氟化工行業(yè)專題研究報告

1、氟化工行業(yè)專題研究報告1、氟化工產(chǎn)業(yè)概述氟化工泛指所有含氟元素的產(chǎn)品及其衍生品，其下游產(chǎn)品品類眾 多、性能優(yōu)異，被廣泛應用于各行各業(yè)，因此氟化工也被稱為“黃金產(chǎn) 業(yè)”。根據(jù)產(chǎn)品分子構成的不同，氟化工產(chǎn)品可劃分為有機氟化工和 無機氟化工兩大類。有機氟化物包括含氟高分子材料、含氟制冷劑以 及含氟精細化學品，應用領域涵蓋國防軍工、家用電器、建筑、農(nóng)業(yè)、 醫(yī)療健康等多個領域。無機氟化物則是氟化鹽占據(jù)了較大比重，主要 應用于電解鋁以及新能源等領域。螢石，也稱為氟石，主要成分是氟化鈣（CaF2）。有機氟化物和 無機氟化物均主要由螢石與硫酸反應生成的無水氫氟酸制得。也就是 說，螢石是氟化工產(chǎn)品的主要前端原材

2、料。螢石形成自火山巖漿的殘 余物，是不可再生的稀缺性資源之一。從儲量來看，螢石在全球分布 較為分散，2020年全球螢石儲量約3.2億噸，其中我國螢石儲量在 4000萬噸左右，約占全球螢石儲量的13.55%，僅次于墨西哥位列第 二。因此于我國而言，本具有發(fā)展氟化工產(chǎn)業(yè)具有得天獨厚的資源優(yōu) 勢。我國從二十世紀五十年代開始發(fā)展氟化工產(chǎn)業(yè)，但由于我國氟化 工產(chǎn)業(yè)起步較海外發(fā)達國家晚了數(shù)十年，附加值高、技術含量高的高 端氟化工產(chǎn)品早期專利權主要掌握在國外，我國主要產(chǎn)出產(chǎn)業(yè)鏈前端 及中端附加值較低的產(chǎn)品，出口至海外進行精加工成為高附加值產(chǎn)品 再流回國內(nèi)，造成了我國螢石資源變相流失、氟化工產(chǎn)業(yè)大而不強的 現(xiàn)

3、象。為擺脫這一局面，我國在“十一五”至“十三五”期間開始加速發(fā) 展氟化工產(chǎn)業(yè)，如今氟化工已成為我國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分, 我國對于螢石的需求也逐年增長。從產(chǎn)量來看，目前全球超半數(shù)的螢石產(chǎn)自我國，2020年我國螢 石產(chǎn)量為430萬噸，約占全球螢石產(chǎn)量的56.58%。但結(jié)合儲量來看， 我國目前螢石儲量甚至不足年產(chǎn)量的10倍，隨著氟化工產(chǎn)業(yè)的快速 發(fā)展，我國在螢石端的資源優(yōu)勢正在快速流失，近年我國螢石開采量 甚至已無法滿足自用需求，螢石進口量則相應地高速增長。2020年 我國螢石自給率跌破90%降至了 87.76%，螢石進口量為77.81萬噸， 同比增長11.54%。未來隨著我國氟化工產(chǎn)業(yè)的進

4、一步發(fā)展，上游螢石 資源的緊缺性或?qū)⒅饾u凸顯，甚至可能出現(xiàn)在螢石環(huán)節(jié)受制于海外的 窘迫現(xiàn)象。2、制冷劑終端需求穩(wěn)健，氟化鹽、含氟高分子材料強勢崛起從螢石及氫氟酸的消費結(jié)構可以看出，氟化工是螢石的主要應用 領域，而氟化工中占比重較高的產(chǎn)品品類是制冷劑和含氟高分子材料。2.1制冷劑的更新迭代制冷劑，也稱冷媒、雪種，主要通過在系統(tǒng)中進行相變來實現(xiàn)制 冷，用于家用空調(diào)、冰箱（柜）、汽車空調(diào)等領域。制冷劑最早出現(xiàn)于 19世紀30年代，早期應用的乙醚等產(chǎn)品多是可燃、有毒且化學性質(zhì) 不穩(wěn)定的，其應用主要限制在工業(yè)領域。二十世紀20-30年代開始以 不可燃且無毒的氟氯烴作為制冷劑，方才開啟了制冷劑商業(yè)生產(chǎn)以及

