2024年聚烯烃弹性体POE国产化元年!

  POE(Polyolefinelastomer),全名聚烯烃弹性体,是以乙烯或丙烯为主要聚合单元,以α-烯烃(1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等)为共聚单体通过茂金属催化剂作用聚合得到的共聚物。

  由于性能突出,POE被大范围的应用于车用材料增韧改性、鞋材以及建筑、电子电器、日用品、医疗器材等领域。

  近几年还在光伏胶膜领域被大量应用,目前光伏胶膜已成为POE最大应用市场领域。

  从结构上看,POE最重要的包含碳碳主链结晶区(树脂相)与无定型区(橡胶相),其中碳碳主链结晶区起物理交联点的作用,而α-烯烃的引入削弱了碳碳主链的结晶区,形成了呈现橡胶弹性的无定型区。

  POE具有较短的支链分布,使得材料拥有高弹性、高强度、高伸长率等优异的物理性能; 同时由茂金属催化剂作用聚合得到的共聚物分子量分布较窄,使得材料在注塑和挤出过程中不易产生挠曲,且水汽透过率低。

  POE分子键饱和,使得材料具备优异的耐热老化和抗紫外线性能; 橡胶相结构赋予材料良好的弹性,树脂相结构赋予材料良好的加工性能。

  POE拥有非常良好的弹性、强度、耐老化、耐候、隔水性能,传统应用领域主要在汽车零部件,光伏级POE大多数都用在光伏组件,尤其是TOPCon、HJT、钙钛矿的封装。

  当前,全球POE规模化生产企业绝大部分为外资,产能集中度高;国内企业商业化起步,未来可期。截至2024年上半年,全球POE生产企业共有8家,产能合计约300万吨/年。

  随着POE市场需求量开始上涨,目前POE供应紧张,外资企业已计划在亚太地区扩大POE产能力,在建产能约30万吨/年,以应对迅速增加的中国市场需求。

  同时,中国也有众多化工企业宣布进入POE领域,据不完全统计,拟在建产能约440万吨/年。随着POE产能的快速扩张,届时国内的自给率将有明显提升,行业格局或快速转变。

  未来随着N型和双玻组件商品市场扩大,POE粒子生产技术逐渐成熟以及产能的全面铺开,预计2024年国产光伏级POE树脂有望实现规模化应用,2030年POE粒子本地化供应率预计提升到60%以上。

  POE的产业链较为简单,核心在中上游,上游为原材料供应商,其中α-烯烃是最重要的原材料;中游为POE制造商;下游为应用场景,汽车和光伏是重要的两大场景。

  根据CNCIC的研究,随着POE终端使用行业需求结构的变化,POE的按国别消费占比也发生了变化。

  中国已超越北美、欧洲、日本和韩国的需求,成为全世界最大的POE消费地区。

  汽车行业作为传统POE使用的领域,和汽车的产量、汽车轻量化程度紧密关联。 虽然该领域对POE消费量的绝对值仍在增长,但增速较慢。

  光伏领域作为POE新型的领域,随着光伏产品技术的迭代、行业的加快速度进行发展,POE在该领域的消费量快速增长。

  从产能来看,2021年,美国(4,427万吨/年)、中国(4,368万吨/年)、沙特阿拉伯(1,586万吨/年)的乙烯产能稳居世界前三,中国和美国的乙烯产能基本持平,差距缩小至59万吨/年。

  从中国参与企业来看,中国约有60家乙烯生产企业,并形成了以中国石化和中国石油两大企业主导、别的企业热情参加的生产竞争格局。

  2023年我国乙烯产量累计值达3189.9万吨,期末总额比上年累计增长6%。

  根据公开发布的信息数据显示,预计2021-2025年,中国将新增乙烯产能超过2,500万吨/年,乙烯产能过剩的风险将进一步加剧,市场之间的竞争也将愈加激烈,而对于POE厂商来说,上游乙烯原材料厂商的议价能力将有望下降。

  α-烯烃是POE产业链最重要的核心原材料,占整个产业链利润约60%,却也是制约中国POE产业高质量发展的重要壁垒之一。中国面临低碳α-烯烃相对充足、高端α-烯烃短缺的局面。

