滲透率逐步提升,國內(nèi)企業(yè)日漸主導 ----- 有機硅
發(fā)布時間:2022-09-29 點擊次數(shù):422次有機硅類化合物中既含有硅碳鍵、同時至少有一個有機基團直接與硅原子相連。這種特殊的結構使得有機硅高分子材料同時兼具有機物和無機物的功能特性,具有優(yōu)越的粘結密封性、耐高低溫性能、耐候性、以及良好的電氣性能和生理惰性。經(jīng)過近70年的發(fā)展,有機硅材料的應用已經(jīng)從國防軍工擴展到建筑、電力、電子電氣、汽車等國民經(jīng)濟各個領域,成為現(xiàn)代工業(yè)和居民生活中不可或缺的高性能材料。
從應用類型角度看,硅材料主要可以分為有機硅、多晶硅/單晶硅、以及合金等三種主要形式。從產(chǎn)業(yè)鏈角度看,有機硅產(chǎn)業(yè)鏈上下游包括原料硅粉、以二甲基二氯硅烷為代表的有機硅單體、以聚硅氧烷為代表的有機硅中間體、以及硅樹脂、硅橡膠、硅油、氣相白炭黑和功能性硅烷等有機硅產(chǎn)品。
2010年到2019年,全球有機硅單體產(chǎn)能由430萬噸/年提升至560萬噸/年;產(chǎn)量也從310萬噸/年增長至512萬噸/年,年復合增速達到5.73%。中國已經(jīng)成為全球有機硅供應第一大國,有機硅單體產(chǎn)能全球占比接近60%。2010年-2019年,國內(nèi)有機硅供應能力快速提升,遠高于全球水平;有機硅單體產(chǎn)能由98萬噸/年上升至328萬噸/年,年復合增速12.8%;有機硅單體產(chǎn)量由56萬噸/年提升至240萬噸/年,年復合增長15.7%。
需求的快速增長來自于有機硅優(yōu)異性能帶來的廣泛應用領域。良好的物理化學性質(zhì)使得有機硅的應用場景包括粘合、潤滑、涂層、表面活性、消泡、防水、防潮、惰性填充等。2019年,我國有機硅主要應用在建筑、電子電氣、助劑、醫(yī)療護理、日用品等領域。
硅料,也稱工業(yè)硅,是整個硅材料產(chǎn)業(yè)鏈的起始原料。我國工業(yè)硅主要采用碳熱法生產(chǎn),即以硅石、碳還原劑在熱爐內(nèi)冶煉。工業(yè)硅生產(chǎn)耗能巨大,電力成本占總成本的40%以上,屬于高耗能行業(yè)。2020年,我國工業(yè)硅產(chǎn)量達到222萬噸,全球占比接近三分之二,是世界上最主要的工業(yè)硅生產(chǎn)國家。從消費領域看,有機硅行業(yè)是工業(yè)硅最主要的用途,占比超過67%;合金領域需求量占比為29%,多晶硅領域占比26%。
當前階段,工業(yè)硅行業(yè)呈現(xiàn)兩個特征。一是行業(yè)曾經(jīng)歷無序發(fā)展,產(chǎn)能過剩較為嚴重,市場集中度較低。2020年,我國工業(yè)硅產(chǎn)能為506萬噸/年,產(chǎn)量為222萬噸,產(chǎn)能利用率僅為43.8%。根據(jù)硅業(yè)分會統(tǒng)計,2019年產(chǎn)量排名前十的企業(yè)生產(chǎn)總量占國內(nèi)總產(chǎn)量的46.6%;2020年合盛硅業(yè)一家企業(yè)的市場占有率就超過24%。行業(yè)整體市場集中度仍較低。
二是隨著近年來國內(nèi)環(huán)保監(jiān)管趨嚴以及國家對高耗能行業(yè)的準入限制和管控,工業(yè)硅新增產(chǎn)能得到控制。新疆和云南是我國工業(yè)硅主要生產(chǎn)基地,兩省均出臺政策對工業(yè)硅行業(yè)采取產(chǎn)能總量控制的政策。從2018年起,國內(nèi)工業(yè)硅產(chǎn)能呈小幅下降趨勢,從534萬噸/年下降至506萬噸/年。碳中和目標導向下,國家對產(chǎn)能過剩、高耗能行業(yè)的管控只會更加嚴格。落后產(chǎn)能的淘汰以及行業(yè)準入門檻的提高,將會促進行業(yè)集中度的提升。具備規(guī)?;I(yè)硅生產(chǎn)能力的下游企業(yè),有望憑借一體化優(yōu)勢在未來競爭中占據(jù)成本優(yōu)勢。
