【研报】信达证券---POE：光伏推动需求高增，高壁垒国产化有待突破.pdf

POE 光伏推动需求 高增 ， 高壁垒国产化有待突破 2023年 1月 19日 [Table_Industry] [Table_ReportTime] 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 2 证券研究报告 行业研究 [Table_ReportType] 行业深度 报告 [Table_StockAndRank] 化工行业 投资评级 上次评级 [Table_Author] 张燕生 化工 行业 首席 分析师 执业编号 S1500517050001 联系电话 86 010-83326847 邮 箱 zhangyanshengcindasc.com 洪英东 化工 行业分析师 执业编号 S1500520080002 联系电话 86 010-83326848 邮 箱 hongyingdongcindasc.com 尹 柳 化工 行业 研究助理 联系电话 86 010-83326712 邮 箱 yinliucindasc.com 信达证券股份有限公司 CINDA SECURITIES CO.,LTD 北京市西城区闹市口大街 9号院 1号楼 邮编 100031 [Table_Title] POE 光伏推动需求 高增 ，高壁垒国产化有待突破 [Table_ReportDate] 2023 年 1 月 19 日 本期内容提要 [Table_Summary] [Table_Summary] ➢ POE高性能热塑弹性体，应用场景广泛。 POE乙烯 /α -烯烃无规共 聚物 是一种聚烯烃弹体，由乙烯和α -烯烃共聚而成。与其他热塑性 弹性体相比， POE 具有更好的耐候性和耐化学药品性。与传统化学交 联的橡胶相比， POE 获得弹性所需的成本更低、质量更轻、能耗更 低、对环境更友好，目前已广泛应用于汽车零部件、 光伏、 电线电 缆、机械工具、家居用品等领域。 截至 2021年，全球 POE年产能达到 了 100 万吨以上，主要集中在美、日、韩等国家。 ➢ POE 需求量逐年增加，光伏行业拉动呈关键作用。 全球 POE 需求量从 2017 年的 104 万吨增长到 2021 年的 136 万吨，年均复合增长率 6.94，其中汽车领域需求占比 逐年下降。我国 POE 需求量从 2017 年 的 22 万吨增长到 2021 年的 64 万吨，年均复合增长率为 30.60，其 中， 2021 年光伏领域反超汽车市场，成为最大应用领域。在光伏领 域， POE主要用作封装胶膜，尤其是在双玻组件的封装胶膜。因此 POE 未来需求有双轮驱动。一方面， POE 受益于双玻组件渗透率提升带动 POE 胶膜和共挤型 POE 胶膜（ EPE）胶膜渗透率提升 双玻组件是双面 电池主要采取的结构，而双面电池能够双面发电，综合发电效率更 高，因此得到迅速发展，双面双玻组件市场快速增长， 有望 带动 POE 胶膜和 EPE 胶膜市场占比的 提升。另一方面， POE 也受益于光伏装机 旺盛的需求 PVInfo Link 预计 2023 年光伏组件需求规模乐观情况下 有望超过 300GW，到 2026 年全球光伏组件需求规模有望超过 550GW， 全球光伏需求增长趋势强劲。 ➢ 全球供给以 美日韩为主，高壁垒国产化有待突破 。 POE 生产的技术壁 垒主要在于α -烯烃的供应、催化剂的研发以及溶液聚合工艺的开 发，这些技术均被跨国公司垄断，国内公司 目前 还没有实现 工业上的 突破 和量产 。在α -烯烃的供应上， 1-丁烯基本可以自给自足，而 较 为高端的 1-乙烯 和 1-辛烯 存在着技术和产能方面的困难； 在催化剂 上， POE 生产主要使用茂金属催化剂，国内岳阳兴长等公司 已经 拥有 了一定相关的技术和专利，但仍未实现大规模的应用； 在溶液 聚合技 术上， 陶氏、 LG、埃克森、美孚和三井等公司 大多有自己的溶液聚合 技术，国内 主 要企业在聚合方面 仍需要进一步突破 。 ➢ 相关标的 在产能规划方面 ，目前东方盛虹规划的 POE 产能较大，规 划的 80 万吨产能包括斯尔邦 50 万吨和盛景新材料 30 万吨，万华化 学、鼎际得、荣盛石化分别规划了 40 万吨产能。此外，多家企业设 计产能达到了年产 10 万吨以上。 