POE行業(yè)專題報告：N型迭代POE行業(yè)開啟高成長序幕

證券研究報告?行業(yè)研究?電力設備新能源POE行業(yè)專題報告強于大市(維持)摘要進入內(nèi)部后影響電池性能，最終產(chǎn)生PID效應，導致組件功率下降。POE為N型電池組件技術迭代，POE有望全面應用于N型組件，POE需求有望迎來EPE/POE的封裝方案。N型組件(TOPCon/HJT)正面PID大于背面，且對計算中性情景下，2023~2025年光伏POE需求可達到32/66/118萬噸，家專利和技術保護，因此目前全球POE粒子產(chǎn)能集中于陶氏等海外企業(yè)。我產(chǎn)能分配，以及不同產(chǎn)品產(chǎn)線切換調(diào)整、產(chǎn)能利用率等因素，若光伏POE需級POE粒子供應緊缺。近年來我國高端聚烯烴陸續(xù)實現(xiàn)量產(chǎn)工藝突破，POE試驗持續(xù)推進。目前萬華化學、茂名石化和斯爾邦(東方盛虹子公司)已步入POE中試階段，量產(chǎn)月浙石化亦公告建設年產(chǎn)35萬噸α-烯烴量產(chǎn)進度。西西南證券研究發(fā)展中心尚師行行業(yè)相對指數(shù)表現(xiàn)電力設備滬深300-3%-24%-34%21/1021/1222/222/422/622/822/10數(shù)據(jù)來源：聚源數(shù)據(jù)基礎數(shù)基礎數(shù)據(jù)股票家數(shù)63行業(yè)總市值(億元)57,275.22流通市值(億元)56,751.8906-9.30)：續(xù)增長(2022-10-10)局(2022-09-26)勢確定(2022-09-19)請務必閱讀正文后的重要聲明部分POE行業(yè)專題報告閱讀正文后的重要聲明部分錄OEN 1.2歷史：雙玻需求增長帶動POE占比提升 5 2原料、催化劑與工藝均為技術壁壘，N型組件或推動國產(chǎn)化進程加速 112.1POE可廣泛應用于汽車等領域，光伏為最大需求增量 112.2POE生產(chǎn)中茂金屬催化劑和α烯烴為關鍵難點 132.3供給：海外產(chǎn)能穩(wěn)定，國內(nèi)企業(yè)仍處中試階段 17 圖目錄 A PERC化鍍層 5 圖13：2017年第三批領跑者項目中，雙面組件占比達到52% 6圖14：2018年“531”后我國雙面組件滲透率進一步提升 7圖15：2021年EVA類膠膜占比約75%(透明+白色)，EPE+POE占比約23% 7 POE發(fā)泡材料中占比僅為2% 13C 圖26：茂金屬催化劑可以使相對分子質(zhì)量變窄，并引入更多的共聚單體 15表目錄EVAVA3% 1表2：“領跑者計劃”中，技術領跑基地對組件轉(zhuǎn)換效率要求提高，推動行業(yè)降本增效 6表3：樂觀情景下，TOPCon/HJT均采用POE封裝，XBC采用EVA+POE封裝，至2025年POE需求可至約200萬噸......9情景下，TOPCon/HJT均采用EPE封裝，XBC采用EVA+POE封裝，至2025年POE需求可至約120萬噸....10 OE 表7：乙烯齊聚法生產(chǎn)α烯烴具有優(yōu)勢，為當前主要的α烯烴生產(chǎn)工藝 14 0：目前全球POE產(chǎn)能集中于海外陶氏等企業(yè)，所有種類POE年生產(chǎn)能力可達到200萬噸 17 POE行業(yè)專題報告1抗PID優(yōu)勢顯著，POE有望全面應用于N型組件1.1光伏組件封裝膠膜以EVA/EPE/POE為主當前光伏組件封裝方案以EVA、POE和EPE(EVA與POE三層共擠)為主，少部分采取PVB、有機硅膠等封裝方式。理EVA為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，通過添加交聯(lián)劑、增稠劑、抗氧化劑、抗老化劑、光穩(wěn)定等助劑對其改性，經(jīng)熔融擠出。作為使用最廣泛的組件封裝材料，EVA膠膜(透明)具有高透光率、與玻璃和背板的粘結(jié)性好等優(yōu)勢。1)高透光率：經(jīng)組件層壓工序調(diào)整，EVA交聯(lián)度高最高可達95%-98%。交聯(lián)度越高，EVA不易結(jié)晶，因此膠膜的透光率越高，組件的整體輸出功率相應越高。2)粘結(jié)性與流動性好：VA含量較多，則有較好的低溫柔韌性和粘結(jié)性。(一定范圍內(nèi))熔融指數(shù)越大，EVA流動性越好，平鋪性好，物理粘接點越多，與背板和玻璃的剝離強度越大。因此光伏EVA膠膜VA含量多在28%-33%，透明EVA熔指(MI)需高于25%。VA含量用途5%以下薄膜、電線電纜、LDPE改性劑5%~10%彈性薄膜、注塑、發(fā)泡制品等20%~28%熱熔粘合劑和涂層制品光伏組件封裝膠膜38%~40%膠粘劑雖然EVA作為光伏封裝膠膜具有高透光率等優(yōu)勢，但醋酸乙烯酯作為極性材料本身也有一定弊端，膠膜易產(chǎn)生老化和黃變等問題，組件抗PID性能弱：1文后的重要聲明部分1POE行業(yè)專題報告2文后的重要聲明部分2透水性為其中之一。