POE行業深度：供需格局、國產化進程、產業鏈及相關企業深度梳理

慧博智能投慧博智能投研 行業|深度|研究報告近年全球POE消費量穩步提升，從2017年的104萬噸增至2021年的136萬噸，年均復合增速達6.9%；同期，國內POE消費量從2017年的22.1萬噸增至2021年的63.5萬噸，年均復合增速達30%。由于具備低水氣透過率、高強度等性能，疊加光伏裝機量高增，光伏領域POE需求快速增長；同時，受益于汽車輕量化發展，車用改性塑料對POE需求穩步提升，據測算2022-2025年POE全球需求有望達151、169、191和215萬噸，年均復合增速達12.1%。而從供給端看，我國POE行業嚴重依賴進口，國產化進程正在突破，隨著海外新增產能不足，國內產業化裝置落地預計2024年及之后，POE供需有望長期趨緊。沿著上述POE產業整體趨勢，我們對POE進行全面分析。POE性能有哪些優勢？我國市場現狀如何？POE生產有哪些壁壘？具體的產業供需格局怎樣？我國POE產業國產化進程如何？產業鏈上下游及相關企業情況怎樣？以下我們就聚焦這些問題，依次為大家解析。一、POE概述 1二、行業現狀 3三、生產壁壘 6四、產業供需格局 12五、POE國產化進程 18六、產業鏈及相關企業 21七、發展趨勢展望 26八、參考研報 26POE是一種典型的高端聚烯烴彈性體，由乙烯或丙烯為主要聚合單元，以α-烯烴(以4~8個碳的α-烯烴為主，如1-丁烯、1-己烯、1-辛烯)為共聚單體進行聚合得到。由于POE分子鏈中共聚單體含量高、密度低，聚合物鏈由結晶性樹脂相和無定型橡膠相組成，因而該材料既具有橡膠的高彈性，又具有熱塑1/27 行業|深度|研究報告 性樹脂的可塑性，易加工成型。同時，POE分子鏈由非極性的飽和單鍵組成，無極性基團，故具有優良的耐水蒸氣性、耐老化性、耐腐蝕性及耐熱性。POE特殊的形態結構賦予其特殊的性能，使其具有廣泛的用途。POE可以直接共混改性PE和PP，也可以接枝后共混改性聚酯(PT)和聚酰胺(PA)，還可和乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共混進行發泡。此外，POE也可作為單一材料使用。2/27 行業|深度|研究報告 聚烯烴類彈性體(POE)是由乙烯與丙烯或其他α-烯烴共聚而成的一類聚烯烴材料，與聚烯烴塑料相比，其分子鏈內共聚單體的含量更高，密度更低，是未來聚烯烴高端化發展的重要產品類型之一，國內外都對這一研究領域抱有極大的關注。目前，聚烯烴類彈性體主要有乙丙共聚物和乙烯/α-烯烴共聚物兩大類，其中乙丙共聚物彈性體包括二元乙丙橡膠(EPM)和三元乙丙橡膠(EPDM)兩種，乙烯/α-烯烴共聚物彈性體則主要有乙烯/α-烯烴無規共聚物(POE)和乙烯/α-烯烴嵌段共聚物(OBC)兩種。二、行業現狀根據百川盈孚數據，截至2022年8月，我國聚乙烯的產能約2846萬噸，占全球聚乙烯總產能的20%，聚丙烯粒料產能約3457萬噸，聚丙烯粉料產能663萬噸，合計約占全球聚丙烯總產能的38%。2022以來，國內共有32套聚乙烯裝置處于投產或在建狀態，涉及產能達1200萬噸；此外，2022年國內共有23套計劃投產的聚丙烯新裝置，設計產能近900萬噸。當前我國聚烯烴產品以中低端通用料為主，同質化嚴重，高端產品嚴重依賴進口。根據中研普華產業研究院統計：截至2020年，我國高端聚烯烴總產量為500萬噸左右，消費量達到1140萬噸，自給率僅為44%。其中茂金屬聚乙烯(mPE)自給率為28%，辛烯共聚聚乙烯自給率9%，POE彈性體、EVOH甚至未實現工業化生產，高端產品的國產化替代任重道遠。3/27 行業|深度|研究報告 全球POE總產能約107萬噸，主要生產商包括陶氏化學、埃克森美孚、北歐化工、三井化學、LG化學、SK集團和沙特SABIC等，其中陶氏化學產能達46萬噸，約占總產能的43%，行業供給高度集中。由于國外對POE生產催化劑進行了專利保護，且對于POE及其重要原料高碳α-烯烴(C8及以上線性α-烯烴)生產工藝技術進行嚴密封鎖、限制轉讓，我國目前還未實現POE產品的工業化生產，國內的POE市場需求仍需要進口。根據隆眾資訊統計：我國2010年POE消費量為0萬噸，2019年達45萬噸，預計未來年均消費增速10%以上。若據此推算，預計到2023年我國POE消費量將達到66萬噸，2025年我國POE消費量將萬噸。當前POE的下游消費領域較為集中，汽車行業消費占比較大。此外，聚合物改性、電線電纜也分別占比19%和9%。隨著近幾年我國新能源汽車的發展，POE在輕量化、高端化方面的應用受到重視，市場需求有望進一步提升。4/27 行業|深度|研究報告 隨著國內光伏產業的快速發展，雙面雙玻組件市場接受度逐年提高。POE膠膜由于具備高阻水性和高抗PID性等優勢，已成為雙玻組件主流選擇，而隨著雙玻組件滲透率的提升，國內對于POE的技術研究以及市場需求將邁入全新階段。POE作為純依賴進口的產品，進口價格高，隨著我國光伏行業的迅速發展以及封裝材料的不斷升級優化，市場對于POE膠膜的需求大幅增加，POE價格仍有上漲空間。