文本描述
N 型电池放量助力 POE 需求趋势性增长,25 年光伏级需求预计在60-100 万吨:POE是光伏封装胶膜的优质材料,在 N
型电池逐步占据主导地位的趋势下,电池对抗 PID 等性能需求大幅提升,POE是非极性材料,具备高水汽透过率、高
体积电阻率、耐腐蚀等特点,可解决 P 型双玻、N 型电池PID 效应、对酸性环境和水汽敏感的痛点,需求将随 N 型电
池放量而趋势性增长,在下游组件不同的封装方案假设下,我们预计到25 年全球光伏级 POE 粒子的需求在60-100 万
吨。
POE 海外高度垄断,海外光伏需求趋紧:目前海外 POE 产能约160 万吨,产能集中在陶氏、埃克森美孚、三井、LG、
SSNC(SK-SABICJV)、北欧化工六家企业,目前仅 LG 在 23 年有 10 万吨投产规划。在需求端,全球 21 年 POE 在 TPO
终端、聚合物改性、电线电缆领域的需求分别为69 万吨、39 万吨、14万吨,我们选取当前较为典型的胶膜厂封装方
案对POE 的需求预测,23-25 年 POE 在光伏胶膜的全球需求量预计分别为43、52、63 万吨,考虑到未来海外 160-170
万吨的 POE 产能和POE 在汽车、鞋材和电线电缆领域的较刚性需求,在不考虑国内供给的前提下,全球光伏用 POE 在
23-25 年将逐年趋紧。
POE 工业化需突破三大壁垒,国产化最早预计 24 年落地:POE 的生产采用茂金属催化剂对乙烯和α-烯烃的聚合反应
进行催化,聚合技术以陶氏开发的溶液法聚合工艺和埃克森美孚开发的高压聚合技术为主,其中高碳α-烯烃、茂金
属催化剂和高温溶液聚合技术是 POE 生产的主要壁垒,国外对相关关键技术封锁垄断,国内 POE 产业化只有走自研道
路,目前国内企业对上述三大壁垒均有所突破,工业化POE 装置有望2024 年落地:21 年 9 月,万华化学完成 POE 千
吨级中试,2*20万吨装置预计24-25 年投产;22年 8 月,荣盛石化对外公告将新建2*20 万吨 POE 装置;22 年 9 月,
东方盛虹 800 吨 POE 中试线投产,规划产能50 万吨;22 年 12 月,鼎际得宣布40 万吨 POE 项目规划;23 年 3 月,卫
星化学 1000 吨α-烯烃工业试验装置开车成功,此外,京博石化、茂名石化、诚志股份、惠生新材等企业均有POE 中
试线或投产规划,总产能规划合计230 万吨,预计 24 年以后国内 POE 供应将逐步起量。
自产1-辛烯的POE 生产成本约 1.1 万/吨,产业链一体化为降本关键:当前 POE 价格在2.4-2.5 万元/吨,处于 2018
年以来的高点,未来,POE 的价格下降将仰赖于国产供给释放以及产业链一体化的建设,根据我们的测算,如果自产
1-辛烯生产 POE,2023 年以来的生产成本约1.1 万元/吨,其中1-辛烯成本约为3600 元/吨,如果企业按照当前 2.5
万元/吨的价格外采1-辛烯,则 POE 的生产成本将因此上升 3773 元/吨,增幅达 34%,因此,产业链一体化对于POE
的降本至关重要,也是国内企业可以对海外形成成本优势的关键。
目前国内规划中的 POE 产能约230 万吨,综合考虑POE 及其上游产业链的生产壁垒、一体化带来的成本优势、未来 POE
产品的供需格局,在 POE 领域布局较早,具备上游α-烯烃和相关催化剂以及溶液聚合技术配套的企业将具备很强的
竞争优势,建议关注万华化学、卫星化学、鼎际得、东方盛虹、岳阳兴长等。
国内POE 产业化进度不及预期,光伏组件广泛采用替代 POE 的胶膜方案,下游光伏需求放缓,海外POE 供给放量,海
外企业针对国产 POE 进行价格战
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行业深度研究
内容目录
1、N 型电池放量助力需求POE 趋势性增长 .......... 4
1、POE:兼具弹性与塑性的高性能聚烯烃....... 4
2、N 型电池放量在即,POE 需求趋势确认....... 5
3、N 型趋势下 25 年光伏用 POE 粒子需求预计在60 万吨以上 .......... 11
2、POE 海外高度垄断,国产化即将启程 ........... 13
1、POE 目前主要由海外垄断,全球光伏料供给趋紧 ........... 13
2、我国POE 目前全部依赖进口,国产化即将启程...... 14
3、POE 国产化面临三大壁垒:茂金属催化剂、α-烯烃、溶液聚合工艺 ......... 16
3、POE 成本分析:从1 到 100 的必经之路 ......... 18
1、产业链一体化的 POE 生产成本约 1.1 万/吨......... 18
2、投资建议.......... 19
4、风险提示.............. 20
图表目录
图表1: POE 分子式............... 4
图表2: POE 兼具橡胶特性与塑料特性............. 4
图表3: POE 具有低弯曲模量和低密度的性质....... 4
图表4: POE 与 POP 性能应用对比.......... 4
图表5: POE 改性材料的应用.............. 5
图表6: 单面PERC 太阳电池结构示意图 ........... 5
图表7: 双面PERC 太阳电池结构示意图 ........... 5
图表8: 单玻组件与双玻组件结构 ......... 6
图表9: 2021-2030 年单/双面组件市场占比变化趋势....... 6
图表10: N 型电池有更高的双面率和发电增益............. 6