  中国的生产大多分布在在1-丁烯领域,而C6及以上的高碳α-烯烃产量仅为5.8万吨,进口量约为14万吨,进口依赖度超过70%。

  全球α-烯烃总产能约为565万吨/年,其中北美约占44.2%,中东约占22.2%,西欧约占17%,非洲约占13.4%,亚太地区仅占3.2%,主要α-烯烃生产企业包括英荷壳牌化学(市占率29%)、雪佛龙菲利普斯(市占率22%)、英力士(市占率13%)、沙索(市占率12%)、SABIC(市占率6%)。

  1-辛烯为合成POE的主流路线-辛烯资源几乎全部被海外掌控,中国资源获取难度较大。因此,开发高碳α-烯烃及其下游产品是中国石化行业的重要课题之一,目前也是中国各POE聚合生产企业重点配置产能方向。

  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大多分布在在美国和日韩,中国企业在此领域也有一定突破。

  海外企业主导POE市场,产能大多分布在在海外,中国国产企业中,2023年底海南贝欧亿国内首套聚烯烃弹性体(POE)工业化装置正式成功投产。

  在海外企业的茂金属催化剂专利保护,以及高碳α-烯烃的生产的基本工艺封锁下,全球POE生产技术集中在陶氏化学、三井、LG、埃克森美孚、SK/克等企业手中,其中陶氏化学是全球最大的POE供应商。

  中国企业正在进行高效研发,万华化学、惠生集团、贝欧亿(京博石化)、茂名石化、卫星化学等均有投建POE装置的计划,国产化替代有望加速。

  2023年12月15日,海南贝欧亿科技有限公司(京博石化)3万吨/年特种聚烯烃及配套项目一次性开车成功,产出具有独立知识产权的高性能POE产品,标志国内首套聚烯烃弹性体(POE)工业化装置正式成功投产。

  2024年4月13日上午,贝欧亿国产工业化光伏级聚烯烃弹性体(POE)顺利装车、启程,以此来实现了国内首套工业化POE装置光伏级产品的批量销售。

  2024年4月22日,万华化学宣布,公司一期20万吨/年POE(聚烯烃弹性体)项目预计今年上半年投产,二期蓬莱基地40万吨/年POE项目已经开建,预计在2025年末建成投产,届时万华POE总产能将达到60万吨/年。

  韩国SK创新和SABIC在韩国蔚山的合资公司扩产POE,预计2024年8月份后投产。该扩产项目投资2000亿韩元(约11亿人民币)新建生产设施,投产后合资公司年产能将从23万吨提高至30万吨以上,其中90%计划用于出口。

  2022年光伏胶膜领域占国内POE消费比例的44%,并显示出迅速增加的趋势,其次是汽车行业占比为25%。

  2023年中国领跑全球光伏装机发展,新增光伏装机容量达到216.9GW,占亚洲地区增量的91.2%。同时,从全球来看,2023年新增光伏装机量为346GW,同比增幅高达32.2%。

  电池技术升级是提高光伏组件转换效率的关键。以TOPCon、HJT为代表的N型电池具有更高的转换效率潜力、更低的光衰减率和温度系数,已成为下一代电池技术的主流发展方向。

  其中,TOPCon技术路线已步入大规模量产阶段。由于TOPCon电池片正面栅线使用了银铝浆,在高水汽环境下容易被老化腐蚀导致组件效率降低。因此,高水汽阻隔率、抗PID性能优势显著的POE胶膜是N型组件封装材料的首选。

  N型电池放量前期EPE胶膜性能基本满足规定的要求,后期POE树脂国产化进程加速,POE渗透率有所提升。

  以N型TOPCon组件为例,单玻N型TOPCon组件厂商可采用正面EPE、背面EVA或正面POE、背面EPE的组合方式来替代传统N型TOPCon组件正面完全依赖POE或双面完全采用POE的高成本封装组合;

  双玻N型TOPCon组件厂商则可选择采取POE+EPE/EPE+EPE/EPE+EVA等多种更为优化的组合方式,进一步开拓N型TOPCon组件封装降本提性的优化之路 ;2025年国产POE树脂开始供货后,双POE方案比例将有望回升。

