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據(jù)專業(yè)機(jī)構(gòu)最新的調(diào)查,來自全球的1500多名經(jīng)濟(jì)學(xué)家預(yù)測(cè),全球經(jīng)濟(jì)在2023年至2026年將持續(xù)通脹。全球需求不振,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)下行壓力加大。
在這樣的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下,有一種產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)亮眼:受“雙碳”戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng),我國新能源產(chǎn)業(yè)快速增長(zhǎng),2022年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1.8萬億元,同比增長(zhǎng)18.2%。其中,風(fēng)電市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到4500億元,同比增長(zhǎng)15.6%;太陽能市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到6000億元,同比增長(zhǎng)20%。預(yù)計(jì)未來我國新能源行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模仍將保持10%以上的增速。
動(dòng)力電池、光伏組件、風(fēng)機(jī)葉片等新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展均離不開化工新材料的支撐。
大力突破化工新材料“卡脖子”技術(shù),形成新的產(chǎn)業(yè)鏈和競(jìng)爭(zhēng)力,可以在助力新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中實(shí)現(xiàn)石油化工產(chǎn)業(yè)加速跳出當(dāng)前的低景氣周期,向高端轉(zhuǎn)型躍進(jìn)。
在近日召開的2023中國石油化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展大會(huì)上,專家、學(xué)者、企業(yè)代表深入剖析了扶搖直上的新能源產(chǎn)業(yè)為化工新材料帶來的巨大機(jī)遇。
本版文字由本報(bào)記者 程 強(qiáng) 雷 蕾 整理
數(shù)據(jù)來源:中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)
動(dòng)力電池市場(chǎng)機(jī)遇
中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)王澤深說,當(dāng)前全球新能源汽車銷量及滲透率進(jìn)入快速提升階段。
我國是全球最大的新能源汽車市場(chǎng)。2022年全球新能源汽車銷量1084萬輛,其中,我國銷量688.4萬輛,同比增長(zhǎng)96.9%,滲透率25.6%,銷量連續(xù)8年全球第一。
今年上半年,新能源汽車產(chǎn)銷分別完成378.8萬輛和374.7萬輛,同比分別增長(zhǎng)42.4%和44.1%,新能源汽車新車銷量達(dá)到新車總銷量的28.3%。
一般來說,電動(dòng)汽車比燃油車更重,這就給汽車輕量化新材料帶來巨大機(jī)遇。
同時(shí),隨著全球“雙碳”目標(biāo)加速推進(jìn),新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)如旭日東升。我國2022年新增新型儲(chǔ)能裝機(jī)容量8.6吉瓦(860萬千瓦),全球占比36%,居全球首位。
新型儲(chǔ)能包括物理儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能。物理儲(chǔ)能包括機(jī)械儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和電磁儲(chǔ)能,是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、熱能形式儲(chǔ)存,或?qū)㈦娔芤噪姶拍苄问街苯觾?chǔ)存。化學(xué)儲(chǔ)能包括電化學(xué)儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能,是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,用電時(shí)通過電化學(xué)反應(yīng)釋放電能。
鋰離子電池綜合性能優(yōu)越,是電化學(xué)儲(chǔ)能的主流路線,在2020~2022年全球新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)容量中占據(jù)94%的份額。
預(yù)計(jì)未來5年,中國儲(chǔ)能鋰電池仍將以超過50%的年均復(fù)合增速快速發(fā)展。到2025年,儲(chǔ)能鋰電池出貨將超430吉瓦時(shí),到2030年將達(dá)到1430吉瓦時(shí),形成鋰電池第二個(gè)萬億級(jí)賽道。
得益于新能源汽車和儲(chǔ)能的雙輪驅(qū)動(dòng),2022年我國鋰離子電池產(chǎn)量738吉瓦時(shí),同比增長(zhǎng)超過130%,2020~2022年均復(fù)合增長(zhǎng)率超過65%,行業(yè)總產(chǎn)值突破1.2萬億元。