截至2022年8月10日，LG化學的LC175產品在華東市場售價為25600元/噸，較年初上漲22%；三井化學的DF810產品在華東市場的售價為27000元/噸，較年初上漲20%。5/27 行業|深度|研究報告 三、生產壁壘POE誕生近30年時間，國內至今未實現工業化生產，從產業和技術角度主要有三方面的瓶頸限制。其一，α-烯烴的供應，尤其是主流POE產品使用的1-辛烯的供應不足；其二，先進催化劑體系的研究滯后于國際先進水平；另外，缺少對POE生產必須的高溫溶液聚合工藝的實踐探索，也是我國POE尚未實現工業化生產的一大原因。C4~C8是α-烯烴是主流種類，與乙烯共聚是其主流應用。α-烯烴是指在分子鏈端部有雙鍵的單烯烴，也稱線性α-烯烴(Linearalphaolefin，LAO)。常溫下C2~C4烯烴為氣體；C5~C18為易揮發液體；C19以上為蠟狀固體。有廣泛工業用途的是碳數范圍為C4~C18的直鏈α-烯烴。其中應用最廣的是C4、C6和C8。2016年全球α-烯烴需求540萬噸，至2021年增長至650萬噸，年均增速3.7%。主要需求包括作為共聚單體與乙烯聚合合成LLDPE/HDPE/POE/POP等聚烯烴材料、直接聚合成聚1-丁烯、生產潤滑油基礎油、表面活性劑、油田化學品等。6/27 行業|深度|研究報告 1-丁烯、1-己烯和1-辛烯作為與乙烯共聚生產HDPE、LLDPE以及POE的共聚單體，以提高產品抗撕裂和拉伸強度，該領域的需求占α-烯烴總消費量的57%，這構成了α-烯烴需求的主體。從供應格局來1-丁烯大約占42%，是規模占主導優勢的種類，1-己烯約占19%，1-辛烯約占13%。LLDPE主導了C4-C8α-烯烴的需求。具體到短鏈α-烯烴(C4~C8)全球2016年的需求量大約360萬噸，到2021年增長至約440萬噸，IHS預測至2025年增長至約530萬噸。在全球短鏈α-烯烴需求LLDPELLDPE烯烴鏈長越長，其力學性能越好，越有利于制品減薄。LLDPE對共聚單體的選擇由原料的可獲得性、價格、技術水平等因素綜合決定。目前用于LLDPE的共聚α-烯烴主要是1-丁烯和1-己烯。LLDPE生1-丁烯或1-己烯共聚比例約在3%-10%。在美國和西歐，LLDPE主要用1-己烯作為共聚單體，在亞洲和中東95%~99%的LLDPE采用1-丁烯作為共聚單體。HDPE生產中使用α-烯烴作為共聚單體需求較少，HDPE對共聚α-烯烴的消耗量約占HDPE產量的1-2%，且主要使用1-丁烯、1-己烯。據估算HDPE對α-烯烴的消費量約70萬噸。POE對α-烯烴的需求大約在40萬噸，主要種類是C8。POE/POP對α-烯烴需求約在40萬噸。POE和POP生產過程中主要將1-辛烯作為共聚單體，一些廠家也將1-丁烯作為共聚單體。與LLDPE不同之7/27處在于，POE對α-烯烴的需求比例非常高，POE/POP消耗了大約全球1-辛烯的36%。近年來POE成為1-辛烯需求增長的主要來源。乙烯選擇性齊聚是α-烯烴生產的主要工藝路線。應用最廣泛的商業化的乙烯齊聚生產α-烯烴的技術分為非選擇性齊聚和選擇性齊聚。非選擇性齊聚生產全分布α-烯烴(即C4~C20+各組分均大量存在)主要有3種技術：CPChem工藝、IneosEthyl工藝、ShellSHOP工藝。各家的技術路線及催化劑的選擇決定α-烯烴混合產物的組分分布不盡相同，一般油品供應商會以綜合方案消耗所產出產品。選擇性齊聚產品一般C4-C8組分比重很高。選擇性齊聚工藝中1-丁烯的工藝包括HoneywellUOP、Axens等；擁有1-己烯選擇性齊聚技術路線包括Phillip、Axens、CBILummus、Sasol等，國內燕山石化、獨山子石化等企業也建有1-己烯裝置。擁有1-辛烯選擇性齊聚工業化技術的目前只有Sasol和Dow。工業上，用于POE生產的1-己烯、1-辛烯等的生產主要是采用乙烯選擇性齊聚的方法。國內1-丁烯供應相對充沛，1-辛烯工業化剛起步。在1-丁烯方面，國內合計有33家企業合計約88萬噸/年產能，主要來源是乙烯裝置及煉廠催化裂解裝置副產C4餾分和乙烯二聚工藝。預計到2025年，國內有少量產能，乙烯三聚法生產的1–己烯在純度、產率等方面比較可靠，國外的技術主要是由ChevronPhillips公司開發，國內是由中國石化于2007年實現全部用于PE生產。國內1-辛烯工業化生產長期處于空白，乙烯四聚工藝技術較先進，生產的1–辛烯產品含量在66%以上。國內多家企業正在對乙烯四聚工藝進行研究開發。2022年3月寧煤8000噸/年α-烯烴中試裝置投產。總體來看，國內在1-丁烯的供應方面既不存在技術問題，也不存在產能問題；在1-己烯方面不存在技術問題，但供應能力較小；在1-辛烯的工業化方面基本上處于空白狀態。而1-辛烯是POE的主流路線，中國POE長期未發展起來，與C8資源相對短缺、相關企業難以基于1-辛烯進行產品開發和產業布局有較強的關系。