醋酸乙烯酯中碳氧雙鍵和碳氧單鍵為極性的鍵，和水(極性分子)相親，因此EVA膠膜在組件中阻水性差，水汽透過率較高，EVA易水解產(chǎn)生醋酸后和玻璃中的Na反應，可以生成大量的自由移動的Na離子，再與電池片表面的銀柵線發(fā)生反應后會腐蝕電池柵線，導致串聯(lián)電阻的升高、組件性能衰減(即PID效應)，且此類衰減不可恢復。2)EVA易老化和黃變：EVA的分子鏈為線性結(jié)構，由碳氧鍵、碳氫鍵等構成，此類化學鍵在室外濕熱交變環(huán)境下以及紫外光照射下會斷裂、重組或氧化，從而產(chǎn)生生色團，使EVA膠膜有發(fā)黃、降解的現(xiàn)象，從而影響組件功率和使用壽命。目前主要通過加入抗氧、紫外吸收或光穩(wěn)定性等功能助劑，降低EVA膠膜氧化分解的速度、增強抗老化及紫外光線的性能、減少黃變程度；加入有機過氧化物的交聯(lián)劑，在EVA膠膜加熱封裝太陽能電池片的過程中會受熱分解產(chǎn)生自由基，從而引發(fā)EVA分子鏈的結(jié)合，形成網(wǎng)狀結(jié)構，可增加分子穩(wěn)定性。但是EVA中殘留的交聯(lián)劑在長期老化的過程中也會與助劑發(fā)生化學反應，仍會產(chǎn)生氣泡以及黃變。白色EVA可增效、降本，通常用于組件背層封裝。在透明EVA中加入一定量的鈦白粉、氧化鋅等反光填料，并在切邊收卷后使用電子加速器進行輻照交聯(lián)制成的白色EVA膠膜，用于背面封裝可提高組件內(nèi)可見光及紅外線的反射率，進而增加組件功率。尤其在半片組件中，電池片之間縫隙更多，漏光帶來的效率損失更大，故白色EVA增效也更顯著。根據(jù)CPIA數(shù)據(jù)，白色EVA可提升組件功率1.5~3W；單玻組件采用白色EVA，相對轉(zhuǎn)換效率可提高0.5%-0.7%左右；雙玻組件采用白色EVA相對轉(zhuǎn)換效率可提高1%-1.2%左右。此外，白色EVA膠膜同時能夠阻隔紫外線，一定程度上降低了組件對背板耐紫外線的性能要求，從而降低了組件成本。根據(jù)海優(yōu)威的研究數(shù)據(jù)，使用白色EVA后，背板內(nèi)側(cè)面無需抗紫外線性能和氟薄膜，成本可降低7~12分/W；由于阻隔性強、透光率低，組件可使用透明度高的背板，成本可再降低1~2分/W。POE行業(yè)專題報告理聚烯烴彈性體(Polyolefinelastomer，簡稱POE)為乙烯-α烯烴共聚物，相較于EVA膠膜，POE膠膜的優(yōu)勢十分明顯；1)水汽阻隔性能好，體積電阻率高，抗PID性能強：POE為非極性材料，只有碳碳鍵和碳氫鍵，沒有碳氧鍵(極性)，因此不能和水分子形成氫鍵，水汽阻隔性好，水汽透過率可做到EVA膠膜的約1/10。水汽不易通過玻璃和背板進入組件內(nèi)，降低PID風險。體積電阻率也是影響PID的因素之一。在同樣電勢差下，高體積電阻率帶來較低漏電流，可降低電池表面的分壓，從而減緩PID的發(fā)生。根據(jù)陶氏的研究，POE體積電阻率更高，水汽透過率更低，在PERC雙玻組件96h老化測試下(負偏壓1000V、85℃、85%RH)功率衰減顯著低于EVA膠膜。2)耐低溫性能優(yōu)異：POE分子結(jié)構中沒有不飽和雙鍵，具有很窄的分子量分布和短支鏈結(jié)構(短支鏈分布均勻)，因而具有高彈性、高強度、高伸長率等優(yōu)異的物理機械性能和的優(yōu)異的耐低溫性能。3文后的重要聲明部分3POE行業(yè)專題報告3)耐熱老化和抗紫外線性能好：窄的分子量分布使材料在注射和擠出加工過程中不宜產(chǎn)生撓曲，因而POE材料的加工性能優(yōu)異。由于POE大分子鏈的飽和結(jié)構，無極性基團，分子結(jié)構中所含叔碳原子相對較少，因而具有優(yōu)異的耐熱老化和抗紫外線性能。根據(jù)陶氏對普通POE膠膜和EVA膠膜在紫外濕熱加速老化試驗箱中的黃變趨勢研究，發(fā)現(xiàn)在UV輻照量超過100kWh/m和DH達到700h左右時，EVA膠膜樣品變黃，而且隨著老化時間的延長，黃變越來越明顯；而普通POE膠膜在2000h后依然未變色。在加速老化后，POE膠膜黃度指數(shù)變化較小，且一直穩(wěn)定在較低數(shù)值；而EVA膠膜隨著加速老化時間的延長，其黃度指數(shù)逐漸攀升。因此POE膠膜可以顯著提高組件的可靠性，使得組件擁有更長的生命周期。雖然POE在抗PID、水汽透過率、老化黃變等方面優(yōu)勢明顯，然而也存在與玻璃/背板粘結(jié)力低，交聯(lián)反應速率慢，功能助劑易析出和透光率偏低等問題。