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POE胶膜:光伏材料新兴蓝海,国产替代空间广阔

2022-11-06 09:44:57 1477

摘要:POE即聚烯烃弹性体,是新一代胶膜材料。作为一种热塑性弹性体,具有塑料和橡胶的双重优势,拥有高弹性、高强度、高伸长率等优异的机械性能和良好的低温性能,其阻水性能和抗PID(电势诱导衰减)性能都非常优秀。2021年我国POE应用光伏领域反超汽...

POE即聚烯烃弹性体,是新一代胶膜材料。作为一种热塑性弹性体,具有塑料和橡胶的双重优势,拥有高弹性、高强度、高伸长率等优异的机械性能和良好的低温性能,其阻水性能和抗PID(电势诱导衰减)性能都非常优秀。

2021年我国POE应用光伏领域反超汽车市场,成为最大单一市场。

随着光伏行业的迅速发展以及封装材料的不断升级优化,市场对于POE胶膜材料的需求大幅增加,该领域有望成为光伏行业新的需求增长点,且具备广阔的国产替代空间。#光伏#

光伏胶膜材料概览

光伏封装胶膜通常置于光伏组件的玻璃与太阳能电池或背板与太阳能电池之间,用于封装并保护太阳能电池,是光伏组件的关键材料之一。

光伏封装胶膜按照基体材料可分为EVA胶膜、POE胶膜及EPE胶膜。

根据CPIA数据,当前胶膜市场仍然以EVA胶膜为主,目前EVA(含白色EVA)的市场占有率超过70%。但国内仅有联泓新科、斯尔邦等少数几家企业能够生产光伏级EVA树脂。

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据CPIA,光伏组件出货量自18年85.7GW提升至2021年198GW,CAGR达32.2%,预计2025年出货320GW,CAGR维持19.3%的高位。据CPIA预计,胶膜原料中EVA与POE依旧占据绝对优势。

EVA与POE为光伏胶膜主流原料:

资料来源:CPIA

在光伏产业中,随着高效电池、双玻组件更广泛的使用,组件功率越来越大,抗PID特性逐渐变得越来越重要。

因此,POE作为用于双玻组件中的新一代光伏胶膜材料备受关注。

POE产品的阻隔性、强抗PID能力、无醋酸等特性使其在N型电池、异质结电池时具备了其他封装材料不具备的天生优势,是目前双面组件及N型电池、异质结电池的主要封装胶膜。

随着N型电池组件技术迭代,POE有望全面应用于N型组件,需求有望迎来快速增长。

POE产业链核心壁垒

POE量产过程中,高碳α烯烃、催化剂和聚合工艺均存在高技术壁垒。

高碳α烯烃

α-烯烃是POE产业链最核心壁垒,也是国产化难点之一,目前我国尚未实现高碳α烯烃量产,部分石化企业可生产1-丁烯和1-己烯。

国内企业α烯烃项目进展:

资料来源:西南证券

催化剂

当前商业化应用的催化剂主要是用桥联茂金属催化剂(包括桥联二茂催化剂和CGC催化剂)。

茂金属催化剂由POE生产企业独家开发。

我国茂金属催化剂体系研发起步较晚,国内量产尚有差距,国内茂金属聚烯烃规模化生产所用的催化剂基本全部来自海外公司。

在新性能聚烯烃领域的技术大多集中于浙江大学、中科院化学研究所、中科院长春应用化学研究所等科研院校。

此外,万华化学于2020年4月申请了发明专利《一种烯烃聚合催化剂、烯烃聚合催化剂组合物及制备聚烯烃的方法》。

2020年扬子石化与北京化工研究院合作开发茂金属聚乙烯催化剂,2022年实现自制茂金属催化剂在扬子石化聚乙烯装置上成功应用,产出茂金属管材产品,但尚未实现在光伏级POE生产中的应用。

国内企业茂金属催化剂进展:

资料来源:聚烯烃人,西南证券

POE市场格局

国外对于POE研究起步较早,全球POE产能全部被海外厂商垄断。

最早的POE产品是由美国陶氏化学在1993年生产成功的Engage系列,后来又对其生产工艺进行优化。

POE产业化历史:

行行查数据显示,全球主要生产商包括陶氏化学公司(Dow)、埃克森美孚公司(ExxonMobil)、北欧化工有限公司(Borealis)、三井化学公司(Mitsui)、韩国LG集团、韩国SK集团和沙特基础工业公司(SABIC)。

其中,陶氏化学是世界排名第一的POE树脂供应商,其产能最大,产品品质高,牌号齐全,适用范围广。牌号多达20多个品种;熔指范围分布广、研发能力强、产品质量优异。

埃克森美孚是全球最早实现POE工业化生产的企业。

POE 全球产能分布图:

资料来源:艾邦高分子,华福证券

由于国外对 POE 生产催化剂进行了专利保护,且对于 POE 及其重要原料高碳 α-烯烃(C8 及以上线性 α-烯烃)生产工艺技术进行严密封锁、限制转让,我国目前还未实现 POE 产品的工业化生产,国内的 POE 市场需求仍需要进口。

国内企业从2017年以来开始陆续在POE产品开始相关研发布局,目前部分企业POE项目进展到中试阶段,部分企业处于量产前夕。

万华化学、茂名石化、斯尔邦(东方盛虹子公司)、卫星石化、惠生工程、京博石化等都提出规划POE或已处于中试阶段,量产进度上取得领先优势。

其中万华化学进展最快,已完成中试,预计2024年20万吨POE装置投产。

此外,浙江大学、中科院化学所、中国石化北京化工研究院等在内的不少科研院所和高校开发了具有高共聚性能的茂金属催化剂和非茂有机金属催化剂,并开展了乙烯与α-烯烃共聚技术研究,为国内POE生产的工业化提供了技术支撑。

资料来源:隆众资讯、东海证券

随着下游光伏、新能源车等行业市场需求快速增长,当前POE国产进程即将迎来关键节点。

考虑到POE在汽车、共聚物改性、发泡材料、电线电缆等领域的广泛应用,对不同领域需求的产能分配,以及不同产品产线切换调整、产能利用率等因素,若光伏POE需求快速增长,短期或带来光伏级POE粒子供应紧缺。

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