預(yù)計(jì)2023~2025年我國新能源汽車銷量分別突破900萬、1100萬、1300萬輛,2025年我國動(dòng)力電池出貨量有望接近1太瓦時(shí)(1000吉瓦時(shí)),市場(chǎng)銷售規(guī)模將突破7000億元。
從封裝工藝看,雖然近期多家企業(yè)推出大圓柱電池產(chǎn)品,但短期內(nèi)方形動(dòng)力電池仍將占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位。
從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看,磷酸鐵鋰動(dòng)力電池在成本、安全、循環(huán)壽命方面具有優(yōu)勢(shì),市場(chǎng)占比有望進(jìn)一步提升,2023年一季度占比達(dá)68.2%。
鋰電池四大關(guān)鍵材料——正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液,主要是化工材料。
正極市場(chǎng),2022年出貨量185萬噸,市場(chǎng)規(guī)模增兩倍,近4400億元。其中,三元材料占比約51.7%,但呈逐年減小趨勢(shì);磷酸鐵鋰材料占比逐年提升,已至37.7%。
負(fù)極市場(chǎng),2022年出貨量140萬噸,市場(chǎng)規(guī)模增至755.4億元。其中,人造石墨市場(chǎng)占有率84%、天然石墨市場(chǎng)占有率15%。
電解液市場(chǎng),2022年出貨量85萬噸,市場(chǎng)規(guī)模增至650億元。其中,動(dòng)力電池電解液市場(chǎng)占有率68.7%、儲(chǔ)能電池電解液市場(chǎng)占有率12.4%。
隔膜市場(chǎng),2022年出貨量130億平方米,市場(chǎng)規(guī)模增至176.5億元。其中,濕法隔膜相較干法隔膜更輕薄,市場(chǎng)占有率達(dá)78.7%。
新材料的優(yōu)化改進(jìn)推動(dòng)鋰離子電池技術(shù)進(jìn)步。正極材料包括高鎳、無鈷、單晶、四元、磷酸錳鐵鋰、高電壓鈷酸鋰等,負(fù)極材料包括硅氧、硅碳、硬碳等,隔膜材料包括高耐熱涂層等,電解液包括高電壓、寬溫域電解液等。
中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)預(yù)計(jì),正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液2025年出貨量分別達(dá)450萬噸、300萬噸、300億平方米、270萬噸,年均復(fù)合增長(zhǎng)率分別達(dá)34.4%、28.9%、32.1%、46.9%。
光伏市場(chǎng)機(jī)遇
2022年我國光伏裝機(jī)容量創(chuàng)歷史新高,新增裝機(jī)容量達(dá)到87.41吉瓦。技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)光伏發(fā)電成本大幅下降。預(yù)計(jì)2025年新增裝機(jī)容量達(dá)到110吉瓦,由此帶動(dòng)相關(guān)化工材料需求快速增長(zhǎng)。
晶硅電池中的電池片、膠膜、背板、光伏玻璃、接線盒、邊框、密封等組件均需要用到化工材料。如純堿是生產(chǎn)光伏玻璃(超白玻璃)的主要原料之一。2022年,我國光伏玻璃消耗純堿290萬噸,2025年預(yù)計(jì)將消耗350萬噸,年均增速6.5%。
光伏市場(chǎng)帶給化工新材料的最大機(jī)遇是光伏膠膜。膠膜的作用是將光伏玻璃、電池片、背板粘在一起,起到保護(hù)電池片、隔絕空氣的作用,在光伏組件中成本占比4%~5%。其性能要求是透光、可粘接、耐紫外線及高溫、低透水、高體積電阻率(減少漏電流)等。
2022年,我國消耗光伏膠膜約35億平方米,2025年預(yù)計(jì)在45億~50億平方米。常見的光伏膠膜主要有EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)膠膜、POE(聚烯烴彈性體)膠膜,目前POE樹脂全部依賴進(jìn)口。
中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)預(yù)計(jì),2025年光伏EVA樹脂、光伏POE樹脂需求量將分別在150萬~200萬噸、28萬~35萬噸。
中國石油石油化工研究院高級(jí)專家黃格省介紹,EVA分為EVA樹脂(VA醋酸乙烯含量小于40%)、EVA彈性體(VA含量在40%~70%)和EVA乳液(VA含量在75%~95%),而光伏級(jí)EVA樹脂的VA含量在28%~33%。
據(jù)中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)數(shù)據(jù),2022年我國EVA產(chǎn)量約162萬噸,表觀消費(fèi)量270萬噸,其中,用于光伏組件124萬噸、用于發(fā)泡材料63萬噸、用于電纜料37萬噸、用于熱熔膠及涂覆料33萬噸、用于農(nóng)膜13萬噸。
黃格省分析,隨著國產(chǎn)EVA產(chǎn)能擴(kuò)大,進(jìn)口依存度將不斷降低,但光伏級(jí)EVA樹脂具有VA含量高、晶點(diǎn)低、熔融指數(shù)高等特點(diǎn),生產(chǎn)難度大,預(yù)計(jì)未來5年供給仍將持續(xù)偏緊。
POE是采用茂金屬催化劑的乙烯與α-烯烴經(jīng)過配位聚合得到的彈性材料,共聚單體(主要是1-辛烯)含量高于20%,具有低密度、窄分子量分布等特點(diǎn),兼具塑料和橡膠的雙重特性。