因此在組件制造過程中使用純POE時，也會出現(xiàn)生產(chǎn)效率下降、層壓時滑移等問題，要求組件端相應調(diào)整生產(chǎn)工EPE兼具抗PID和粘結(jié)性好的特點。針對EVA、EPE各自的優(yōu)劣勢，2018~2019年膠膜企業(yè)開發(fā)出三層共擠EPE膠膜，即將EVA-POE-EVA三層復合采用共擠出工藝制造而成，EPE膠膜通常三層厚度比例分別為1:2:1。EPE的最大痛點在于助劑遷移帶來膠膜性能變化。EVA與POE極性不同，對助劑的吸收能力差異極大：EVA為極性材料，與助劑相容性好。因此隨著時間變化，POE層中的助劑會不斷向極性強、吸收力強的EVA層遷移，引起膠膜內(nèi)部結(jié)構性質(zhì)改變，POE與EVA層間結(jié)合力下降，甚至在組件層壓中POE層存在被擠出脫層的風險。由于POE層助劑遷移的4文后的重要聲明部分4文后的重要聲明部分文后的重要聲明部分POE行業(yè)專題報告1.2歷史：雙玻需求增長帶動POE占比提升膠膜作為組件輔材，其使用類型取決于組件的發(fā)展和性能要求。單玻P型組件主要采用上下EVA膠膜封裝。2015年國家能源局發(fā)布“光伏領跑者”計劃前，行業(yè)基本聚焦單玻組件。P型單面單玻組件采用經(jīng)濟性更好的EVA封裝，市占率達90%以上。2016~2017年海優(yōu)率先實現(xiàn)白色EVA規(guī)模化量產(chǎn)，逐步推進白色EVA在單玻組件背面的使用，占據(jù)一部分透明EVA的市場份額。雙玻組件背面PID現(xiàn)象更嚴重，因此需要抗PID性能更好的POE保護電池，通常采用POE/EPE封裝。除前文提及因EVA透水性帶來PID現(xiàn)象外，PERC雙面電池(尤其是背面—)產(chǎn)生PID的原因還在于：電池背面通過PECVD沉積氧化鋁鍍層與氮化硅鍍層(Al2O3+SiNx)，使負電荷在氧化鋁和氧化硅交界處產(chǎn)生高效的場鈍化效果(PERC背鈍化工序)。再對鈍化膜進行局部激光開槽，因此組件背面會因電子極化導致PID，即Al2O3/Si接觸面具有較高的固定負電荷密度，背面玻璃中析出的Na+使氧化鋁內(nèi)的電荷發(fā)生再分布，削弱場鈍化特性，帶來PID。而雙面PERC電池片正面因氧化硅減反射層可以起到抗PID效應，故雙玻組件背面PID更為嚴重。但不同于Na+遷移導致的PID，電子極化導致的PID衰減可經(jīng)光照恢復的，且使用高體阻的POE膠膜可以抑制電子極化效應。因此PERC雙玻組件，特別是背面多采用POE/EPE膠膜封裝，增強抗PID性能。理55POE行業(yè)專題報告6文后的重要聲明部分6“光伏領跑者”項目推動雙玻組件發(fā)展，POE膠膜需求與占比隨之提升。2015~2017年國家能源局共發(fā)布三批“光伏領跑者”計劃，通過使用技術絕對領先的電池組件，建設光伏發(fā)電示范基地和新技術應用示范工程，促進先進光伏技術產(chǎn)品應用和產(chǎn)業(yè)升級。每批次“領跑者”項目對組件的轉(zhuǎn)換效率提出明確要求，并逐步提高準入標準：2015年技術領跑基地的多/單晶組件轉(zhuǎn)換效率要求在16.5%/17%以上；2016年將上網(wǎng)電價水平作為投資主體評分標準的最大權重(占比30%)，同時對高轉(zhuǎn)換效率的電池組件給予評分溢價；2017年技術領跑者基地的多/單晶轉(zhuǎn)換效率指標提升至18%/18.9%。組件轉(zhuǎn)換效率要求的提高，推動了電池組件企業(yè)加大電池轉(zhuǎn)換效率、組件功率的研發(fā)投入和先進技術的應用，單晶PERC、雙面雙玻等先進電池組件技術的量產(chǎn)進度隨之加快。根據(jù)EnergyTrend數(shù)據(jù)，2017年第三批領跑者項目中，雙面PERC組件占比達到34%，若考慮雙面PERT的份額，則雙面組件占比達到52%。表2：“領跑者計劃”中，技術領跑基地對組件轉(zhuǎn)換效率要求提高，推動行業(yè)降本增效時間多晶單晶備注組件轉(zhuǎn)換效率一年內(nèi)衰減率組件轉(zhuǎn)換效率一年內(nèi)衰減率應用領跑基地技術領跑基地應用領跑基地技術領跑基地2015≤2.5%≤3%22016——————優(yōu)選等競爭性比選方式配置項目。將電價作為主要競爭會相應給予更高分值。2017≤2.5%≤3%GWEnergyTrend7文后的重要聲明部分72018年“531”后光伏電站進入競價時代，產(chǎn)業(yè)鏈對組件轉(zhuǎn)換效率和功率提升的訴求更為強烈，雙面組件占比進一步提升?！?31”正式開啟光伏競價時代，產(chǎn)業(yè)鏈降本增效訴求更強，在此背景下雙面組件憑借10%以上的發(fā)電增益進入快速成期。根據(jù)CPIA統(tǒng)計，2017年雙面組件占比約2%，至2019年雙面組件滲透率提升至14%，2020年達到29.7%。雙面組件滲透率進一步提升據(jù)來源：CPIA，西南證券整理雙面組件占比提升推動POE/EPE用量和滲透率提升。