催化劑是烯烴配位聚合技術的核心。早期的乙丙橡膠彈性體通過傳統的Z-N催化劑制備，目前乙烯/α-烯烴共聚物彈性體的工業生產用催化劑種類，已拓展至單活性中心的茂金屬催化劑和新型后茂金屬催化8/27 行業|深度|研究報告 劑。在乙烯/α-烯烴共聚物彈性體工業化生產中，催化劑的耐熱性、共聚活性、共單體插入能力、共聚物分子量大小及分布對催化劑的選擇都具有重要影響。Z-N催化劑無法有效提高共聚單體的含量和控制分子量分布。上世紀50年代，Ziegler率先利用TiCl4-AlEt3催化體系合成HDPE，隨后Natta將TiCl3-AlEt2Cl催化體系應用于等規立構聚丙烯的制備，從而開創了Ziegler-Natta催化劑。DuPont公司最早開發了適用于溶液聚合的Z-N催化劑。該催化體系可以與乙烯生產C3~C12的α-烯烴共聚物，但密度只能做到0.915g/cm3。90年代Nova、DSM等公司針對DuPont溶液型Z-N體系催化劑進行了改進，乙烯單程轉化率提升到90%，產品密度降低到0.905g/cm3。整體而言，傳統Z-N催化劑由于自身的多活性中心特點，每種活性中心都有不同的聚合動力學特征以及不同的立構選擇性，得到的聚合物分子量分布和化學組成分布均較寬，共單體的插入能力有限。α-烯烴的聚合活性遠低于乙烯，提高共聚含量和規整性極度依賴催化劑。乙烯與α-烯烴結構相似，其配位聚合機理也類似。但由于取代基的存在，α-烯烴的聚合比乙烯更復雜。特別是高碳數α-烯烴，取代基會導致單體位阻增加，與催化劑活性中心配位和插入時需要更大的空間，而且聚合活性通常較乙烯低。隨著α-烯烴鏈長的增加，聚合活性下降。丙烯聚合活性是乙烯的1%~20%，1-丁烯聚合活性是丙烯的10%~33%。此外，由于α-烯烴的不對稱性，存在空間選擇性。α-烯烴插入方式不同會導致聚合物的性能差異。這些都是催化劑設計需要考慮的因素。9/27 行業|深度|研究報告 茂金屬催化劑解決了“活性”和“可控”的難題。茂金屬催化劑由主催化劑和助催化劑組成，主催化劑是過渡金屬原子與含有茂環(環戊二烯)的官能團配位形成的有機金屬絡合物。茂金屬催化劑的迅速發展得力于Kaminsky等人在1980年發明甲基鋁氧烷(MAO)助催化劑，該助催化劑為烷基鋁的水解產物，與主催化劑組合顯現出超高的乙烯聚合活性。與Z-N催化劑相比，茂金屬催化劑在聚烯烴材料開發上的優勢主要有：高聚合活性、窄聚合物分子量分布、均勻得共聚物組成分布、優異的共聚合性能、可耐受的共單體種類廣。茂金屬催化劑根據配體結構，可分為非橋聯雙茂金屬、橋聯雙茂金屬、橋聯半茂金屬 (含CGC)、非橋聯半茂金屬。陶氏化學的橋聯半茂金屬CGC打開了POE的大門。上世紀80年代Dow和Exxon公司幾乎同時注冊了橋聯半茂金屬催化劑專利。這種茂金屬結構中含有一個茂環或取代茂環，通過一個橋基官能團與另一個雜碳原子基團連接。橋聯單茂金屬催化劑熱穩定性好，在高溫下共聚性能優異，特別適合高溫溶液法生產乙烯/α-烯烴無規共聚物彈性體POE。由于此類催化劑共聚性能好，產品具有長支鏈結構，大大提高了POE產品的熔體強度和加工流變性能。Dow公司Stevens等人又將此類催化劑稱之為限定幾何構型催化劑(ConstrainedGeometryCatalyst:CGC)。橋聯半茂催化劑的配體結構設計比雙茂金屬更多樣化，可實現對聚合產物結構的精確調控。目前為止這類催化劑仍然是POE生產所使用的主要種類。多家日韓企業也在橋聯半茂金屬催化劑取得進展。Exxon公司1988年即注冊了茂金屬催化劑專利，涵蓋了非橋聯雙茂和橋聯雙茂金屬催化劑，在茂金屬配體中引入橋基官能團將上下兩個茂環連接，并通過變換茂環上的取代基結構，實現較好的聚合活性控制、產物分子量大小和分布控制以及對α-烯烴的立體選擇性控制，為高α-烯烴插入量聚烯烴彈性體的工業合成奠定了基礎。在Dow和Exxon之后，其他公司也注冊了可制備乙烯/α-烯烴無規共聚物彈性體的橋聯半茂金屬催化劑專利，但真正應用于工業生產的很少。韓國LG化學將橋聯半茂金屬催化劑中氮原子橋聯基團改為苯基橋聯，獲得了很好的催化效果，其結構與Dow的CGC極其相似，并于2009年成功開發了乙烯/1-辛烯無規共聚POE。日本住友合成了一種芳氧雜原子橋聯的半茂金屬催化劑，其熱穩定性好，能在200℃以上的高溫下保持高的催化活性、好的共單體插入能力。三井采用負載型雙茂金屬催化劑通過淤漿法或氣相法得到密度0.88~095g/cm3的乙烯/α-烯烴共聚物產品。相對于溶液法生產的POE產品，三井生產的POE產品共單體插入量較低，強度大，但彈性和韌性相對差，透明性差，總體性能不如溶液法生產的POE。高溫溶液聚合是POE難以繞開的工藝路線選擇。目前POE生產的主流工藝均采用了高溫連續溶液法，究其原因主要有兩個。第一，彈性體難以以粒狀在流化床反應器或淤漿反應器中流動，實現非均相聚合；第二，POE低熔點，其結晶區的聚合產物容易被溶劑溶脹而結團、粘連，進而使聚合反應無法繼續進行下去。