5、 家用的歷程，也是一代制冷劑（即俗稱的“氟利昂”）的開端。如今制冷劑已更新迭代到第四代，期間在環(huán)保政策驅(qū)使下，受蒙 特利爾議定書及其基加利修正案等國際公約的約束，一、二代制冷 劑已基本退出歷史舞臺，三代制冷劑是當下的主流應用，但基于其高 GWP值的特性也已陸續(xù)進入生產(chǎn)消費管控/削減階段。而新興的ODP 為0、GWP值較低的R1234ze、R1234yf等四代制冷劑由于目前專利 權主要掌握在國外企業(yè)手中，目前僅在歐美等地的發(fā)達國家應用，對 我國及其他發(fā)展中國家而言，其研發(fā)、生產(chǎn)及下游轉(zhuǎn)換成本仍較高, 尚未開始規(guī)?；瘧?。我國正處于二代制冷劑向三代制冷劑過渡階段，目前二代制冷劑 應用仍較為廣泛，各

6、企業(yè)積極擴產(chǎn)搶占三代制冷劑。2013年，我國制 定了以R22為代表的二代制冷劑的削減目標，預計到2020年削減 35%。因此企業(yè)需要根據(jù)配額生產(chǎn)、銷售二代制冷劑。在削減二代制 冷劑的同時，我國基于蒙特利爾議定書基加利修正案規(guī)定，已進 入三代制冷劑的基線年。2024年開始，我國將以（100% HFCs2020- 2022年三年基線年均值+65%HCFCs基線年值）對二、三代制冷劑同 時進行配額管理。既然二代制冷劑配額已成定局，為在三代制冷劑開始配額管理前 把握先機、搶占市場，國內(nèi)主流制冷劑生產(chǎn)企業(yè)已在此前具備了大規(guī) 模生產(chǎn)三代制冷劑能力，并壓低三代制冷劑價格，以期在2020-2022 年基線年期

7、間增加三代制冷劑銷量，從而在2024年及以后配額管理 階段獲取可觀的生產(chǎn)和銷售配額。因此造成了近年三代制冷劑價格逐 年走低、制冷劑生產(chǎn)企業(yè)毛利率全面下滑的局面。2021年，我國經(jīng)濟 回暖，化工品下游需求擴張，原材料螢石、氫氟酸受環(huán)保政策等因素 影響價格一路上漲，制冷劑價格開始從底部回升。進入9月，一方面三代制冷劑受部分原材料供應不足、產(chǎn)業(yè)鏈上 游硫酸價格寬幅上漲影響，進入價格加速上行區(qū)間；另一方面，二代 制冷劑在配額已大量消耗、四季度可生產(chǎn)/外銷的配額余量吃緊支撐 下，價格堅挺上行。目前在下游空調(diào)需求向好、出口需求擴張的情況 下，制冷劑行業(yè)開工情況已開始提升，后市制冷劑有望延續(xù)景氣上行 趨勢，

8、并就此迎來行業(yè)發(fā)展拐點，相關企業(yè)制冷劑環(huán)節(jié)的盈利情況也 將逐步改善。從下游需求來看，制冷劑下游應用中家用空調(diào)占據(jù)主導地位，其 次是冰箱（柜）和車用空調(diào)。家用空調(diào)主要采用R22、R32和R410a, 冰箱和汽車主要采用R134a,另有少量高端車型已開始采用四代 R1234yf。剔除2020年疫情影響來看，近年我國家用空調(diào)產(chǎn)量持續(xù)上 漲，汽車和冰箱產(chǎn)量則維持在小范圍區(qū)間內(nèi)波動，新增設備對于制冷 劑的需求有望維持穩(wěn)中有增的趨勢。截至2021年7月，我國空調(diào)累 計產(chǎn)量同比增長17.30% /汽車累計產(chǎn)量同比增長18.90% /家用電冰箱 累計產(chǎn)量同比增長11.30%o除此之外，現(xiàn)有的存量空調(diào)、冰箱、汽