PERC雙面雙玻組件背面需POE/EPE膠膜增強抗PID性能，因此POE/EPE膠膜滲透率隨雙玻組件廣泛應用而提升。根據(jù)CPIA數(shù)據(jù)，至2021年透明EVA占比約52%，白色EVA占比約23%，純POE膠膜占比約8.6%，EPE膠膜占比約14.3%。據(jù)來源：CPIA，西南證券整理POE行業(yè)專題報告氧化鋁和氧化硅的場鈍化在正面，因此TOPCon正面PID大于背面，與P型組件相反。而電池組件正面轉(zhuǎn)換效率最為重要，因此TOPCon正面需抗PID性能更好的POE。HJT也需阻水和耐老化性能更好的POE封裝。HJT電池中ITO靶材為TCO薄膜沉積的關鍵，而ITO對水汽更敏感，因此需提升組件的水汽阻隔性能。同時，鈍化層也對紫外線敏感，電池易老化，因此HJT當前亦采用阻水和抗老化性能更可靠的POE封裝。綜合N型組件發(fā)展進程來看，當前主要N型組件出于對產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性考慮大多采由于柵線在背面，因此或采取EVA+POE的封裝方式。未來隨著N型電池工藝調(diào)整與優(yōu)化，EPE占比可能逐漸提升，組件可能EPE+EPE、EPE+EVA等封裝方式。8文后的重要聲明部分8POE行業(yè)專題報告9文后的重要聲明部分91.3.2N型組件產(chǎn)量釋放，POE需求有望快速增長根據(jù)各家N型電池組件產(chǎn)能建設規(guī)劃和不同N型電池技術發(fā)展進程，我們計算至2025BCHJT產(chǎn)量或分別為277.2GW、115.5GW、69.3GW。在此基礎上，假設三種情景下N型組件封裝方案：1)樂觀情景：TOPCon與HTJ均采用POE+POE的封裝方式，XBC采用EVA+POE的封裝方式，PERC雙玻組件采用EVA+EPE封裝。EPE層中EVA、POE、EVA的比例分2)中性情景：TOPCon與HTJ均采用EPE+EPE的封裝方式，XBC采用EVA+POE的封裝方式，PERC雙玻組件采用EVA+EPE封裝。EPE層中EVA、POE、EVA的比例分3)悲觀情景：TOPCon與XBC均采用EVA+EPE的封裝方式，HJT采用EPE+EPE的封裝方式，PERC雙玻組件采用EVA+EPE封裝。EPE層中EVA、POE、EVA的比例分202020212022E2023E2024E2025E備注全球裝機量(GW)250.050.0450.050.0組件需求量(GW)00.0420.040.060.0考慮1.2容配比薄膜組件占比%%%%PERC件占比6%5%9%9%7%27%N型組件占比7.89%40%0%0%0%0%60%在N型中占比XBC25%在N型中占比%在N型中占比組件產(chǎn)量(GW)：209.8266.037.407.8PERC玻占比5%40%42%45%PERC玻產(chǎn)量.277.2BC..3每GW粒子需求(萬噸)4847474747PERC(雙玻)2年起假設全部采用EVA+EPE封裝(EPE層比例分別為1:2:1)26.31BC.527.1.6文后的重要聲明部分202020212022E2023E2024E2025E備注合計22.146.3同比-5.0%32.7%%%82.8%EVA需求(萬噸).9.9CPIAPOECPIAEPEPOE占比下降)202020212022E2023E2024E2025E備注PERC(雙玻)2022年起假設全部采用EVA+EPE封裝(EPE層比例分別為1:2:1)EPE+EPE封裝(EPE層比例分別為1:2:1)BC.527.1EPE+EPE封裝(EPE層比例分別為1:2:1)合計.3.9同比-5.0%92.1%%78.9%EVA需求(萬噸).9.9數(shù)據(jù)來源：CPIA，西南證券202020212022E2023E2024E2025E備注PERC(雙玻)2022年起假設全部采用EVA+EPE封裝(EPE層比例分別為1:2:1).46.6EVA+EPE封裝(EPE層比例分別為1:2:1)BCEVA+EPE封裝(EPE層比例分別為1:2:1)EPE+EPE封裝(EPE層比例分別為1:2:1)合計24.544.4.9同比72.9%81.2%61.9%EVA需求(萬噸).9.9201.8229.0數(shù)據(jù)來源：CPIA，西南證券在樂觀/中性/悲觀三種情景下，我們計算至2025年POE粒子需求將分別達到199.4、118.0、71.9萬噸，對應2022~2025年CAGR分別為86.0%、63.2%、44.1%。綜上，N文后的重要聲明部分2原料、催化劑與工藝均為技術壁壘，N型組件或推動國產(chǎn)化進程加速POE具有良好的彈性、透明性、低溫韌性、抗紫外線性能等，在汽車零部件、電線電纜、發(fā)泡材料、聚合物改性等領域應用廣泛。