我國一些石化企業曾嘗試在現有的乙丙橡膠裝置上進行POE生產，但乙丙橡膠多采用釩系催化10/27 行業|深度|研究報告 劑，聚合溫度只有約70℃，該催化劑不具備與1-己烯、1-辛烯烴等α-烯烴良好的共聚能力，改用共聚能力良好的催化劑，并在高溫下進行聚合，裝置壓力會遠遠超過現有乙丙聚合反應器所能承受的能力，此類嘗試以失敗告終。因此POE聚合需要在聚合物熔點以上的溫度進行均相溶液聚合。POE現有多種溶液聚合工藝。目前，知名的乙烯/α-烯烴溶液聚合生產工藝有加拿大NovaChemicals的Sclairtech中壓溶液聚合工藝、美國ExxonMobil的絕熱連續溶液聚合工藝、DowChemical的連續環管溶液聚合工藝。此外北歐化工、BASF、利安德巴塞爾、DSM、三井化學、住友化學、東曹集團、LG化學、SK化工等公司都有烯烴高溫溶液聚合的催化劑專利。其中用于POE生產最主流的是陶氏的InsiteTM工藝和Exxon的ExxpolTM工藝。Exxon最早將茂金屬催化劑成功用于溶液聚合。Exxon公司最早開發了絕熱連續溶液聚合工藝。該工藝核心為連續攪拌釜反應器(CSTR)。該工藝采用LCST液相分離法，充分利用反應釜內聚合放出的熱量和溶劑帶走的熱量，并且不需要額外的熱量進行固液分離，節約了能耗，因而被稱為絕熱連續溶液聚合技術。該工藝采用高活性單活性中心催化劑，以C4~C10混合烷烴作溶劑，以C3~C10α-烯烴作為共單體，以氫氣作為分子量調節劑，既可以生產聚乙烯塑性體，也可以生產聚乙烯彈性體，還可以生產丙烯、苯乙烯類共聚物。通過該工藝生產的產品密度介于0.85~0.93g/cm3之間。聚合物熔指在0.01~100g/10min之間，分子量分布指數小于3.0。該工藝在共單體的回收管道上安裝多個共單體儲罐，可以分別存儲不同的共單體，因而允許生產過程中產品在EPR、EPDM與POE之間快速方便地切換。Dow環管溶液聚合工藝。陶氏利用其CGC催化劑技術，在傳統烯烴淤漿環管聚合工藝基礎上開發出了乙烯溶液環管聚合工藝。該工藝溫度控制在聚合物熔點以上，通常管內聚合溫度>100℃，壓力控制在3.1~4.1MPa。該溶液環管工藝采用茂金屬催化劑，以烷烴、異構烷烴、環烷烴、芳香烴作為溶劑，特別適合使用IsoparE作溶劑，使用于生產乙烯、丙烯、苯乙烯類共聚物、包括HDPE、LLDPE、POE、EPR、EPDM、乙烯/苯乙烯共聚物、苯乙烯類嵌段共聚物等。特別適合放熱量高的乙烯聚合反應。乙烯單程轉換率90%以上，相比于連續攪拌釜式反應器(CSTR)工藝，該溶液環管工藝最大的優點是傳熱效率高。由于傳熱效率高，反應溫度的控制不再影響到聚合物濃度。高傳熱效率可使聚合濃度做到26%。制備聚乙烯彈性體分子量可以在1~100萬之間任意調控，最佳值在6~50萬，分子量分布介于1.5~15，最佳值2.0~6.0，密度可在0.855~0.895g/cm3之間任意調控。11/27 行業|深度|研究報告 四、產業供需格局 目前已有包括陶氏化學、Exxon、三井、SABIC-SK、LG化學等公司實現了POE的工業化生產。從歷史上看有三個產能建設高峰，第一個是1990年代初，陶氏和Exxon率先開發出相關產品，陶氏在德州以及Exxon在路易斯安娜等地的首套POE裝置投產，初期主要生產塑性體和彈性體產品。第二個產能建設高峰主要集中在2000-2005年左右，陶氏和Exxon為滿足市場需求先后擴產或新建工廠，此外，三井新加坡裝置也在這一時期投產，這一時期POE產能迅速擴張。伴隨著全球汽車工業中EPDM產品被性能更優異的POE全面替代展開。第三個產能建設高峰發生在2015年前后，主要集中在韓國的裝置順利投產。2021年全世界范圍內廣義的POE產能(包括丙烯基彈性體等)約在200萬噸，更側重于乙烯基彈性體的狹義POE產能約158萬噸。且一般而言POE生產裝置往往與茂金屬LLDPE等溶液聚乙烯產品裝置共線，相當一部分裝置并非全部產能專產POE彈性體。從供應結構來看，陶氏：2021年陶氏在全球產能占比達48%，一直以來居于主導地位。韓系：2015年以來韓國產能擴張較快，LG、SABIC/SK等企業產能份額快速提升，并有進一步擴產計劃。Exxon雖有乙烯基彈性體產品，但近年來逐漸轉向生產丙烯基彈性體產品。三井新加坡裝置：三井位于新加坡裝置自2005年投產以來，在新產品開發方面工作較多，其Tafma系類產品涵蓋了EPDM和POE、POP在內的多系列產品，但產能新增方面相對較為保守。從區域來看，亞洲尤其是東亞地區已經成為全世界最大的POE相關產品生產中心，2021年東亞地區在全球POE產能中占比已達54%。這些國家產能在很大程度上均面向中國釋放。12/27 行業|深度|研究報告 從全球需求總量來看，截至2021年全球POE類產品需求總量約在136萬噸。2018-2021平均增速約在7%。從需求結構來看，近5年發生著顯著的變化。2018年全球需求中汽車超過50%。但2018年以后，汽車領域需求逐年下降，至2021年下降至38%左右。從需求國家來看，傳統上日本和北美各占POE總需求的1/3左右，這二者是主要的消費區域，其次為歐洲。