聚硅氧烷是最重要的有機硅中間體,有機硅三大主要產(chǎn)品硅橡膠、硅油和硅樹脂均是由聚硅氧烷生產(chǎn)得來。2008-2018年,全球聚硅氧烷產(chǎn)能從150.2萬噸/年增加至254.8萬噸/年,產(chǎn)量從113.3萬噸增加至210.0萬噸。2018年,我國聚硅氧烷在產(chǎn)產(chǎn)能130.7萬噸/年,產(chǎn)量113.0萬噸,全球占比均超過50%。2008-2018年,國內(nèi)聚硅氧烷產(chǎn)能、產(chǎn)量年復合增長率分別為19.41%和19.21%,行業(yè)發(fā)展迅猛。聚硅氧烷行業(yè)的產(chǎn)能集中度較高,CR10產(chǎn)能占比接近90%以上。
2018年,我國聚硅氧烷消費量約為104.4萬噸,其中硅橡膠消費占比約為66.9%,硅油消費占比為29.5%,硅樹脂及其他領域占比約為3.6%。國內(nèi)有機硅產(chǎn)品的進口依存度逐年降低,從2014年的15.3%逐漸下降至2019年的12.4%。低端產(chǎn)品基本完成進口替代,但高溫膠、硅油仍是進口比例較大的品種。進口有機硅產(chǎn)品中,生膠和高溫膠的占比最大,為34.3%;硅油和乳液占比31.4%。
建筑領域目前消耗的有機硅產(chǎn)品主要是室溫膠,在建筑幕墻裝配、房屋建筑的密封和中空玻璃加工中起粘結、密封、防水等作用。隨著房地產(chǎn)調(diào)控政策的出臺和樓市降溫,室溫膠的需求增速有所放緩。有機硅密封膠在建筑行業(yè)的增長將更多來自于裝配式建筑的嵌縫材料以及幕墻、家庭廚衛(wèi)設施、門窗、大理石安裝等裝飾裝潢需求。電子電氣領域消耗的有機硅產(chǎn)品主要是高溫膠和液體膠,主要用途是結構件、裝飾件和電路灌封保護等。由于集成電路和處理器的小型化,用于計算機、平板電腦和手機的消費量呈下滑態(tài)勢;LED產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展成為電子電氣領域有機硅材料需求的新增長點。光伏、新能源汽車等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展有望給有機硅產(chǎn)品帶來新機遇。有機硅材料具有優(yōu)良的密封性、電絕緣性、耐候性,因此在太陽能電池組建封裝和動力電池灌封保護中獲得廣泛應用。
功能性硅烷是除硅橡膠、硅油和硅樹脂外有機硅材料另一重要種類。從功能上劃分,功能性硅烷可以分為硅烷偶聯(lián)劑和硅烷交聯(lián)劑兩種主要類型。硅烷偶聯(lián)劑分子中同時具有有機/無機結構,可以起到改善聚合物和無機物粘結強度的作用,廣泛應用于膠黏劑、涂料油墨、橡膠、鑄造、紡織等領域;硅烷交聯(lián)劑分子中含有兩個或兩個以上硅官能團,可以促進聚合物分子間化學鍵的形成,可用于硅橡膠合成助劑、玻璃纖維、表面處理、塑料、涂料等多個領域。
2019年,全球功能性硅烷產(chǎn)能約為63.7萬噸/年,產(chǎn)量約為44.3萬噸;中國功能性硅烷有效產(chǎn)能約為42.9萬噸/年,產(chǎn)量為27.0萬噸。我國功能性硅烷產(chǎn)量全球占比60%以上;消費量18.8萬噸,凈出口量8.66萬噸,是全球最大的功能性硅烷出口國。2002年到2018年,中國功能性硅烷產(chǎn)能和產(chǎn)量的復合增速均超過19%;產(chǎn)能和產(chǎn)量的全球占比也從18.5%/14.6%提升至66.8%/61.9%。預計到2023年,中國功能性硅烷的產(chǎn)能和產(chǎn)量的全球占比均將超過70%,行業(yè)將進一步向國內(nèi)集中。
我國功能性硅烷的產(chǎn)量占比中,硅烷交聯(lián)劑占比約為26.9%;硅烷偶聯(lián)劑的主要類型包括含硫、氨基、乙烯基、環(huán)氧基、以及丙烯乙烯氨基等。含硫硅烷已經(jīng)成為我國功能性硅烷消費最大的品種,產(chǎn)量占比達到32.2%。含硫硅烷主要用于與沉淀法白炭黑復配生產(chǎn)綠色輪胎。綠色輪胎由于可降低滾動阻力和整車能耗,市場份額不斷提升。綠色輪胎市占率的不斷提升,輪胎橡膠用含硫硅烷的市場規(guī)模將繼續(xù)增長。