9、車 制冷設備的維修需求，以及隨著海外三代制冷劑削減而帶來的出口需 求也均將成為未來制冷劑需求增長的驅(qū)動因素。2.2從制冷劑到含氟高分子材料主流的R22、R32、R134a、R125等二、三代制冷劑均為氟碳化 學品單質(zhì)，這些單質(zhì)還可以通過混配生產(chǎn)R410a等混合制冷劑。除此 之外，氟碳化學品單質(zhì)還可以用于生產(chǎn)氟單體，進而聚合成為含氟高 分子材料廣泛應用于各個領域。由R22制成的氟單體四氟乙烯（TFE） 可聚合成為聚四氟乙烯（PTFE）和乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）,還 可以生成六氟丙烯（HFP）進而和HFP共聚生成聚全氟乙丙烯（FEP）。 以R142b為主要原材料的偏氟乙烯（VDF）則可以聚

10、合成為聚偏氟乙 烯（PVDF）。2.2.1主流含氟高分子產(chǎn)品PTFE是5G時代理想CCL基材聚四氟乙烯樹脂（PTFE）是一種類似于聚乙烯的透明或不透明的 蠟狀物，其化學穩(wěn)定性好、摩擦系數(shù)極低，且具有耐高低溫、不粘性、 潤滑性、電絕緣性、耐老化性、抗輻射性等優(yōu)異性質(zhì)，因此也被稱為 “塑料王”目前PTFE已在含氟高分子材料市場中占據(jù)50%以上的份 額。自上世紀三十年代末起，PTFE已開始應用在軍工、機械、航空航 天等領域，沿用至今已滲透到石油化工、電子電器、輕工、紡織等各 行各業(yè)。主要用作涂覆材料、潤滑劑、粘結(jié)劑、填充劑等，下游需求 整體保持穩(wěn)健。PTFE是5G時代CCL理想基材?；?G信息技術

11、海量、高頻、 高速的傳輸需求，對基站等場景使用的覆銅板（CCL ）所使用的樹月旨 材料的介電性能提出了更高的要求，4G時代主流應用的環(huán)氧樹脂材 料介電性能已難以滿足5G的訴求，介電常數(shù)（Dk）和介電損耗因子 （Df）水平更低的PTFE被認為是5G時代覆銅板的理想基材，同時 也是5G建設期間射頻電纜、天線濾波器等各環(huán)節(jié)連接器的重要原材 料之一。由于PTFE應用歷史較長，企業(yè)經(jīng)過長時間的擴產(chǎn)，市場競爭日 益激烈。據(jù)百川數(shù)據(jù)顯示，目前我國PTFE有效產(chǎn)能為13.7萬噸，但 每年表觀消費量不足8萬噸，即使加上每年2-3萬噸的出口量，產(chǎn)能 依舊顯著高于需求量，也就是說目前我國PTFE存在產(chǎn)能過剩的問題，

12、 進而導致了產(chǎn)品價格下滑。且我國主要生產(chǎn)低端PTFE,高端產(chǎn)品仍 需依賴進口。為扭轉(zhuǎn)中低端市場競爭日益白熱化的局面，目前PTFE 領先生產(chǎn)企業(yè)已陸續(xù)在國家政策支持下開始尋求PTFE高端化技術升 級。從生產(chǎn)路徑來看，PVDF上游主要原材料是二代制冷劑R22，每 生產(chǎn)1噸PTFE需要消耗約2噸R22。根據(jù)蒙特利爾議定書我國 已進入R22配額管理、產(chǎn)能逐級削減階段，隨著R22的限制生產(chǎn)，未 來PTFE在成本端壓力或?qū)⒅鸩郊哟螅M而對其自身起到一定支撐作 用。2.2.2PVDF下游需求高增長，短期供應緊缺難改善，價格寬幅走 高聚偏氟乙烯樹脂(PVDF)具備良好的耐化學腐蝕性、耐高溫性、 耐氧化性、耐候