但2017年以后中國需求量逐年大幅攀升，2021年在全球需求占比已超過45%。上述變化一方面是由于在2020-2021年期間全球汽車產量受疫情以及芯片等問題影響產量出現明顯下滑，另一方面，近2年以來在光伏膠膜以及線纜、鞋材等非汽車領域出現了快速增長，產品滲透率也在提升，且中國這些領域均占有主導地位，2021年中國在光伏組建全球產量占比超80%，鞋材占比超過50%，汽車產量全球占比32%，這一趨勢在未來一段時間或將持 由于國內沒有POE的生產能力，中國消費POE全部來自于海外進口。主要基于2017-2022上半年除LLDPE之外的乙烯/α-烯烴共聚物進口數據進行分析。中國POE的供應有如下特點和趨勢：2017-2022年POE需求先增量，后漲價。2017年至2022年間國內POE的需求變化可分為兩個階段。2017-2020年POE進口量快速提升，2021-2022年間POE進口量增速放緩，但價格迅速拉漲。2017年進口量約22.4萬噸，2017~2020年間進口量逐年快速提升至2020年的58.9萬噸，CAGR高達27.3%。但2020年以后進口量增速相對放緩，2021年進口量64萬噸，2022年上半年進口量33萬噸。但同期2021-2022年上半年期間進口價格快速上漲，從2021年1月的約14000元/噸，上漲至202213/27 行業|深度|研究報告 年6月的約24600元/噸。兩個階段的變化均反映了國內需求的迅猛增長，2021年-2022年上半年階段的價格迅速上漲則反映出海外供應產能的短缺，對中國市場的供應不足。韓國貨源占比顯著提升，新加坡貨源占比下滑。從歷年進口數據可以發現，韓國貨源所占比重從2017年的約20.8%，逐漸提升到2021年的36.7%。主要得益于2015年前后韓國兩套裝置投產釋放產能。2019年韓國超過泰國成為最大的進口來源國。而位于新加坡的產能對中國供應的比重從2017年的約21%陶氏份額持續保持領先，韓國企業份額提升。分公司來看也能觀察到類似現象，韓國企業所占份額提升明顯。但美國企業(主要是Dow)則基本上保持了其在中國的市場份額水平。 2021年全球POE消費量約136萬噸，其中汽車需求消費占比約38%，光伏需求消費占比約24%，2019-2021增速約6.6%。從歷史數據來看，2007年全球消費量40萬噸，2015年增加至75萬噸，這一時期主要得益于汽車產量的快速增加。2021年中國POE消費量約64萬噸，其中光伏領域反超汽車市場，成為最大單一市場。2021年光伏占國內POE需求比列為40%，汽車市場退居第二，占比為26%。而在2021年之前，汽車一直是POE國內最大的需求市場，以2017年為例，全年22萬噸需求中，汽車領域需求占比達65%。在鞋材、線纜等領域的需求增長相對平穩。14/27 行業|深度|研究報告 POE在汽車中主要用于PP增韌。PP是性價比極高、綜合性能優良的高分子材料，是在汽車中使用最多的塑料。根據卓創資訊和前瞻經濟學人等機構數據，2021年平均單車用量58-78kg，汽車中包括前后保險杠、門板、儀表臺、座椅等大量零部件均使用PP作為基材。但PP材料也存在收縮率大、低溫脆性等缺點，導致其耐沖擊性能差，制品易變形。在汽車工業中部分零部件通過將PP與彈性體共混改性后應用。汽車上早期主要使用EPDM作為對PP共混改性的彈性體，POE發明以后，由于其性能與EPDM相比具有耐老化、高沖擊彈性、高硬度、高強度和高耐磨性等優勢，POE逐漸全面替代EPDM在汽車中的應用。在汽車領域應用的POE一般要求流動性、沖擊改善性好，密度要求在0.860g/cm3左15/27 行業|深度|研究報告 右，熔指要求在1.0~30g/(10min)。根據零部件部位不同，POE添加份數一般在8%~20%之間，單車POE用量平均在5-7kg左右。POE在汽車行業需求有待修復。從2020和2021年需求情況來看，受到芯片供應和疫情影響，全球和國內的汽車產量均有所下滑。疊加2021年以來POE價格因供應不足持續上漲，導致POE在汽車領域的消費量有所下滑。但預期隨著汽車行業產量的恢復以及POE新產能投放后價格回落，POE在汽車行業的需求會逐漸修復。 POE膠膜與EVA膠膜相比性能優勢明顯。POE膠膜應用雖然于晚于EVA膠膜，但其性能在多體積電阻率、水汽透過率、耐老化性能、電勢誘導衰減(PID)性能均優于EVA。根據CPIA的預測，未來幾年，透明EVA及白色EVA膠膜市場占比將下滑，而POE和EPE膠膜市場份額將明顯提高。POE是非常有前景的光伏膠膜材料。總體來看，未來幾年POE粒子在膠膜粒子中的應用占比有擴大趨勢。其原因有二，一是電池轉化效率要求進一步提升，N型電池的理論轉化率上線比P型電池更高，N型電池PID效應在受光面更敏感；二來電池功率不斷增大，使得組件發熱量增大、溫度升高，對封裝材料的耐熱和耐老化性能提出了更嚴苛的要求。上述產業變革趨勢都有利于POE需求的增長。