  HJT电池以EPE+POE及双POE为主,2023年两者比例基本相当,同样2025年双POE比例回升。至于xBC电池,考虑到出货量相比来说较低,我们简化为一直采用透明EVA+POE的封装方案。

  POE在汽车领域大多数都用在聚丙烯PP增韧。PP材料因具备极超高的性价比和优良的综合性能,而被大范围的应用于汽车的前后保险杠、门板、仪表台、座椅等零部件中。PP平均单车用量约为58-78kg,但PP材料存在收缩率大、低温脆性等缺点,导致其耐冲击性能差,产品容易变形。

  通过POE对PP共混改性后,PP材料的性能得到了极大提升,单车POE用量平均为5-7kg左右。

  根据《节能与新能源汽车技术路线年,燃油乘用车整车轻量化系数需要分别降低10%、18%和25%。

  根据中汽协会数据公众号, 2023年我们国家新能源车持续迅速增加,新能源汽车产销分别958.7万辆、949.5万辆,同比分别+35.8%、+37.9%,市占率达31.6%, 汽车轻量化的发展,将拉动PP改性材料渗透率持续提升,进而推动POE需求增加。

  POE是 从2000年开始被应用于鞋材行业, 与EVA并用发泡POE的柔韧性和回弹要比EVA高出很多,并用发泡会有着更好的效果,如发泡后的产品重量更轻,压缩回弹更好,触感良好,泡孔均匀细腻,撕裂强度高等突出优点,用量一般在20phr左右。

  无论是模压发泡还是造粒后的注射发泡,POE已经大量的被使用在沙滩鞋,拖鞋,运动鞋的中底,鼠标垫,座垫,保丽龙材料,保温材料,缓冲片材,箱包衬里等发泡产品上。

  2015年7月,沙特基础工业公司(SABIC)和韩国石化公司SK综合化学(SK创新旗下全资子公司)对等持股成立合资公司SABIC SK Nexlene Company (SSNC),投资约6.4亿美元,用于购买独特的Nexlene™溶液法技术和一座位于韩国蔚山市的工厂,以生产一系列高性能乙烯/α-烯烃共聚物产品。

  2024年4月,韩国SK创新和沙特基础工业公司(SABIC)在韩国蔚山的合资公司扩产聚烯烃弹性体(POE),预计2024年8月份后投产。

  该扩产项目投资2000亿韩元(约11亿人民币)新建生产设施,投产后合资公司年产能将从23万吨提高至30万吨以上,其中90%计划用于出口。此前据SK电讯报道,改扩建项目计划于2024年第二季度投入运营。

  三井化学株式会社于1975年开始生产乙烯基聚合物,商品名为Tafmer™。

  2023年7月28日,三井化学工业株式会社在其位于新加坡的全资子公司三井弹性体新加坡私人有限公司(MELS)为生产高性能弹性体TAFMER™POE的新工厂举行了奠基仪式。

  新工厂位于新加坡裕廊岛,设计产能为12万吨/年,使其现有的22.5万吨/年的生产能力得到了逐步提升。该项目计划于2024财年完工。

  三井化学总裁兼首席执行官桥本修在2023年12的演讲概述了这家日本树脂供应商的 2030 年愿景战略业务计划。桥本指出,到 2030 年开发下一代弹性体是议程的关键部分:三井化学还继续扩大其TAFMER™乙烯基聚烯烃弹性体和塑性体 (POE/POP) 业务。

  2023年9月19日,ExxonMobil宣布了其位于美国德州Baytown基地的一项关于聚烯烃弹性体和α-烯烃扩产计划。该扩产是ExxonMobil长期成长计划的一部分,旨在通过投资提升其在美湾地区炼油和高端化学产品生产能力。

  埃克森美孚在公告中表示,这两套装置即日投入到正常的使用中,包括一条高性能聚合物生产线万吨Vistamaxx™和Exact™品牌(POE)聚合物改性剂,以及一套线性α-烯烃装置,可年产35万吨Elevexx™品牌(POE)产品。