在进度方面 ，万华化学、卫星化 学、天津石化、京博石化、惠生工程、东方盛虹、茂名石化等企业已 完成中试，部分企业的产能有望在 2024 年投产。 在配套α -烯烃方 面 ，东方盛虹、鼎际得、荣盛石化、卫星化学均有α -烯烃配套建 设，产能合计达到 85 万吨以上。按照 POE 中α -烯烃质量分数为 20 来计算， 85 万吨α -烯烃可支持 425 万吨 POE 生产。 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 3 ➢ 风险因素 光伏新增装机量不及预期； 疫情反复影响产能 ； 量产过程 不及预期。 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 4 目 录 投资要点 . 5 POE脱胎于陶氏化学的高附加值聚烯烃材料 6 POE 需求光伏拉动明显，汽车有待恢复 . 8 （一） POE需求量逐年增长，光伏领域发展快速 8 （二） POE在光伏领域主要用于胶膜，前景光明 9 （三） POE汽车领域需求有望恢复和提升 13 POE供给生产壁垒高，国内主要依赖进口 . 14 （一） POE有多重生产壁垒 14 （二）海外现有产能 18 （三）我国进口 POE量增价涨 . 19 （四）国内公司发展现状 21 （五）国产化有望降低 POE 价格，进一步提升 POE竞争力 25 风险因素 . 26 表 目 录 表 1 POE 相较传统弹性体材料的优点 . 6 表 2 透明 EVA 胶膜、白色 EVA 胶膜、 POE 胶膜比较 . 9 表 3 光伏 POE 需求测算 . 12 表 4 部分企业催化剂类型 15 表 5 α-烯烃种类及其用途 15 表 6 国内 α-烯烃工业化进展 17 表 7 海外各企业 POE 产能情况（万吨 /年） . 19 表 8 国内公司工业化生产 POE 规划 . 21 图 目 录 图 1 POE（乙烯和 1-辛烯共聚）化学结构式 . 6 图 2 POE 的多种应用方式 7 图 3 2017-2021 年全球 POE 消费量及增速 . 8 图 4 2021 年全球 POE 消费结构 8 图 5 2017-2021 年中国 POE 消费量及增速 . 8 图 6 2021 年我国 POE 消费结构 8 图 7 单玻晶硅组件结构示意图 9 图 8 双玻晶硅组件结构示意图 9 图 9 POE 与 EVA 体积电阻率对比 . 10 图 10 POE 与 EVA 加速老化性能对比 10 图 11 2018-2025 年不同封装材料的市场占有率发展趋势 11 图 12 2018-2026 年光伏需求趋势（ GW） . 11 图 13 全球及中国汽车产量（万辆） . 13 图 14 茂金属催化剂结构通式 . 14 图 15 全球短链 α-烯烃需求量（万吨） 16 图 16 2021 年全球短链 α-烯烃消费结构 . 16 图 17 2021 年全球 α-烯烃产能分布 . 16 图 18 2021 年全球 POE 产能分布 . 18 图 19 我国进口乙烯 /α-烯烃共聚物（除 LLDPE）数量（万吨）和金额（亿美元） 19 图 20 我国进口 POE 数量（吨）及进口均价（元 /吨） 20 图 21 我国进口 POE 来源企业 . 20 图 22 中国石化天津南港乙烯项目开工 24 图 23 POE、 EVA 价格（元 /吨） . 25 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 5 投资要点 POE 是一种高端聚烯烃材料，光伏胶膜领域 的应用 是未来发展的重要方向，因此光伏对其 需求拉动明显，由于其高技术壁垒国内尚未实现工业化生产，但已有企业开始进行布局且 取得一定突破，相关投资机会值得关注。 POE 未来需求有望被光伏领域拉动。 在光伏领域， POE 主要用作封装胶膜，尤其是在双玻组 件的封装胶膜。 POE 的光伏领域 需求有双轮驱动。一方面， POE 受益于双玻组件渗透率提升 带动 POE 胶膜和 EPE 胶膜渗透率提升双玻组件是双面电池主要采取的结构，而双面电池 能够双面发电，综合发电效率更高，因此得到迅速发展，双面双玻组件市场快速增长， 有 望 带动 POE 胶膜和 EPE 胶膜市场占 比的提升。另一方面， POE 也受益于光伏装机旺盛的需 求 PVInfo Link 预计 2023 年光伏组件需求规模乐观情况下有望超过 300GW，到 2026 年全 球光伏组件需求规模有望超过 550GW，全球光伏需求增长趋势强劲。 