根據中國光伏行業協會數據顯示，截至2021年中國光伏組件產量已經達182GW，目前POE及共擠EPE膠膜的市場滲透率已經在27%-30%之間，截至2021年國內光伏膠膜POE需求在25-30萬噸。根據相關對2022-2025年光伏組件產量逐年增長至325GW的增速預期，按POE(含EPE)的滲透率逐年提升至35%和45%兩種情形進行了測算。結果顯示，在保守情形下，國內POE膠膜需求將從2021年的26萬噸左右增長至2025年的57萬噸左右，在樂觀情形下，POE膠膜需求量將達到73萬噸左右。與2021年相比，POE在光伏市場需求增量分別為31萬噸和47萬噸。這意味著光伏領域2025年POE需求量分別是2021年需求的2.2倍和2.8倍。16/27 行業|深度|研究報告 除了汽車和光伏領域外，POE在包括鞋材發泡、防水卷材、熱熔膠、線纜等領域也有著廣泛應用。POE在鞋材中：發泡改性EVA增加穿著舒適感。POE發泡應用主要是對EVA進行改性，EVA共混POE發泡制作運動鞋中底。中底是運動鞋的核心部分，其作用是提供穩定性、緩沖和回彈，吸收運動中產生的沖擊力以提供保護，并帶來比較溫和的腳感。EVA具有良好的柔軟性、橡膠一樣的彈性，是運動鞋中底廣泛使用的材料。但EVA鞋底行走一定里程后腳感會變硬，因為EVA被反復踩踏后，泡沫中的空氣被擠出，無法變回原來狀態。POE本身可替代EVA單獨發泡作為運動鞋中底，但EVA具有價格優勢，POE更多作為EVA的改性材料。EVA共混POE發泡后的產品質量更輕，壓縮回彈更好，觸感良好，泡孔均勻細膩，撕裂強度高。SABIC、Dow和LG的多款POE牌號均可用于上述領域，用于各類運動鞋、涼鞋、拖鞋等。Dow還將OBC用于發泡鞋材，在安德瑪等知名運動鞋品牌中應用。POE在防水卷材：改善EVA和HDPE的抗撕裂能力。EVA防水卷材主要通過物理共混改性制備，將EVA與一種或幾種具有良好相容性的聚合物共混，加入抗氧劑、紫外光吸收劑等助劑制備而成。EVA防水卷材具有良好的機械性能、耐化學腐蝕、耐老化性能，且透明度高、柔韌性好、施工簡便，廣泛應用于高速公路、鐵路隧道、民用建筑等土建工程的防漏防滲。將POE添加入聚合體系，可使卷材具備良好的回彈性和柔韌性等。POE分子量分布窄，在分子結構中可形成交聯點并構成三維網絡狀結構，使得卷材在受到撕裂作用時，起到緩沖和分散應力的作用，增強材料抵抗裂紋或裂口破壞的作用。POE加入到HDPE的防水卷材中，也可以起到類似的提升卷材抗撕裂強度的作用。17/27 行業|深度|研究報告 POE用于包裝和熱熔膠。POE還作為PP/PE等包裝材料的添加組分，廣泛用于食品包裝、工業包裝等領域。POE良好的低溫熱封性能、熱粘著強度和回彈性能，可加寬熱封窗口溫度又能提升膜的抗撕裂性能。POE的使用比例在5%~20%不等。POE還可代替EVA生產高檔的熱熔膠，產品無異味，低密度。POE用于線纜。POE具有優異的電絕緣性、耐臭氧、耐火、耐候、防老化等特性，交聯效率高可代替EVA、EEA或EPDM用于非PVC電纜護套料絕緣。POE硬度和強度的變化率低可代替EVA或者與EVA并用來生產無鹵阻燃電纜料。對尼龍和聚酯增韌改性。POE接枝后的應用，主要是對PA和聚酯類聚合物進行增韌改性。PA等線性聚合物的主鏈均由強極性的基團構成，具有良好的可加工性、力學性能、耐磨性、耐化學藥品性、熱穩定性等性能，但是該類聚合物缺口敏感性強、抗沖擊性能差，需要對其進行增韌，以滿足各種應用需求。POE與PA共混，是改善該類聚合物沖擊性能的有效手段。 基于對汽車、光伏以及其他領域增長預期，我們對中國未來幾年POE需求增長情況進行了模擬預測。預計POE和EPE在光伏行業的行業滲透率到2025年逐年提升至35%(保守)和45%(樂觀)。同時其他各應用需求參考往年增速，保持在5%-10%之間。預計在光伏需求保守增長的情形下，2025年國內POE需求總量將增長至約98萬噸/年，在光伏需求樂觀增長的情形下，2025年國內POE需求將增長至115萬噸。以上增長主要來自于光伏領域的貢獻。2022年，全球POE(含POP)總產能超過180萬噸/年，主要掌握在海外化工龍頭企業手中，其中包括陶氏化學、埃克森美孚、北歐化工、三井化學、LG化學、SK集團和沙特基礎工業公司。18/27 行業|深度|研究報告 近年國內也加快POE產業化進程，其中萬華化學1000噸/年POE中試已完成，乙烯二期項目將新建40萬噸/年POE產能；衛星化學1000噸/年α-烯烴中試線處建設階段，未來還將建設10萬噸/年α烯POE月30日，公司公告擬POE其中包括40萬噸/年POE。同時，中石化所屬天津石化、茂名石化，惠生工程、京博石化、鼎際得、誠志股份等也有相關產能建設 α-烯烴方面，目前國內1-丁烯生產技術主要為混合C4分離，其余部分采用丁烯異構化和乙烯二聚法生產。伴隨著煤制烯烴和石油煉化一體化的發展，混合C4副產量不斷增多，采用分離法生產1-丁烯的項目也在逐年增加。