13、性、耐射線輻射性能之余，還具有壓電性、介電性、 熱電性等特殊性能。主要應用于涂料、注塑、鋰電、水處理膜以及太 陽能背板膜等領域。近來隨著鋰電池及光伏等新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展, PVDF需求快速增長，下游需求結(jié)構中鋰電和光伏所占的比重也有所 提升。我國現(xiàn)有PVDF規(guī)劃/在建產(chǎn)能約10萬噸，擴產(chǎn)周期通常在12-18個月，也就意味著在建產(chǎn)能的投產(chǎn)高峰期在2022年中至末，2021 年至2022年末期間PVDF市場或?qū)⒕S持緊張的供需結(jié)構。另外考慮 到電池級PVDF的緊缺，期間不排除部分普通級PVDF產(chǎn)能轉(zhuǎn)產(chǎn)電池 級PVDF的可能，但這一過程中技術改造加下游認證也需要至少一年 的時間，期間很可能導致不但電

14、池級PVDF的緊缺現(xiàn)狀難以改善，普 通級PVDF的緊平衡狀態(tài)反而進一步加劇的結(jié)果。供需結(jié)構緊張的情況下,PVDF價格從2021年4月起急劇走高， 截至9月6日，國內(nèi)華東地區(qū)PVDF粉料、粒料和電池級產(chǎn)品價格分 別為26.5.25.5和33萬元/噸，分別較年初增長了 279%.264%和200%。 PVDF主要原材料、二代制冷劑R142b,在供給端配額管理產(chǎn)銷受限、 需求端PVDF快速增長的雙重推動下價格同步走高，生產(chǎn)廠家多已陸 續(xù)封盤不再報價，截至8月31日，浙江三美報價11萬元/噸后封盤 截單，較年初上漲450% /截至9月6日，江蘇梅蘭報價13萬元/噸， 較年初上漲603%。考慮到后續(xù)PV

15、DF及R142b供需結(jié)構失衡的持續(xù) 性，預計其價格仍有上行動力，待PVDF進入投產(chǎn)高峰期，價格將逐 步回歸理性，期間PVDF及時投產(chǎn)、擁有鋰電級PVDF產(chǎn)能、R142b 可自給自足、R142b可外銷的企業(yè)都將享受寬幅增厚的利潤空間。2.3新能源催生氟化鹽市場需求2.3.1電解液主要成分六氟磷酸鋰需求爆發(fā)鋰電池電解液在電池中起到在正負極之間傳導離子的作用，六氟 磷酸鋰(LiPF6)擁有適中的離子遷移數(shù)和解離常數(shù)、良好的抗氧化性 能和鋁箔鈍化能力，是優(yōu)質(zhì)的電解質(zhì)，也是如今鋰電池電解液的重要 組成成分之一，約占電解液總成本的43%。新能源大熱的當下，六氟 磷酸鋰需求正隨著鋰電池出貨量高速增長而增長。

16、以平均每GWh鋰 電池需要1100噸電解液、平均每萬噸電解液需要127噸六氟磷酸鋰 計算，預計到2025年全球六氟磷酸鋰需求將超20萬噸，2021-2025 年復合增速超40%。我國六氟磷酸鋰需求量到2025年有望突破10萬 噸，2021-2025年復合增速約37%。我國現(xiàn)有六氟磷酸鋰理論產(chǎn)能約7萬噸，以有效產(chǎn)能90%計算, 目前可用于生產(chǎn)外銷的合計產(chǎn)能不足6萬噸。據(jù)百川數(shù)據(jù)顯示，自 2020年3月起，我國月度六氟磷酸鋰產(chǎn)銷量、凈出口量及企業(yè)開工 率進入上行通道。截至2021年7月，國內(nèi)六氟磷酸鋰開工率上漲至 84%,較去年同期增長了超30%。每月國內(nèi)六氟磷酸鋰表觀消費量疊 加平均約1000噸