POE 生产的技术壁垒主要在于α -烯烃的供应、催化剂的研发以及溶液聚合工艺的开发，这 些技术均被跨国公司垄断，国内公司还没有实现工业上的突破和量产 ，部分国内企业深耕 多年未来有望有所突破。 国内部分企业深耕 POE产品多年， 国内企业规划产能已经达到 250 万吨以上，多家企业已经完成中试， 未来 有望 实现工业化生产。 POE 的景气格局有望持续更长时间。 POE 和 EVA 的需求都被光伏胶膜明显拉动，在光伏需求 快速增长 之前，国内就已经实现了量产 EVA，但是 POE至今无企业实现工业化生产，生产壁 垒更高。虽然企业规划产能较多，但是我们认为产能实际投产时间会更慢、产量爬坡进度 会更慢，因而景气度能维持更长时间。 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 6 POE 脱胎于陶氏化学 的高附加值聚烯烃材料 POE（ Polyolefin Elastomer）是 指α –烯烃质量分数大于 20的乙烯 /α –烯烃共聚弹性体 。 α –烯烃是指双键在分子链端部的单烯烃， 如 1-丁烯、 1-己烯、 1-辛烯等。 POE 最先被陶氏化学公司生产出来 ，出现后引起全球橡塑界广泛关注 。 陶氏化学公司于 1993 年率先工业化生产 POE，商品名为 EngageTM。采用 CGC 催化剂，以 IsoparTM E（美国埃 克森美孚公司的混合烷烃溶剂）为溶剂，结合其专有的 InsiteTM 溶液聚合技术，聚合温度 80-150℃，压力为 1.0-4.9MPa，成功开发了基于乙烯 -1-辛烯共聚物和乙烯 -1-丁烯共聚物 的 POE，密度 0.850-0.885g/cm3。 图 1 POE（乙烯和 1-辛烯共聚）化学结构式 资料来源 介绍一种新型弹性体材料 聚烯烃弹性体（ POE） ， 信达证券研发中心 POE 与传统弹性体材料 EPDM、 SBR等相比 有诸多优势 ， 优异性能与其结构特点有关。 POE 的 结构方面有以下特点 （ 1） α -烯烃（如辛烯）的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理 交联点，使其既具有优异的韧性又具有良好的加工性； （ 2）相对分子量分布窄，与聚烯 烃 兼容性好，具有较佳的流动性； （ 3）没有不饱和双键，耐候性优于其它弹性体； （ 4）较强 的剪切敏感性和熔体强度，可实现高挤出，提高产量； （ 5）良好的流动性可改善填料分散 效果，可提高制品熔接痕强度。 表 1 POE 相较传统弹性体材料的优点 传统弹性体材料 POE 对比优点 三元乙丙橡胶（ EPDM） 熔接线强度卓越、分散性好、等量添加冲击强度高、成型能力杰出 丁苯橡胶（ SBR） 耐候性好、透明性高、价格低、质量小等 乙烯 -醋酸乙烯酯共聚物 （ EVA） 乙烯 -甲基丙烯酸甲酯共聚物 （ EMA） 乙烯 -丙烯酸乙酯共聚物 （ EEA） 质量小、透明度高、韧性好、屈挠性好等 软聚氯乙烯（ PVC） 无需特殊设备、对设备腐蚀低、热成型良好、塑性好、质量小、低温脆性较佳和经济性良好等 资料来源 杜邦陶氏 Engage 弹性体 POEs 及其应用 彭学成 ， 信达证券研发中心 独特的形态结构赋予 POE 特殊的性能，从而使其拥有多种应用方式，有着广泛的用途。（ 1） POE 可直接用于改性 ，即直接与 PE、 PP 等材料共混，起到增韧、抗冲击等效果。 POE 直接 改性 PP 是其重要的市场应用，主要针对汽车零配件、家电外壳和口罩领域。 POE 直接改性 PE 主要应用于防水卷材和管材领域。 （ 2） POE 可接枝后再用于改性。 一般是 POE 接枝极性 单体（ MAH 或 GMA 等）后，再与 PA、 PT 等聚酯类聚合物共混，改善其冲击性能，起到增韧 的效果。 （ 3） POE 可在发泡领域，对 EVA 进行改性。 EVA 底跑鞋在一定里程后会无法变 回原 来状态，缓冲能力降低。 POE可替代 EVA单独发泡作为运动鞋中底，综合考虑 EVA的价格优 势，可将 POE 和 EVA 共混，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） POE 可作为单一材料，应用于光伏胶膜领域。 