19/27 行業|深度|研究報告 目前國內1-己烯生產技術主要為乙烯三聚法，國內最早是由中國石化于2007年實現工業化，已成為國托油品制備α-烯烴中試分離項目已打通全流程，實現一次試車成功，填補了我國費托合成α-烯烴提純技術的空白，標志著作為具有自主知識產權的費托油品制備α-烯烴關鍵技術取得了階段性成果。 1–辛烯國內目前尚無可工業生產的企業，相關企業正對乙烯四聚工藝進行研究開發，大慶石化、衛星化學的相關項目正推進中。其中，衛星化學1000噸/年α-烯烴項目正建設中，其中包括700噸1-辛烯；榮盛石化公告的浙石化高端新材料項目中，包含35萬噸/年α-烯烴建設計劃；萬華化學也有多項1-辛烯生產相關專利布局；同時，東方盛虹于2022年11月公告的盛景高端新材料項目中，擬建20萬噸/年α-烯烴。2021年8月大慶石化3000噸級1-辛烯合成工業試驗裝置中交，實驗成功后有望實現1-己烯5000噸/0噸+1-己烯2500噸/年的靈活切換。20/27 行業|深度|研究報告 2021年5月，中國石油和化學工業聯合會發布的《化工新材料產業“十四五”發展指南》內容指出，將高端聚烯烴塑料2025年的自給率力爭提升到近70%。目前萬華化學POE已經攻克POE合成過程中的主要復雜技術工藝，已完成試生產1000噸/年中試項目，等待未來20萬噸/年POE產能投產。此外，京博石化、茂名石化、斯爾邦石化、中石化、天津石化、惠生新材料、中國化學、衛星石化等均有投建POE裝置的計劃，部分企業小試或中試裝置已經有重要進展，將助力國內POE行業步入國產替代。六、產業鏈及相關企業POE位于產業鏈中游，其上游主要核心原材料包括α-烯烴和茂金屬催化劑。POE下游應用領域廣泛，其直接改性PP材料后，可應用于汽車零配件、家電外殼和口罩領域；直接改性PE材料后，可應用于防水卷材和管材領域；與PA、PT共混，可應用于建筑、機械、電子、汽車和日用品領域；EVA共混POE發泡，可應用于運動鞋中底；作為單一材料使用，可應用于光伏封裝膠膜領域。術壁壘正在逐步突破 21/27乙烯齊聚法為生產α-烯烴的主流工藝，國外企業掌握絕大多數技術路線。α-烯烴生產工藝主要包括乙烯齊聚法、石蠟裂解法、費托合成法等，乙烯齊聚法選擇性高、產物雜質含量少，為α-烯烴目前最主要我國乙烯齊聚法工藝生產α-烯烴已有技術突破。根據《中國α-烯烴市場與技術現狀》數據，α-烯烴生產工藝技術主要集中于雪佛龍、INEOS、殼牌、日本出光石化等幾家公司且技術不對外轉讓。我國中石油、中石化等企業對α-烯烴生產工藝進行突破，大慶石化、燕山石化等已有1-己烯等成熟生產工藝。我們認為，以中國石化、中國石油及萬華化學為代表企業對α-烯烴生產技術工藝進行持續攻關，其技術壁壘正在逐漸突破。 與傳統的齊格勒-納塔催化劑相比，茂金屬催化劑具備較高優勢。茂金屬催化劑活性中心較為單一，聚合物單體在受限情況下反應，得到聚合物分子量分布相對較窄，催化劑可控性高，可根據下游需要調整催化劑從而調整反應產物。海外主流生產商形成專有的催化劑體系與生產工藝進行適配。海外主流廠商已經實現POE的工業化生產，基于自身工藝優勢不斷優化催化劑體系，形成專有工藝，陶氏化學采用CGC催化劑、埃克森美孚使用獨有的Exxpol催化劑等。2009年陶氏化學CGC催化劑專利到期，陶氏化學、三井化學等對于非茂金屬催化劑進行研發，拓展催化劑種類。22/27 行業|深度|研究報告 國內企業通過自研催化劑或與高效企業合作研發等進行技術突破。萬華化學于2020年申請的《一種烯烴聚合催化劑、烯烴聚合催化劑組合物及制備聚烯烴的方法》，于2022年7月授予公開。京博石化、衛星化學與中國石化對α-烯烴或POE催化劑體系進行研發。根據《江蘇斯爾邦石化有限公司800噸/年POE中試裝置環境影響報告書》，目前東方盛虹通過外購催化劑基礎原材料純茂鋯催化劑、助催化劑，并利用與國內科研院所合作自研的催化劑進行POE的生產試驗。催化劑開發難度較大，國產催化劑體系亟待突破。茂金屬催化劑在催化烯烴聚合上活性更高，并且能夠通過改變自身的配位基組成及結構，進而調控產物的分子量分布、立構規整性、支化度等性質，為聚烯烴的高效生產提供了更便利的條件。國際主流POE廠家皆使用茂金屬催化劑生產POE，茂金屬催化劑技術難度較高，其生產需要使用易燃易爆等危化品助劑。隨陶氏化學等催化劑專利到期，國產催化劑突破障礙減少，國內石化企業、催化劑企業有望實現茂金屬催化劑的逐步攻關。、下游應用領域廣泛，市場需求將持續增長POE下游應用廣泛，主要包括汽車行業、光伏、聚合物改性、電線電纜等領域。據華經產業研究院數據，2021年我國POE于光伏領域應用占比為40%、汽車行業應用占比為26%，光伏應用已經成為POE最主要應用，POE在光伏領域中主要用于封裝膠膜。汽車輕量化趨勢推進，將帶動POE需求締造新增量。我國汽車產業仍處于快速發展中，POE應用至汽車零部件的制造，如：汽車保險杠、內飾、門板等，可以提升汽車零部件的性能，降低重量的同時可大幅度節約成本。有關資料顯示，目前，國外汽車保險杠大部分已經采用POE彈性體進行共混改性，而國內僅有30%左右的保險杠材料采用POE彈性體。