其中汽車領域應用最廣，如我國POE下游應用中，汽車行業(yè)占比60%以上。POE可作為增韌劑對PE/HDPE/PP/PA增韌改性。由于POE為非極性飽和聚烯烴共聚物，與聚乙烯及聚丙烯(PP)等通用塑料具有良好的相容性，且本身為顆粒狀，因此POE常用于對非極性的聚烯烴進行改性，絕大多數(shù)應用于PP增韌體系。量化有望推動POE廣泛應用于汽車零部件POE分子結(jié)構與三元乙丙橡膠(EPDM)相似，因此具有耐老化、耐臭氧、耐化學介質(zhì)等性能。通過對POE交聯(lián)，材料的耐熱溫度提高，拉伸強度、撕裂強度等主要力學性能均有較大程度提高。汽車輕量化趨勢下，POE作為最適用的工程塑料之一，更多應用于汽車工業(yè)中。POE和熱塑性動態(tài)硫化膠是兩種主要的聚烯烴類熱塑性彈性體(TPO)，因低溫抗沖擊性能好、流動性好、可重復使用、彎曲彈性模量高等性能優(yōu)勢使其廣泛應用于汽車內(nèi)外部件，可使車重減輕20%~25%。例如TPO作汽車外裝件主要用于保險杠增韌(POE取代EPDM)、散熱器格柵、車身外板(翼子板、后側(cè)板、車門面板)、車輪護罩、擋風膠條等；作內(nèi)飾件主要用于儀表板、內(nèi)飾板蒙皮、安全氣囊外皮層材料等；在發(fā)動機室內(nèi)部件及其它方面也可用于空氣導管、燃料管防護層、電氣接線套等。POE行業(yè)專題報告全球汽車保險杠的POE年市場規(guī)模穩(wěn)定在20萬噸左右。根據(jù)標普全球移動對2022~2023年全球乘用車產(chǎn)量的預測，假設2024年起全球乘用車產(chǎn)量增速為5%，且POE作為增韌劑在保險杠中質(zhì)量占比在20%左右時可滿足性能要求，我們計算2022年全球汽車保險杠對POE的需求約18萬噸。隨著全球汽車產(chǎn)量小幅穩(wěn)定增長，汽車保險杠對POE的需求也保持穩(wěn)定，2024年全球需求可達到20萬噸以上。表6：全球汽車保險杠的POE年需求穩(wěn)定在20萬噸左右2022E2023E2024E2025E備注全球乘用車產(chǎn)量(萬輛)1608509292.59757.1比8.46%%%假設2024年起產(chǎn)量增速為5%保險杠重量(kg)POE添加比例20%20%20%20%POE需求(萬噸)20.4421.47POE的柔韌性和回彈性好于EVA，適用于發(fā)泡材料。POE用于發(fā)泡材料后效果更好，如發(fā)泡后的產(chǎn)品重量更輕，壓縮回彈更好，觸感良好，泡孔均勻細膩，撕裂強度高等。在模POE已大量應用于沙灘鞋，拖鞋，運動鞋的中底，鼠標墊，座墊，保麗龍材料，保溫材料，緩沖片材，箱包襯里等發(fā)泡產(chǎn)品上。當前POE在發(fā)泡鞋材中滲透率較低，未來提升空間大。加入EPDM、POE、OBCs、TPE等彈性體可帶來更高品質(zhì)高更性能的EVA鞋部件制品，達到共混改性目的，從而提升EVA發(fā)泡性能，回彈性一般可提高到50-55%，甚至更高。根據(jù)化工平頭哥公眾號數(shù)，當前POE或共混發(fā)泡材料在鞋材中占比僅為2%，EVA發(fā)泡材料占比85%仍為主導地位。因此隨著未來消費者對于鞋材性能要求提升，POE在鞋材中滲透率提升空間較大。POE行業(yè)專題報告光伏將成為POE下游應用中最大需求增量。2020年全球POE消費量超過120萬噸，其中光伏POE消耗約17萬噸，因此其他應用領域消費量超過100萬噸。隨著N型組件量產(chǎn)，我們計算中性情景下2023~2025年全球光伏POE需求將達到32/66/118萬噸，光伏將成為POE最大需求增量。若其他行業(yè)的POE需求維持在110~120萬噸，則2023年中性情POE或達到176~186萬噸，2025年228~238萬噸。2.2POE生產(chǎn)中茂金屬催化劑和α烯烴為關鍵難點POE為乙烯-α烯烴共聚物，采用烯烴聚合催化劑使乙烯和α烯烴聚合得到聚烯烴。乙烯與α烯烴通過聚乙烯鏈段的結(jié)晶起到物理交聯(lián)的作用，從而呈現(xiàn)熱塑性彈性體的形態(tài)，并具有塑料和橡膠的雙重特性。當α烯烴含量較高時，呈半結(jié)晶、低模量的聚合物，如α-辛烯CPOE，α辛烯的質(zhì)量分數(shù)多在20%-30%。數(shù)據(jù)來源：塑化B2B，西南證券整理2.2.1高碳α烯烴：乙烯齊聚法工藝與催化劑集中于海外企業(yè)高碳α烯烴是POE產(chǎn)品的關鍵，且α烯烴也為國產(chǎn)化難點之一，目前我國尚未實現(xiàn)高碳α烯烴量產(chǎn)，部分石化企業(yè)可生產(chǎn)1-丁烯和1-己烯。POE行業(yè)專題報告文后的重要聲明部分高碳α烯烴性能更好，使用1-己烯/1-辛烯替代1-己烯為主要趨勢。