17、/月的出口需求基本等于每月六氟磷酸鋰產(chǎn)量。也就 是說，目前國內(nèi)六氟磷酸鋰供需結(jié)構正處于緊平衡的狀態(tài)，行業(yè)庫存 量進入了 2018年以來的低位，截至2021年9月3日，我國六氟磷 酸鋰庫存量僅61噸。根據(jù)六氟磷酸鋰主要生產(chǎn)企業(yè)發(fā)布的公告顯示，后續(xù)投產(chǎn)計劃主 要集中在2022年中至2023年，而2021-2022年國內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)對 于六氟磷酸鋰的需求正處于高速擴張期，同時六氟磷酸鋰的出口需求 也正在寬幅增長，也就意味著六氟磷酸鋰行業(yè)供需緊平衡的狀態(tài)也至 少將維持到2022年中期。在供應緊缺的條件下，六氟磷酸鋰的價格強勢走高，截至9月7 日，六氟磷酸鋰參考價格43.5萬元/噸，較去年同期上漲了 49

18、1.84%。同時由于六氟磷酸鋰在電解液中占據(jù)較高的成本比重，六氟磷酸鋰價 格的走高帶動了電解液價格同步寬幅上漲，截至9月7日，電解液參 考價格9.8萬元/噸，較去年同期上漲了 211.11%。在鋰電池成本中， 電解液成本占比不足10%,電解液價格上漲超200%造成的鋰電池生 產(chǎn)成本增長幅度不足2%，期間原材料六氟磷酸鋰價格已同比上漲近 五倍。也就是說，六氟磷酸鋰的漲價幅度傳導至下游電池廠商時，對電 池生產(chǎn)成本的影響已經(jīng)變得十分微小，在電池廠商所能承受的范圍之 內(nèi)，且短期內(nèi)六氟磷酸鋰難以被大規(guī)模替換。因此對于六氟磷酸鋰生 產(chǎn)廠商而言意味著可以持續(xù)調(diào)高報價，從中獲取寬幅業(yè)績及利潤增長。 這一邏輯同

19、理適用于僅在鋰電池正極材料和粘結(jié)劑中有少量添加、占 電池總生產(chǎn)成本比例很小的PVDF。考慮到短期內(nèi)六氟磷酸鋰仍將處 于短缺狀態(tài)，預計后續(xù)六氟磷酸鋰及電解液價格仍有上行動力。制冷劑下游需求不及預期風險；2.3.2 LiFSI成新晉理想電解質(zhì)材料盡管現(xiàn)階段六氟磷酸鋰仍是鋰電池電解質(zhì)的主流應用，但由于其 具有熱穩(wěn)定性差、易水解等問題，可能導致電池使用壽命縮短或存在 安全隱患。雙氟磺酰亞胺鋰（LiFSI）擁有更高的導電率、熱穩(wěn)定性更 好且不易水解，與六氟磷酸鋰配比添加至電解液中可以有效提高電池 的使用壽命以及安全性能，因此被認為是一種優(yōu)質(zhì)的電解質(zhì)材料。但 由于LiFSI研發(fā)及應用起步較晚，且其合成工藝復雜、良品率低，目 前應用成本還很高，單價高至50-50萬元/噸，因此規(guī)模商業(yè)化應用比例仍然較低，僅在少部分國外車企高端車型中有所應用。近來，一方面新能源汽車發(fā)展提速，提高電池能量密度是必然趨 勢，采用高鎳三元正極材料同時添加LiFSI進行電解液改性是提高電 池能量密度的主要途徑；另一方面，由于六氟磷酸鋰價格寬幅上漲, 同時LiFSI隨著技術成熟化發(fā)展價格有所下滑，兩者之間價差縮