目前光伏组件用的封装胶膜 主要包括 EVA 胶膜和 POE 胶膜。 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 7 图 2 POE 的多种应用方式 资料来源 聚烯烃弹性体和塑性体产品及应用现状 ， 信达证券研发中心 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 8 POE 需求 光伏拉动明显 ，汽车有待恢复 （ 一 ） POE 需求量逐年增长， 光伏领域发展 快速 从全球来看， POE 的需求量逐年增长， 汽车领域需求 占比 逐年下降，未来主要增量可能在 光伏领域 。 从数量来看 ，全球 POE消费量从 2017年的 104万吨增长到 2021年的 136万吨， 年均 复合 增长率 6.94。 从结构来看 ， 2021 年， 51的 POE 用于 TPO 终端， 29用于聚合物 改性，其他主要用于电线电缆等领域 。其中的 TPO 材料中文名称为热塑性聚烯烃弹性体， 由橡胶和聚烯烃构成， 兼具橡胶和塑料的特性，且具有价格低、加工简单、低温冲击性能 好、弯曲弹性模型高等优点，是汽车轻量化的理想材料，主要被用在汽车内外装饰等领域。 从趋势来看 ， 2018 年全球需求中汽车超过 50。但 2018 年以后，汽车领域需求逐年下降， 至 2021 年下降至 38左右。 图 3 2017-2021 年全球 POE 消费量及增速 图 4 2021 年全球 POE 消费结构 资料来源 华经产业研究院 ，信达证券 研发中心 资料来源 华经产业研究院 ，信达证券 研发中心 从 我国来看， POE 需求量 快 速增长， 同时光伏领域需求在 2021 年超过汽车领域需求 。 从数 量来看，我国 POE 消费量从 2017 年的 22 万吨增长到 2021 年的 64 万吨，年均 复合 增长率 为 30.60。从结构来看， 2021 年 我国 POE 的下游应用中， 光伏领域反超汽车市场，成为最 大 应用领域。 图 5 2017-2021 年中国 POE 消费量及增速 图 6 2021 年我国 POE 消费结构 资料来源 华经产业研究院 ，信达证券 研发中心 资料来源 华经产业研究院 ，信达证券 研发中心 104 112 119 127 136 0 2 4 6 8 10 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2017年 2018年 2019年 2020年 2021年 消费量（万吨） 增速（ ） TPO终端 51 聚合物 改性 29 电线电 缆 10 其他 10 22 32 44 59 64 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 60 70 2017年 2018年 2019年 2020年 2021年 消费量（万吨） 增速（ ） 光伏 汽车 发泡 线缆 包装 家电 其他 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 9 （ 二 ） POE 在光伏领域主要用于胶膜，前景 光明 在光伏领域， POE 主要 在光伏组件中用作 封装胶膜。 光伏组件是具有封装及内部连接的、 能单独提供直流电输出的、不可分割的 最小太阳能电池组合装置。 光伏胶膜主要用于光伏 组件封装，可以对电池片起到保护和增效作用 ，性能非常关键 。 由于光伏组件常年工作在 露天环境下，所以光伏胶膜需要有在多种环境下的良好耐侵蚀性，其耐热性、耐低温性、 耐氧化性、耐紫外线老化性对组件的质量有着非常重要的影响。再加上光伏电池的封装过 程具有不可逆性，所以电池组件的运营寿命通常要求在 25 年以上，而一旦电池组件的胶膜、 背板开始黄变、龟裂，电池易失效报废。所以尽管胶膜等膜材在光伏组件总成本中的占比 不高，但却是决定光伏组件产品质量、寿命的关键性因素。 图 7 单玻晶硅组件结构示意图 图 8 双玻晶硅组件结构示意图 资料来源 福斯特公司公告 ，信达证券 研发中心 资料来源 福斯特公司公告 ，信达证券 研发中心 市场上封装材料主要有透明 EVA胶膜、白色 EVA胶膜、 POE胶膜、 EPE（ EVA-POE-EVA共挤 ） 胶膜与其他封装胶膜（包括 PDMS/Silicon 胶膜、 PVB 胶膜、 TPU 胶膜）等 。 目前的主流是 EVA 胶膜 ， POE 胶膜在阻隔水汽能力、抗老化能力等方面表现突出。 