α烯烴包括1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯等多種，碳數(shù)范圍分布寬(C4~C40)，但作為聚烯烴共聚單體的的α烯烴，一般為C4~C8組分，多為1-丁烯(4C)、1-己烯(6C)、1-辛烯(8C)，光伏1-辛烯共聚產(chǎn)品的薄膜制品在拉伸強度、沖擊強度、撕裂強度、耐穿刺性等性能均優(yōu)于1-丁烯作為共聚單體生產(chǎn)的LLDPE樹脂。因此近年來使用1-己烯和1-辛烯替代1-丁烯作為共聚單體開發(fā)聚乙烯為主要趨勢。高碳α烯烴主要采用乙烯齊聚法生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝與催化劑專利集中在海外石油化工企業(yè)。α烯烴為石油餾分和催化裂化產(chǎn)物，普遍采用乙烯齊聚法生產(chǎn)(所得產(chǎn)品全部含偶數(shù)碳，質(zhì)量較好，產(chǎn)量占比達94.1%)，即以三乙基鋁為催化劑，乙烯通過壓縮及預熱，經(jīng)鏈增長反應、鏈置換反應及α烯烴產(chǎn)品分離等流程，最終得到高碳α烯烴產(chǎn)品。但乙烯齊聚法技術主要掌握在海外廠商手中，主要技術路線有Chevron的一步乙烯低聚工藝、BPAmoco的二步乙烯低聚工藝、Shell的較高烯烴法(SHOP)、Phillips的鉻系催化乙烯三聚工藝、日本出光石化的鋯系催化乙烯齊聚工藝，利用均相催化劑(烷基鋁、鈦、鎳、鐵、鉻、鋯等系催化劑)進行齊聚反應，并在催化劑方面擁有相應的專利保護。其中Shell、Chevron和BPAmoco的工藝是最早、最典型的均相法乙烯齊聚工藝。工藝優(yōu)勢劣勢石蠟裂解原料資源豐富，可滿足部分下游產(chǎn)品需求反應較為復雜，且存在雜志，產(chǎn)品收率不高乙烯齊聚便于控制產(chǎn)物分布，直鏈產(chǎn)物多，分離費用低，產(chǎn)品附加值高實現(xiàn)工業(yè)化的難點國內(nèi)α烯烴生產(chǎn)幾乎仍全部采用石蠟裂解法生產(chǎn)，產(chǎn)率低且質(zhì)量較差，只能用于生產(chǎn)合成潤滑油和潤滑油添加劑等產(chǎn)品，目前在生產(chǎn)共聚單體用高純度1-辛烯方面仍較為不足。且含碳數(shù)高的共聚單體生產(chǎn)成本相應增加。目前國內(nèi)α烯烴生產(chǎn)項目主要為燕山石化5萬噸己1僅作為副產(chǎn)品，產(chǎn)量極少；2021年大慶石化依托原有1-己烯設施和技術，改擴建成國內(nèi)首套3000噸級1-辛烯合成工業(yè)試驗裝置，試驗成功后將開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的萬噸級成套技術工藝包。文后的重要聲明部分企業(yè)進展備注大慶石化茂名石化2022年基于自有技術開發(fā)的1-己烯生產(chǎn)裝置投產(chǎn)并出口。燕山石化獨山子石化采用乙烯齊聚法工藝蘭州石化榆林化工衛(wèi)星化學00噸裝置項目環(huán)評一次公示。綠色化學新材料產(chǎn)業(yè)園中二期將浙石化2.2.2茂金屬催化劑：POE生產(chǎn)企業(yè)獨家開發(fā)，國內(nèi)量產(chǎn)尚有差距烯烴聚合催化劑是聚烯烴聚合技術的核心，其種類有有鉻基催化劑、齊格勒-納塔催化劑、茂金屬催化劑、非茂金屬催化劑等。其中茂金屬催化劑單活性中心的特征能使任何α-烯烴單體聚合。與傳統(tǒng)烯烴聚合催化劑相比，采用特殊的茂金屬催化劑不僅可以使POE具有很窄的相對分子質(zhì)量分布，而且可以引入更多的共聚單體α-辛烯。：茂金屬催化劑可以使相對分子質(zhì)量變窄，并引入更多的共聚單體茂金屬催化劑是由茂金屬化合物、助催化劑和載體組成，需要與助催化劑共同作用于烯烴的聚合催化。其中，茂金屬化合物一般是由過渡金屬元素(如鈦、鋯、鉿)或稀土元素和至少一個環(huán)戊二烯或其衍生物作為配體以η5-鍵聯(lián)的方式形成的化合物，常用的配體有環(huán)戊二烯基、茚基、芴基等；另外，還包括非環(huán)戊二烯型含有氮、磷、氧等元素的配體與過渡金屬或后過渡金屬(如鈦、鋯、鉿、鎳、鈀、鐵、鈷等)以及稀土金屬構成的配合物。助催化劑主要為烷基鋁氧烷或有機硼化合物，通常為甲基鋁氧烷(MAO)，是三甲基鋁(TMA)同水反應而得到的部分水解產(chǎn)物。甲基鋁氧烷作為茂金屬及后過渡金屬烯烴聚合催化劑中的高效催化劑，催化活性高，茂金屬聚烯烴、茂金屬聚烯烴彈性體、茂金屬聚烯烴潤滑油(PAO)和茂金屬聚烯烴蠟、新材料環(huán)聚烯烴(COC/COP)等材料合成用的催化劑均需使用其作為助催化劑。文后的重要聲明部分茂金屬催化劑的負載化，即將茂金屬和MAO附著于載體表面的過程。載體可分為無機物負載、聚合物負載和無機/有機復合載體，但通常為無機物載體，包括SiO2、MgCl2、和Al2O3等。