-21 年 CAGR 达 8.8%,预计至 24 年仍将以 9%的 CAGR 达到 1346 亿美元。

据新材料在线,目前美国、日本和欧洲等在先进陶瓷领域发展处于领先地位,尤其在航空 航天、核能等领域美国占据主要份额,而日本在先进陶瓷材料的产业化、民用领域方面占 据领先地位,欧盟则在先进陶瓷部分细分应用领域和机械装备领域处于领先地位,整体而 言国产化替代空间较大。



(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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