EPE 胶膜是 EVA 和 POE 共挤制备而成的，具备 POE 高抗老化能力、高阻隔水汽能力，同时 EVA 的加入也克服了纯 POE 胶膜加工性 欠佳 的问题 ，使得 EPE 胶膜兼具 POE 和 EVA 的优良性能。 表 2 透明 EVA 胶膜、白色 EVA 胶膜、 POE 胶膜比较 透明 EVA 胶膜 白色 EVA 胶膜 POE 胶膜 光伏用 途 是太阳电池组件中将电池片与 玻璃、背板固定的一种关键粘 接封装材料 新型封装材料 新型封装材料 其他用 途 可替代 EPDM、 PVB（聚烯醇缩丁醛）， 用作夹层玻璃和汽车玻璃的黏结剂， 用作建筑防水材料，并可广泛应用于 其他复合新材料等 缺点 EVA 在水汽老化降解过程中易 产生醋酸，腐蚀组件，产生 PID 现象 光伏组件生产时层压工艺所 需时间长；添加助剂为极性 材料，容易析出；表面较 滑，组装过程容易移位 优点 高反射率，高的粘接强度，合适的交 联度，低的收缩率，以及优异的抗老 化等性能 非极性，具有优异的水汽阻 隔能力和离子阻隔能力，且 由于分子链结构稳定 光伏组 件提升 较普通 EVA 胶膜具备更高反射率，更 能使太阳光经过玻璃反射后再次到达 电池片表面等作用；较普通 EVA 胶膜 具备更高反射率，更能使太阳光经过 玻璃反射后再次到达电池片表面等作 用 老化过程不会分解产生酸性 物质，具有优异的抗老化性 能 资料来源 海优新材招股书 ， 信达证券研发中心 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 10 图 9 POE 与 EVA 体积电阻率对比 图 10 POE 与 EVA 加速老化性能对比 资料来源 ENGAGE_TM_PV_POE 胶膜对双 面光伏组件长期 可靠性的影响 ，信达证券 研发中心 资料来源 ENGAGE_TM_PV_POE 胶膜对双 面光伏组件长期 可靠性的影响 ，信达证券 研发中心 POE 和 EPE 胶膜主要用于双玻组件，双玻组件渗透率提升将会带动 POE 需求。 光伏组件设 备作为光伏 电站的核心设备， 从背面是否能发电角度可分为单面电池（正面发电，背面不 发电）和双面电池（正面、背面都发电）， 从封装角度主要可分为单玻组件 （单片玻璃，背 面用背板） 和双玻组件 （两片玻璃，背面用玻璃取代背板）。由于双面电池 能够双面发电， 利用背面的散射光和反射光，综合发电效率更高 ， 随着技术的进步和成本的降低， 双面电 池得到迅速发展。 根据封装技术 的不同， 双面电池可分为双面双玻组件、双面（带边框） 组件 。主流结构的双玻双面组件，具有生命周期较长、低衰减率、耐候性、防火等级高、 散热性好、绝缘好、易清洗、更高的发电效率等优势。 双面双玻组件市场快速增长，带动 POE胶膜和共挤型 POE胶膜市场占比的提升。由于 POE胶膜具有较高的透射率、阻水性，能 有效解决双玻组件采用透明 EVA 时吸水雾化问题，提升双玻组件的抗 PID 性能，一直以来 被作为主要的双玻组 件封装材料。 根据中国光伏行业协会 （ CPIA） 的数据， 2021 年 POE 胶膜和 EPE 胶膜合计市场占比提升至 23.1， 透明 EVA 胶膜约占 52的市场份额，较 2020年下降 4.7个百分点 。 随着双玻组件市 场占比的不断提升， POE 胶膜和 EPE 胶膜市场 份额 有望 进一步增大 ，进而拉动 POE 需求 ， CPIA 预计到 2030 年， POE胶膜和 EPE 胶膜合计市场份额将提升至 约 37，较 2021 年提升 约 14 个百分点， 预计到 2030 年， 透明 EVA 胶膜的市场份额将降低 至 约 42，降低近 10 个百 分点。 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 11 图 11 2018-2025 年不同封装材料的市场占有率发展趋势 资料来源 中国光伏行业协会 ， 信达证券研发中心 POE 在受益于 POE 胶膜和 EPE 胶膜 渗透率提升的同时，也将受益于光伏装机旺盛的需求。 全球可持续能源消费景气加之光伏发电技术成本的降低，未来光伏装机需求 有望 迎来增长。 PVInfo Link 预计 2023 年光伏组件需求规模乐观情况下有望超过 300GW， 到 2026 年全球光 伏组件需求规模有望超过 550GW，全球光伏需求增长趋势强劲。 