通過負載化技術制備負載型茂金屬催化劑，可以使助催化劑甲基鋁氧烷(MAO)的用量減少，同時提高聚合物的分子量，改善聚合物的形態(tài)(克服均相催化體系中聚合物形貌不可控的缺點)，增加聚合物的堆積密度，從而使茂金屬催化劑能夠以“dropin”的方式應用于現(xiàn)有的聚烯烴生產(chǎn)裝置。整體來看，使用茂金屬催化劑替換傳統(tǒng)的Ziegler-Natta催化劑，反應合成的聚烯烴分子結(jié)構、性能、品質(zhì)均發(fā)生了顯著的變化。當前POE生產(chǎn)企業(yè)均擁有獨家開發(fā)的茂金屬催化劑，我國茂金屬催化劑的研究和產(chǎn)業(yè)化水平還存在較大差距。整體來看，我國在茂金屬催化劑的結(jié)構設計、溶液聚合的工藝開發(fā)、和茂金屬催化劑相關的下游產(chǎn)品領域研究滯后。且在新性能聚烯烴領域的技術大多集中于浙江大學、中科院化學研究所、中科院長春應用化學研究所等科研院校。國內(nèi)茂金屬聚烯烴規(guī)?；a(chǎn)所用的催化劑基本全部來自海外公司，至今還沒有成套化的茂金屬聚烯烴催化劑自主技術。2020年揚子石化與北京化工研究院合作開發(fā)茂金屬聚乙烯催化劑，2022年實現(xiàn)自制茂金屬催化劑在揚子石化聚乙烯裝置上成功應用，產(chǎn)出茂金屬管材產(chǎn)品，但尚未實現(xiàn)在光伏級POE生產(chǎn)中的應用。企業(yè)進展備注揚子石化發(fā)金屬聚乙烯(PE)催化劑實現(xiàn)首次工業(yè)化應用。要用于出差茂金屬管材產(chǎn)品。萬華化學東方盛虹2021年4月公布乙烯/α烯烴共聚的催化劑體系發(fā)明專利。岳陽興長2021年控股子公司湖南立為首套特種聚烯烴催化劑裝置開車成功。擁有茂金屬催化劑自主知識產(chǎn)權，打破國外技術壟斷。惠生新材料(泰州)公司自主合成了茂金屬催化劑活性中心，并開發(fā)了新型茂金屬催化劑體系。中石化北京化工研究院置上得到批量應用。中石油蘭州化工研究中心在中石油大慶化工研究中心完成了中試聚合驗證。淄博新塑化工InsitePOE目前POE的生產(chǎn)技術主要為陶氏和LG化學開發(fā)的Insite溶液聚合工藝，以及?？松梨诤腿_發(fā)的Exxpol高壓聚合工藝。作為化工產(chǎn)業(yè)，在掌握POE聚合生產(chǎn)技術后實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，保持良率、溶脂、密度等各性能指標穩(wěn)定為生產(chǎn)難點。1)Insite溶液聚合：1-辛烯沸點高，乙烯和1-辛烯共聚產(chǎn)品主要采用溶液聚合法生產(chǎn)，陶氏Insite溶液聚合采用自主研發(fā)的限定幾何構型茂金屬催化劑(CGC)生產(chǎn)，聚合溫度為80~150℃，聚合壓力為1.0~4.9MPa，可以直接在乙丙橡膠溶液法裝置上生產(chǎn)，具有聚合物結(jié)構可精準控制、催化劑耐溫性好等特點。文后的重要聲明部分最早的POE是由美國陶氏化學采用自有鈦催化劑技術在1993年生產(chǎn)成功的Engage系列，后來其采用先進的Insite工藝技術生產(chǎn)POE彈性體。2003年Engage系列POE又增添了用于模制和擠出的新牌號，主要用來改性非汽車應用中較寬范圍的聚烯烴。2004年其采用單中心催化劑技術Insite工藝又成功地生產(chǎn)出2個聚烯烴改性專用Affinity牌號，主要用于熱熔黏接劑市場。2)Exxpol高壓聚合：1989年?？松梨诠甲孕虚_發(fā)的茂金屬催化劑專利(Exxpol技術)，可以合成鏈長均一、分子量分布窄、鏈間共聚用單體分布均勻的茂金屬聚乙烯(mPE)。1991年，Exxpol技術被應用于日本三井在美國路易斯安那州BatonRouge的1.5萬噸/年聚合裝置中。Exxpol高壓聚合技術分為催化劑制備、聚合、分離和后處理，在Exxpol工藝設計中，催化劑庚烷-茂/鋁氧烷懸浮體是超高壓的，固相催化劑在高壓反應器的不同位置引入，以確保催化劑漿料可在100-200MPa時加入反應器。為保證催化劑在高壓狀態(tài)更好地分散，?？松梨诓捎昧?.3-1.0μm的未脫水硅膠作茂/鋁氧烷的載體，用硅膠粒徑控制催化劑粒子的大小。2005年公司采用茂金屬催化劑和高壓離子生產(chǎn)工藝開發(fā)了POE共聚物(Exact系列)，主要用作汽車熱塑性聚烯烴(TPO)配方中的抗沖擊改性劑。目前，我國自產(chǎn)的茂金屬聚乙烯主要應用于薄膜和管材領域，茂金屬聚乙烯供應仍依賴年增長至13萬噸左右，但產(chǎn)品主要應用于薄膜和管材領域。需求方面，目前我國每年茂金屬聚乙烯消耗量超過150萬噸，自給率不足9%，因此茂金屬聚乙烯產(chǎn)品主要依靠向海外石化公司進口，如埃克森美孚、陶氏、三井、道達爾等。2.3供給：海外產(chǎn)能穩(wěn)定，國內(nèi)企業(yè)仍處中試階段由于海外企業(yè)對茂金屬催化劑的專利保護和高碳α烯烴尚未自給，POE尚未國產(chǎn)化。