  该项目二期将建设化工新材料装置(乙烯基聚烯烃弹性体装置、丙烯基聚烯烃弹性体装置、聚α烯烃装置)。

  基于聚烯烃弹性体(POE)的人造革,以满足汽车市场对非动物皮革制品一直增长的需求。

  公司将把用于太阳能电池板的聚烯烃弹性体的年产能提高10万吨。该项目于2023年投产,年产能为38万吨。

  该装置是国内首套量产聚烯烃弹性体(POE)工业化装置,年产能3万吨,标志着POE国产化正式开启。

  一期20万吨/年POE(聚烯烃弹性体)项目预计今年上半年投产,二期蓬莱基地40万吨/年POE项目已经开建,预计在2025年末建成投产,届时万华POE总产能将达到60万吨/年。

  800 吨/年中试装置成功实现了 POE 催化剂及全套生产技术完全自主化, 公司规划建设 POE 产能 50 万吨,配套 30 万吨α-烯烃。

  20万吨/年α-烯烃装置、30万吨/年POE装置、30万吨/年丁辛醇装置、30万吨/年丙烯酸及酯装置、24万吨/年双酚A装置。

  江苏虹景新材料有限公司发布环评公告,江苏虹景新材料有限公司投资新建一套10万吨/年POE装置,年产 POE10万吨。

  一期主要建设20万吨/年POE联合装置,30万吨/年α-烯烃装置,400Nm³/h电解水制氢装置;二期主要建设20万吨/年POE联合装置,25万吨/年碳酸酯装置。

  3套20万吨/年POE(聚烯烃弹性体)装置, 10万吨/年a-烯烃 等多个建设项目。目前已完成POE中试,预计2024年投产。

  公司项目概况:联泓惠生(江苏)新材料有限公司拟投资181110万元,在现有厂区及西侧新征地块建设年产10万吨热塑性聚乙烯弹性体项目,项目...形成年产热塑性 聚乙烯弹性体乙烯-丁烯共聚物7.6万吨(EBRa 2.4万吨,EBRb 5.2万吨)、乙烯-辛烯共聚物(EOR)2.4万吨的 生产能力。

  乙烯基聚烯烃弹性体仅以乙烯为原料,无需使用辛烯(α-烯烃)单体即可制备得到乙烯基聚烯烃弹性体(E-POE)。

  万吨级E-POE(乙烯基聚乙烯弹性体)示范装置,与北京石油化工工程有限公司签署了EPCM合同。

  建设1万吨E-POE工业化实验装置进行中试试验,中试产物规模最大为5000吨/年。

  10万吨POE和20万吨锂离子电解液项目环境影响评价文件作出批准决定的公示。

  项目名称:新型化工高端材料产业园项目建设内容:25万吨/年轻烃制丙烷异丁烷正构联合装置、13万吨/年顺酐装置、3万吨/年二甲基二硫(DMDS)装置、45万吨/年乙苯装置、20万吨/年环氧丙烷-45万吨/年苯乙烯(POSM) 联合装置、10万吨/年聚醚多元醇装置、10万吨/年乙丙橡胶装置、

  10万吨/年聚烯烃弹性体(POE)装置及配套公用工程系统等。项目进度:尚在规划中。

  中石油首套千吨级高端弹性体试验装置,打破了国外在聚烯烃弹性体生产技术领域的垄断。中石油已建成乙烯-辛烯-POE弹性体的完整产业链。

  弹性聚乙烯(POE)技术开发项目于2023年6月份打通全流程,7月份开展中试试验,8月份至10月份进行装置技术改造,10月份进行第三次中试开车,目前流程运行平稳,产物性能指标稳定。

  10万t/a POE装置、10万t/a 1-己烯/1-辛烯装置、2000Nm³/h电解水制氢装置及配套公用工程、辅助设施;建设周期:24个月。

  中国已投产+建设中+规划的POE产能已达将近440万吨/年,而目前全球产能为300万吨/年左右,产能增长率达146%以上!2024年,就将有数十万吨国产POE产能投入市场。

  第八元素塑料版整理发布,参考资料:各公司官网,国盛证券,博思数据洞察,中研普华产业研究院,头豹研究院,中国复合材料学会,工程塑料应用,中商情报网,券商研报,华经情报网,报告自由,东亚前海证券研究所,烯烃产业创新与发展研习社,艾邦等,个人自己的观点仅供参考,转载请联系授权并标注明确出处。如有任意的毛病请先与我们联系(),我们将在第一时间处理。



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