图 12 2018-2026 年光伏需求趋势（ GW） 资料来源 PVInfo Link， CPIA， 信达证券研发中心 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 2021年 2022年 E 2023年 E 2025年 E 2027年 E 2030年 E 其他 共挤型 EPE POE 白色 EVA 透明 EVA 98 124 140 178 270 319 381 457 551 239 280 331 393 475 0 100 200 300 400 500 600 2018 2019 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 乐观情况 保守情况 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 12 以 PVinfo Link 对全球新增光伏装机量的预测 和 CPIA 对 POE、 EPE 胶膜的渗透率预测 为基 础，我们进一步计算出了光伏领域对 POE的需求量。 PVinfo Link预计中性情况下，从 2021 年到 2025年，全球光伏新增装机量将从 178GW增加到 425GW，假设容配比为 1.2， 1GW 组件 需要 1150 万平方米 胶膜，那么光伏胶膜的需求将会从 2021 年的 25 亿平方米增加到 2025 年的 59 亿平方米。再结合 CPIA 对光伏胶膜渗透率的预测，我们假设 EPE 胶膜中 POE 占比 1/3， 1 平方米 POE 胶膜重 500 克 ，那么光伏 POE 的需求将会从 2021 年的 17 万吨增加到 2025 年的 46 万吨，实现两三倍的增长。 表 3 光伏 POE 需求测算 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 新增装机量（ GW） 178 255 300 356 425 按容配比计算组件生产量（ GW） 214 305 359 427 510 光伏胶膜需求量（亿平米） 25 35 41 49 59 POE 胶膜比例 13.5 14.4 14.6 15.2 15.9 POE 胶膜需求面积（亿平米） 3.31 5.07 6.04 7.48 9.30 POE 胶膜 1 平方米重量（吨） 0.0005 0.0005 0.0005 0.0005 0.0005 光伏 POE 需求重量 （ 万吨 ） 17 25 30 37 46 资料来源 CPIA， PVinfo Link 等， 信 达证券研发中心 整理 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 13 （ 三 ） POE 汽车 领域 需求 有望恢复和提升 在 汽车 领域， POE 需求有望借助汽车产销恢复和轻量化趋势而得到恢复和发展。 中国汽车 行业轻量化趋势越来越明显， POE 产品在该领域将有广阔的发展前景。 据新思界网， POE 应 用至汽车零部件的制造，可以提升相关部件的性能、降低重量，同时还可以节约成本。 中 国汽车制造、塑料制造的生产体量 较大 ，但对 POE 应用率仍然较低。 目前国外汽车保险杠 领域的共混改性已大部分采用 POE 弹性体，而国内仅有 20％左右的保险杠材料采用 POE 弹 性体。 从全球及中国汽车产量来看，芯片问题制约着近几年汽车产业的发展 。汽车芯片短缺出现 的原因包括，（ 1）车企因疫情减少订单后，汽车芯片生产企业将产能挪作他用；（ 2）车用 半导体大多采用 8 英寸晶圆制造，而近些年主要半导体代工厂着重发力 12 英寸晶圆；（ 3） 消费电子芯片需求大幅上涨，挤压汽车芯片空间；（ 4）国际政治、贸易摩擦。国家对芯片 问题越来越重视，“十四五”国家专项规划中纳入 5G、集成电路等领域，随着 政策和产业 上的不断攻坚克难， 未来 芯片短缺 问题解决后， 汽车产销有望得到恢复， POE 在汽车领域 的需求 也 有望得到恢复和提升。 