在海外企業(yè)的茂金屬催化劑專利保護，以及高碳α烯烴的生產(chǎn)工藝封鎖下，目前POE的生產(chǎn)技術集中于海外企業(yè)陶氏、三井、LG、?？松梨?、SK/薩比克，所有種類POE的年生產(chǎn)能力可達到約200萬噸。其中陶氏產(chǎn)能最大達到100萬噸左右，占比約50%。2022E備注陶氏包括Engage、Versify、Affinity系列下各種牌號三井22.582023年LG將新增10萬噸光伏POE產(chǎn)能，光伏POE產(chǎn)能將達到38萬噸埃克森美孚包括Exact、Exceed、Vsitamaxx系列，主要產(chǎn)能向Vistamaxx(乙烯-丙烯共聚)調(diào)整SK薩比克3SK和薩比克合資產(chǎn)能合計203.5POE海外名義產(chǎn)能高，光伏級POE實際產(chǎn)能有限。雖然全球POE總生產(chǎn)能力達到200萬噸，但需考慮實際產(chǎn)能利用率、其他POE應用領域需求增長、不同牌號和不同產(chǎn)品間產(chǎn)POE實際產(chǎn)能遠低于名義產(chǎn)能。若光伏級POE粒子需求快速增長，則可能帶來階段性供給緊張。文后的重要聲明部分國內(nèi)企業(yè)加快聚烯烴和POE研發(fā)和量產(chǎn)進程，目前仍處中試階段。在下游光伏需求高景氣趨勢下，國內(nèi)企業(yè)在POE以及原料α烯烴、茂金屬催化劑方面加快研究和量產(chǎn)進度，領先企業(yè)已進入POE中試階段。企業(yè)進展備注茂名石化噸POE裝置項目開始招標。性體、200噸1-丁烯彈性體京博石化E中石化天津分公司POE等12套高端新材料裝置。計劃2023年投產(chǎn)萬華化學E產(chǎn)化進程最為領先衛(wèi)星化學東方盛虹司專利，工藝采用溶液聚合法；催化劑與國內(nèi)科研院所合作浙石化惠生新材料(泰州)公司自主合成了茂金屬催化劑活性中心，并開發(fā)了茂金屬催化劑體系誠志股份公司計劃引進技術公司獨立研發(fā)催發(fā)出自己的技術并對外轉(zhuǎn)讓。整體來看，目前萬華化學在POE中試上已形成領先優(yōu)勢，有望最先進入量產(chǎn)階段；2022年9月茂名石化與斯爾邦(東方盛虹子公司)相繼完成中試開車，量產(chǎn)進度亦處于前列。衛(wèi)星化學將自建α烯烴產(chǎn)能(1-辛烯和1-己烯)，有望實現(xiàn)α烯烴與POE產(chǎn)能配套，形成α3投資建議對于光伏級POE的投資方向，我們建議重點關注引領并推動POE國產(chǎn)化的企業(yè)：萬華化學：擁有烯烴聚合催化劑、制備聚烯烴方法等專利，2021年即完成POE粒子中試并在下游驗證，目前國產(chǎn)化進程最為領先，在國內(nèi)企業(yè)中有望最先完成20萬噸量產(chǎn)項目投產(chǎn)。東方盛虹：全資子公司斯爾邦于2020年9月啟動POE關鍵技術自主研發(fā)，先后完成了茂金屬催化劑、關鍵聚合技術研究：催化劑與國內(nèi)科研院所合作，POE工藝包采用加拿大Wallkan公司專利(溶液聚合法)。2022年9月完成800噸POE中試裝置開車，目前規(guī)劃50萬噸/年POE光伏材料項目，為當前POE規(guī)劃產(chǎn)能最文后的重要聲明部分項目已環(huán)評公示，預計今年建成并產(chǎn)出產(chǎn)品，其中1-辛烯占比70%。后期規(guī)劃建設10萬噸α烯烴和配套POE項目。榮盛石化：子公司浙石化于2021年12月公布專利《一種負載茂金屬聚乙烯催化劑聚合改性的方法》；2022年8月公告計劃建設35萬噸/年α烯烴裝置，以及24風險提示高端聚烯烴、茂金屬催化工藝與POE國產(chǎn)化進程不及預期的風險；全球裝機不及預期；N型電池技術迭代不及預期；政策變化的風險。閱讀正文后的重要聲明部分POE行業(yè)專題報告分析師承諾本報告署名分析師具有中國證券業(yè)協(xié)會授予的證券投資咨詢執(zhí)業(yè)資格并注冊為證券分析師，報告所采用的數(shù)據(jù)均來自合法合規(guī)渠道，分析邏輯基于分析師的職業(yè)理解，通過合理判斷得出結(jié)論，獨立、客觀地出具本報告。分析師承諾不曾因，不因，也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點而直接或間接獲取任何形式的補償。投資評級說明報告中投資建議所涉及的評級分為公司評級和行業(yè)評級(另有說明的除外)。評級標準為報告發(fā)布日后6個月內(nèi)的相對市場表現(xiàn)，即：以報告發(fā)布日后6個月內(nèi)公司股價(或行業(yè)指數(shù))相對同期相關證券市場代表性指數(shù)的漲跌幅作為基準。其中：A股市場以滬深300指數(shù)為基準，新三板市場以三板成指(針對協(xié)議轉(zhuǎn)讓標的)或三板做市指數(shù)(針對做市轉(zhuǎn)讓標的)為基準；香