图表11: 2021-2030 年各种电池技术市场占比变化趋势 ........... 6
图表12: 全球光伏封装材料份额 .......... 7
图表13: EVA 和 POE 是光伏封装胶膜的优选........ 7
图表14: 不同光伏胶膜材料性能对比 ............. 7
图表15: PID-s:Na+迁移 ......... 8
图表16: PID-p:电极极化 ............... 8
图表17: P 型双玻、TOPCon、HJT 电池正面背面易出现的问题 ...... 9
图表18: P 型双玻与 N 型电池易出现的 PID 类型........... 9
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图表19: EVA 的性能问题和对组件的影响......... 10
图表20: POE 的优劣势........... 10
图表21: Tie 1 组件厂高效电池封装方案汇总............ 11
图表22: 不同技术的电池采取的封装方案假设 ........... 11
图表23: 光伏用 POE 粒子全球需求测算 .......... 12
图表24: 海外POE 供给情况 ............. 13
图表25: POE 在汽车中的应用............ 14
图表26: 全球POE 需求量(万吨) .............. 14
图表27: 2021 年全球POE 需求结构.............. 14
图表28: 国内POE 进口量(万吨) .............. 15
图表29: POE 分国别进口结构............ 15
图表30: 国内POE 生产企业规划 ......... 15
图表31: 中国POE 需求量(万吨) .............. 16
图表32: 2021 年中国POE 需求结构.............. 16
图表33: 烯烃聚合金属催化剂的发展 ............ 16
图表34: 海外POE 生产企业催化剂情况 .......... 17
图表35: 万华化学茂金属催化剂相关的部分专利 ......... 17
图表36: 国内POE 生产企业 α-烯烃规划情况 ............ 18
图表37: POE 成本测算........... 19
图表38: 各企业 POE 单吨投资额 ......... 19
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1、POE:兼具弹性与塑性的高性能聚烯烃
POE 是指乙烯与α-烯烃(1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等)的无规共聚物弹性体,聚合物的
微观结构决定其宏观性能,由于 POE 分子链中共聚单体含量高、密度低,聚合物链由结晶
性树脂相和无定型橡胶相组成,因而该材料既具有橡胶的高弹性,又具有热塑性树脂的可
塑性,易加工成型。同时,POE分子链由非极性的饱和单键组成,无极性基团且叔碳原子
较少,故具有优良的耐水蒸气性、耐老化性、耐腐蚀性及耐热性,可广泛应用于汽车、包
装、电线电缆、医疗器械、家用电器、太阳能电池封装膜、光伏、热熔胶等领域。
图表1:POE分子式 图表2:POE兼具橡胶特性与塑料特性
来源:《聚烯烃封装剂 SHJ 组件的湿热可靠性研究》,国金证券研究所 来源:《串级催化溶液聚合制备聚烯烃热塑性弹性体的研究》,国金证券研究所
POE 的α-烯烃含量高于 20%,适用于多种材料改性或单一使用。根据聚合物中α-烯烃的
含量可将聚烯烃材料分为聚烯烃塑性体(POP)和聚烯烃弹性体(POE)两类,其中POP
中α-烯烃含量在 10%-20%,密度范围在 0.870-0.915g/cm3,POE 中α-烯烃含量大于 20%,
密度范围在 0.865-0.895g/cm3。POP 适合作为吹膜、挤出、流延用热封层,应用于食品包
装、卫生医疗、弹性薄膜、个人护理等领域,POE 更加适合改性领域,例如与PP/PE 共混
增加其韧性与透明度,与 EVA 发泡材料共混增加压缩回弹性,与 PA/PT 共混增加其冲击性
能等,此外,POE作为单一采用主要应用于光伏胶膜领域,可减缓光伏组件的电势诱导衰
减(PID),提高电池组件的使用寿命。
图表3:POE具有低弯曲模量和低密度的性质图表4:POE与 POP 性能应用对比
材料性质 主要应用
汽车
优异的弹性
光伏胶膜
良好的韧性
发泡料
POE 低温延展性
电线电缆
热稳定性
医疗用品
抗紫外线性等
鞋材等
优异的密封性
食品包装
增强的韧性
POP 工业品包装
优良的光学性能
热熔胶等
高氧气传输速率
来源:Borealis 官网,国金证券研究所 来源:中国化信,国金证券研究所
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图表5:POE改性材料的应用
应用功能 加工方式 改性方向
汽车 PP 改性 注塑抗冲击性
吹塑 热密封性能,透明度
挤塑 PP 附着力
PE 改性
吹塑,浇铸 粘结性能、透明度、伸长率
挤塑 金属附着力
浇铸易剥离性
包装
浇铸 耐冲击、热密封性能
双轴延伸 热密封性能,透明度
PP 改性 双轴延伸、双轴取向 收缩性
浇铸、吹塑 自粘性(保护膜)
浇铸、吹塑 抗应力,美白(装饰膜)
挤塑(管材) 耐热性、透明度、柔韧性
工业 PP 改性
注塑(容器) 抗冲击性,透明度
EVA 改性电线涂层 柔韧性、伸长率、耐刮擦性
电线电缆
PP 改性电线涂层 柔性与耐磨的平衡
工程、塑料模具 EP 改性 注塑、挤塑抗冲击性<