图 13 全球及中国汽车产量（万辆） 资料来源 wind， 信达证券研发中心 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02 20 03 20 04 20 05 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18 20 19 20 20 20 21 全球汽车产量 中国汽车产量 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 14 POE供给生产壁垒 高 ， 国内 主要依赖进口 （ 一 ） POE 有多重 生产壁垒 POE 作为 一种高端聚烯烃材料， 生产难度大，壁垒高，原材料方面也存在制约， 国内至今 尚未实现工业化生产 。 POE 的生产壁垒主要体现在催化剂、原材料α -烯烃的供应、聚合技 术三方面。 1.催化剂的开发 作为一种特殊的乙烯 /α -烯烃共聚物， POE 的出现离不开烯烃配位聚合催化剂的发展。 生 产 POE 的催化剂主要是限定几何构型茂金属催化剂（ CGC）， 该催化剂在 1991 年由 陶氏化学 公司合成并申请了专利 。 茂金属催化剂一般情况下是由过渡金属元素（如 Ⅳ B 族元素 Ti、 Zr、 Hf 等）或稀土金属元素和至少 1 个环戊二烯基或者它的衍生物（如四甲基环戊二烯基、 二苯基环戊二烯基、 1-茚基、 9-芴基等等）通过共价键或配位键的相互作用形成的一类金 属 有机配合物。 目前茂金属催化剂主要分为非桥联茂金属催化剂、桥联型催化剂以及限定 几何构型催化剂。 图 14 茂金属催化剂结构通式 资料来源 限制几何构型茂金属催化剂的合成、表征及催化性质的研究 ， 信达证券研发中心 茂金属催化剂性能独特，行业发展速度不断加快。 茂金属催化剂 可控制聚合物相对分子质 量、立体规整结构、共聚单体含量等， 据新思界产业研究中心， 2021 年全球茂金属催化剂 市场规模达到 21.5 亿元，同比增长 8.4，预计到 2027 年，市场规模将突破 30.0 亿元。 茂金属催化剂的技术和产能主要集中在美国和日韩。 据乙烯 /辛烯溶液共聚及其聚合物链 结构调控 ， 美国的埃克森（ Exxon）石油公司最早将 茂金属 催化剂应 用于聚烯烃的工业生 产。该公司最早在 1988 年注册了茂金属催化剂专利，专利涵盖了非桥联双茂和桥联双茂金 属催化剂。之后， Exxon公司和 Dow化学公司又注册了桥联半茂金属催化剂专利。这种茂金 属结构中含有一个茂环或取代茂环，通过一个桥基官能团与另一个杂原子基团连接。此类 催化剂共聚性能好，产品有长支 链结构，大大提高了 POE 产品的溶体强度和 加工流变性能。 Dow和 Exxon公司之后，也有其它化学 公司 注册了相关茂金属催化剂产品专利，比如韩国的 LG，日本的 Sumitomo 和 Mitsui，取得了一定的工业应用效果。 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 15 表 4 部分 企业催化剂类型 企业 催化剂商标名 催化剂类型 催化剂特点 Dow 𝐼𝑛𝑠𝑖𝑡𝑒𝑇𝑀 限定几何构型催化剂 共聚性能好，产品 有长支链结构，大大提高了 POE 产品的溶体强度和加工流变性能 Exxon 𝐸𝑥𝑥𝑝𝑜𝑙𝑇𝑀 桥联半茂金属催化剂 可以调整催化剂活性中的亲电亲核，及活性中心周围的空间位阻，从而可以实现对聚合产物链结构的精确调控。 LG 桥联半茂金属催化剂 将桥联半茂金属催化剂中的单原子桥联基团改为苯基桥联，获得了很好的催化效果。 Sumitom o 𝑃𝐻𝐸𝑁𝐼𝐶𝑆 桥联半茂金属催化剂 热稳定性好，能在 200℃以上高温下保持高的催化活性、好的共 单体插入能力并能得到高相对分子质量的共聚物产品 Mitsui 负载型双茂金属催化剂 资料来源 乙烯 /辛烯溶液共聚及其聚合物链结构调控刘伟峰著 ， 信达证券研发中心 2.α -烯烃的供应 α -烯烃是分子端有双键的单烯烃，主流应用是与乙烯共聚 ，α –烯烃是重要的有机化工原 料和中间体，可以用作生产聚烯烃的共聚单体，也可用于生产高端润滑油、增塑剂、表面 活性剂等精细化学品。 在 POE 的结构上，α -烯烃的加入起到了支化聚乙烯的作用，使得 POE 微观上同时具有塑料相和橡胶相，性能上同时具有热塑性和高弹性。 作为聚烯烃共聚单体的α－烯烃，多为 C4-C8 烯烃，其中 1-丁烯、 1-己烯、 1-辛烯与乙烯 共聚可以制备高密度聚乙烯（ HDPE）、线性低密度聚乙烯（ LLDPE）和聚烯烃弹性体（ POE）， 用作高级润滑油的合成原料，用于生产增塑剂醇和洗涤剂醇等。还可与乙烯、丙烯共聚制 备丙烯 /乙烯 /丁烯三元无规聚丙烯，或者与丙烯共聚制备丁烯共聚聚丙烯等。 