未來隨著汽車輕量化的趨勢不斷推進，以及全球經濟逐漸從疫情中走出，全球汽車工業的產能預計會出現較明顯的增長，帶動中國POE需求進一步增加。23/27 行業|深度|研究報告 POE膠膜將伴隨光伏裝機增長持續增加。光伏封裝膠膜通常置于光伏組件的玻璃與太陽能電池或背板與太陽能電池之間，用于封裝并保護太陽能電池，是光伏組件的關鍵材料之一。光伏封裝膠膜按照基體材料可分為EVA膠膜、POE膠膜及EPE膠膜。POE在光伏領域有體積電阻率低、水汽透過率低、耐老化性能好，電勢誘導衰減小等優點。在能源安全問題凸顯以及技術進步推動下，光伏已經成為最有競爭力的可再生能源，未來幾年光伏裝機有望持續高增長。隨著光伏行業的迅速發展以及封裝材料的不斷升級優化，市場對于POE膠膜材料的需求大幅增加，該領域將成為POE行業的需求增長點，且具備廣闊的國產替代空間。企業 萬華化學為我國綜合性化工巨頭，積極布局多元化新材料業務。公司主要以MDI為出發點，憑借優異的研發能力逐步拓展業務范圍，現已擁有聚氨酯、石化、精細化學品及新材料多業務板塊。公司以一體化為發展理念，降低生產成本。公司積極布局新材料及新興業務板塊，維持高強度資本開支積極擴張，新項目投產有望帶動公司業績持續增長。公司把握雙碳轉型戰略機遇，布局多元化新材料業務，在已有的膜材料、香精香料、日用化學品、可降解材料等新材料布局基礎上，不斷加碼鋰電材料、風電用環氧樹脂、光伏用POE材料。公司研發實力強勁，專利布局占據先機。從專利布局來看，公司近年來加大對高端聚烯烴的研發投入，涉及α-烯烴生產工藝、茂金屬催化劑合成、POE生產工藝等全領域。公司在專利數量以及覆蓋面上處于國內同行業的領先位置。POE中試項目進展處于行業前列。萬華化學中試項目于2021年9月完成，在研發-中試-工業放大的流程中，其可以進一步積累工藝摸索經驗，其項目中試產品可進一步在下游光伏膠膜、汽車改性塑料等領域進行驗證，從而根據反饋進一步提升工藝水平。根據萬華電子招標投標交易網，萬華化學乙烯二期項目在2022年9月開始乙烯裂解裝置及相關配套工程施工總承包項目的招標工作，對于乙烯項目輔助工程、芳烴抽提等項目等穩步推進。其中乙烯裂解為后續POE合成提供乙烯原材料、α-烯烴生產及POE裝置合成項目做準備，為項目中最關鍵的子項目。 衛星化學是國內領先的輕烴產業龍頭企業。公司是國內最大、全球前五大丙烯酸制造商，是國內第一家以丙烷為原料形成C3產業一體化格局的民營上市企業。公司集研發、生產、銷售、物流于一體，涵蓋從丙烯、聚丙烯、丙烯酸、高純度丙烯酸，到丙烯酸酯、高分子乳液、高吸水性樹脂等多個大類產品，集中發展低碳數產品。公司具備完整的乙烯產業鏈，積極推進在POE項目建設。公司乙烷制備乙烯相較于其他路線具有低成本的優勢，C3產業鏈產業化一體化，穩扎穩打做好低碳數產品基本盤。公司依托產業鏈優勢，加速布局新能源賽道，公司公告擬在連云港投建年產10萬噸α-烯烴與配套POE項目，布局高端聚烯烴產業鏈。公司已經實現1000噸α-烯烴中試裝置，10萬噸POE項目加快實施。根據公司《連云港石化有限公司1000噸/年α烯烴工業試驗裝置項目》，此項目已經于2022年底建成，公司于2023年1月13日在深交所互動易平臺上披露α-烯烴裝置已經建成即將試生產，此項目已經于2023年1月30日取得環評批復。根據公司此項目環評報告，公司將通過已授權的自主研發的高活性高選擇性專用催化劑生產1-辛24/27 行業|深度|研究報告 東方盛虹是全球煉化行業巨頭。一家生產ePTFE膜、氣凝膠等新材料供應商和解決方案提供商。公司是一家擁有自主研發及創新能力的新材料供應商和解決方案提供商，通過對ePTFE膜的改性及與基礎吸音棉、高性能干燥劑、SiO2氣凝膠等材料復合，不斷為客戶定制化地開發具有特殊聲、電、磁、熱、防水透氣、氣體管理、耐候耐化學等特性的組件產品。公司并購斯爾邦切入新材料領域。斯爾邦主要以甲醇為核心原料，生產丙烯腈、MMA、EVA、EO等高附加值烯烴衍生物，目前擁有30萬噸EVA產能，且EVA后續有70萬噸產能擴產規劃。公司于2022年11月29日公告，擬斥資97.3億元30萬噸POE產能。POE項目建成后，公司將成為國內具備光伏封裝膠膜材料EVA與POE兩大關鍵材料的領先企業。公司POE中試項目已經完成。2022年9月28日，東方盛虹發布公告稱，公司全資子公司江蘇斯爾邦石化有限公司投資建設的800噸/年POE(聚烯烴彈性體)中試裝置成功實現了POE催化劑及全套生產技術完全自主化，項目一次性開車成功，順利打通全流程，產出合格產品，連續穩定運行。 榮盛石化為國內石化-化纖龍頭企業。公司主要從事石化、化纖相關產品的生產和銷售，布局從煉化、芳烴、烯烴到下游的PTA、MEG、PET、滌綸絲的完整產業鏈，公司在產品規模、產品質量、技術、設備及工藝方面擁有領先優勢，是國內石化、化纖的龍頭企業之一。公司擁有最大單體煉廠——浙石化。民營煉化企業逐步登上煉油產業鏈的歷史舞臺，國內煉油市場呈現三足鼎立局面，2019年地方煉化企業占據30%的煉油市場份額，中石化和中石