POE具有良好的韌性、耐老化性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、電絕緣性,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。
2021年全球POE消費(fèi)量136萬噸,主要用于汽車內(nèi)飾輕量化材料(占比51%)、光伏膠膜(18%)、建筑材料(15%)、電子電器材料(占比11%)等領(lǐng)域。
2022年我國POE進(jìn)口量68萬噸,主要用于塑料改性、光伏膠膜、發(fā)泡鞋材、熱熔膠等領(lǐng)域,隨著雙玻組件、雙面電池大規(guī)模應(yīng)用,POE光伏膠膜消費(fèi)將保持旺盛增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),POE與EVA多層共擠膠膜(EPE)在光伏中的使用會(huì)進(jìn)一步提高。
雖然目前我國沒有POE工業(yè)生產(chǎn)裝置,但POE技術(shù)研發(fā)與投資活動(dòng)十分活躍,隨著高碳α-烯烴、茂金屬催化劑、高溫溶液聚合等技術(shù)突破,POE即將實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。目前,5個(gè)項(xiàng)目合計(jì)70萬噸年產(chǎn)能已進(jìn)入工業(yè)裝置建設(shè)階段,預(yù)計(jì)2024~2026年建成投產(chǎn);兩個(gè)千噸級(jí)項(xiàng)目處于中試階段,還有合計(jì)170萬噸年產(chǎn)能的項(xiàng)目處于報(bào)批和規(guī)劃階段。
風(fēng)電市場(chǎng)機(jī)遇
我國風(fēng)電近十幾年發(fā)展迅猛。從2009年起到2022年,中國風(fēng)電新增裝機(jī)容量連續(xù)14年位居全球第一。從2010年到2022年,中國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量連續(xù)13年位居全球第一。
2022年,我國風(fēng)電新增裝機(jī)容量37.6吉瓦,預(yù)計(jì)2025年全國新增風(fēng)電裝機(jī)容量為50吉瓦,約占全球一半。
中國化工經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展中心咨詢?cè)u(píng)價(jià)處項(xiàng)目總監(jiān)王俊環(huán)介紹,風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈中主要應(yīng)用的化學(xué)原料包括:制造風(fēng)機(jī)葉片的基體樹脂、增強(qiáng)纖維、夾層材料和結(jié)構(gòu)膠,主機(jī)機(jī)艙與塔架的防護(hù)涂料,海上風(fēng)電塔架安裝使用的灌封料。
增強(qiáng)纖維是風(fēng)機(jī)葉片的核心材料之一,目前主要采用玻璃纖維和碳纖維作為風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的增強(qiáng)纖維材料。2022年,我國風(fēng)機(jī)葉片領(lǐng)域消耗碳纖維約1.9萬噸,2025年預(yù)計(jì)將達(dá)2.5萬噸,2022~2025年我國風(fēng)機(jī)葉片領(lǐng)域碳纖維需求量年均增速為9.6%。
環(huán)氧樹脂是制造風(fēng)機(jī)葉片的主要基體樹脂材料,約占全球風(fēng)機(jī)葉片基體材料的70%以上。乙烯基酯樹脂、不飽和聚酯樹脂等熱固性樹脂也經(jīng)常應(yīng)用在風(fēng)機(jī)葉片中。2022年,我國風(fēng)機(jī)葉片領(lǐng)域消耗環(huán)氧樹脂約24萬噸,2025年預(yù)計(jì)將達(dá)32萬噸以上,年均增速為10.1%。
結(jié)構(gòu)膠主要用于風(fēng)電葉片上下殼體的粘接,主要有環(huán)氧、聚氨酯及乙烯基樹脂等,其中以環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠為主。2022年,我國風(fēng)電用結(jié)構(gòu)膠消費(fèi)量約2.3萬噸,預(yù)計(jì)到2025年,全球風(fēng)機(jī)葉片結(jié)構(gòu)膠消費(fèi)量5.5萬~6萬噸,我國風(fēng)機(jī)葉片用結(jié)構(gòu)膠消費(fèi)量約3萬噸。
風(fēng)機(jī)葉片夾層材料主要以巴沙木為主,少量使用PVC泡沫材料,極少數(shù)企業(yè)使用一定量的PET泡沫材料、PMI泡沫材料等。2022年,我國風(fēng)電用PVC泡沫材料約3.3萬噸,預(yù)計(jì)2025年達(dá)到4.2萬噸。
2022年我國海上風(fēng)電對(duì)灌漿料的需求量為20萬~25萬噸,預(yù)計(jì)到2025年海上風(fēng)電對(duì)灌漿料的需求量增為35萬~40萬噸。
風(fēng)電設(shè)施防腐涂料方案包括海上風(fēng)電、陸上風(fēng)電。陸上風(fēng)電機(jī)組承受磨損應(yīng)力,海上風(fēng)機(jī)主要受到鹽霧、海洋大氣、浪花飛濺的腐蝕。2021年,全球新增裝機(jī)與維修涂料消費(fèi)量為4.6萬噸左右,我國風(fēng)電用涂料消費(fèi)量約2.4萬噸。預(yù)計(jì)到2025年,全球風(fēng)電涂料消費(fèi)量將超過6.6萬噸,我國消費(fèi)量將超過3.5萬噸。
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