表 5 α -烯烃种类及其用途 α -烯烃种类 用途 C4-C8 聚乙烯共聚单体 C6-C8 POE、低分子量脂肪酸 C8-C12 PAO、润滑油和胺类添加剂 C10-C16 洗涤剂用醇、非离子表面活性剂、油田化学品 C16-C18 油田化学品、润滑油添加剂、表面活性剂 C20-C30 油田化学品、蜡流变改性剂 资料来源 华经产业研究院 ， 信达证券研发中心 从整体需求结构来看，α -烯 烃 主 要 需 求 包 括 作 为 共 聚 单 体 与 乙 烯 聚 合 合 成 LLDPE/HDPE/POE/POP等聚烯烃材料 。 据华经产业研究院 ， 2016年全球短链 α-烯烃需求量约 为 360 万吨，至 2021 年增长至 440 万吨，预计到 2025 年将达到约 530 万吨。 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 16 图 15 全球短链α -烯烃需求 量（万吨） 图 16 2021 年全球短链α -烯烃消费结构 资料来源 华经产业研究院 ，信达证券 研发中心 资料来源 华经产业研究院 ，信达证券 研发中心 从全球α -烯烃的供应情况看， 2021 年， 1-丁烯 在全球α -烯烃的供应中 约占 42，是第一 大供应种类，其次是 1-己烯和 1-辛烯，分别占比约 19、 13。 图 17 2021 年全球 α -烯烃 产能分布 资料来源 华经产业研究院 ， 信达证券研发中心 据 国内聚乙烯产品结构变化对α -烯烃发展的影响 ， 国内 1-丁烯供应 能力较强 ， 1-己烯 产能不足， 1-辛烯技术未实现突破。 在 1-丁烯方面， 2020 年 国内 的产能 约 为 81 万吨 /年 ， 2025 年预计产能为 120 万吨 /年。主 要的生产方法是乙烯装置及炼厂催化裂解装置副产 C4 馏分和乙烯二聚工艺。在异丁烯合成 MTBE 技术研发成功后， 1-丁烯的主要生产方法为 C4 分离法，乙烯二聚工艺由于高成本的 缘故近年在市场中逐渐被淘汰。 在 1-己烯方面，主要生产方法有石蜡裂解、乙烯齐聚、乙烯三聚和费托合成法。乙烯齐聚 法的产物复杂，分离困难，被国外的 BP Amoco、 INEOS 等公司所垄断。国内 1-己烯的主要 生产方法是乙烯三聚法，该方法在纯度、产率方面较高，由中国石化在 2007 年实现工业化， 但产能仍然较小。 在 1-辛烯方面，主要生产方法是乙烯齐聚、乙烯四聚和费托合成法。国内在 1-辛烯的生产 方面技术长期未实现突破，乙烯四聚法是生产 1-辛烯产品 较 先进的方法，产品含量大约在 0 100 200 300 400 500 600 2016年 2021年 2025年 E LLDPE, 68.18 HDPE, 15.91 POE/POP, 9.09 其他 , 6.82 1-丁烯 , 42 1-己烯 , 19 1-辛烯 , 13 C10, 26 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http//www.cindasc.com 17 66以上， 截至 2021 年 全球仅 Sasol 公司实现了工业化生产，我国仍处于技术摸索状态。 在工业上， 由于国外企业对线性α -烯烃技术封锁以及高价技术转让费，我国每年需要从国 外进口大量高碳 α -烯烃。制备高碳α -烯烃所用乙烯齐聚技术难点在于催化剂价格昂贵， 催化活性和选择性缺陷，以 及副产物易堵塞管道等一系列问题，国内厂商大多处在小试阶 段。 表 6 国内α -烯烃工业化进展 时间 研发单位 进展情况 1998 中石油 率先开展 1-己烯的成套技术开发，并且继承了催化剂、工艺和成套工程化技术，从实验室到小试、中试和万吨级的工业生产装置 2007 燕山石化 建成并投产了国内首套 5 万吨 /年己烯 -1 工业装置，并一次开车成功，是 1-己烯自主化生产开端 2013 燕山石化 建设国内首套 1-已烯工业化装置，预计年产 5 万吨 1-已烯工业化产品，采用燕山石化和石油化工研究院大庆化工研究中心自主开发的乙烯齐聚合成 1-己烯工艺技术 2016 茂名石化 立项投资建设年产能 16000 吨的国内首套 1-辛烯生产装置。 1-辛烯和 1-己烯的设计产能分别为 10000 吨、 6000 吨 2020 中海壳牌 三期乙烯项目新增 150 万吨 /年乙烯规模，其中存