滲透率逐步提升,國(guó)內(nèi)企業(yè)日漸主導(dǎo) ----- 有機(jī)硅
發(fā)布時(shí)間:2022-09-29 點(diǎn)擊次數(shù):471次有機(jī)硅類化合物中既含有硅碳鍵、同時(shí)至少有一個(gè)有機(jī)基團(tuán)直接與硅原子相連。這種特殊的結(jié)構(gòu)使得有機(jī)硅高分子材料同時(shí)兼具有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的功能特性,具有優(yōu)越的粘結(jié)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(guò)近70年的發(fā)展,有機(jī)硅材料的應(yīng)用已經(jīng)從國(guó)防軍工擴(kuò)展到建筑、電力、電子電氣、汽車等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)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(yīng)用類型角度看,硅材料主要可以分為有機(jī)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(jī)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(jī)硅單體、以聚硅氧烷為代表的有機(jī)硅中間體、以及硅樹(shù)脂、硅橡膠、硅油、氣相白炭黑和功能性硅烷等有機(jī)硅產(chǎn)品。
2010年到2019年,全球有機(jī)硅單體產(chǎn)能由430萬(wàn)噸/年提升至560萬(wàn)噸/年;產(chǎn)量也從310萬(wàn)噸/年增長(zhǎng)至512萬(wàn)噸/年,年復(fù)合增速達(dá)到5.73%。中國(guó)已經(jīng)成為全球有機(jī)硅供應(yīng)第一大國(guó),有機(jī)硅單體產(chǎn)能全球占比接近60%。2010年-2019年,國(guó)內(nèi)有機(jī)硅供應(yīng)能力快速提升,遠(yuǎn)高于全球水平;有機(jī)硅單體產(chǎn)能由98萬(wàn)噸/年上升至328萬(wàn)噸/年,年復(fù)合增速12.8%;有機(jī)硅單體產(chǎn)量由56萬(wàn)噸/年提升至240萬(wàn)噸/年,年復(fù)合增長(zhǎng)15.7%。
需求的快速增長(zhǎng)來(lái)自于有機(jī)硅優(yōu)異性能帶來(lái)的廣泛應(yīng)用領(lǐng)域。良好的物理化學(xué)性質(zhì)使得有機(jī)硅的應(yīng)用場(chǎng)景包括粘合、潤(rùn)滑、涂層、表面活性、消泡、防水、防潮、惰性填充等。2019年,我國(guó)有機(jī)硅主要應(yīng)用在建筑、電子電氣、助劑、醫(yī)療護(hù)理、日用品等領(lǐng)域。
硅料,也稱工業(yè)硅,是整個(gè)硅材料產(chǎn)業(yè)鏈的起始原料。我國(guó)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(guó)工業(yè)硅產(chǎn)量達(dá)到222萬(wàn)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(guó)家。從消費(fèi)領(lǐng)域看,有機(jī)硅行業(yè)是工業(yè)硅最主要的用途,占比超過(guò)67%;合金領(lǐng)域需求量占比為29%,多晶硅領(lǐng)域占比26%。
當(dāng)前階段,工業(yè)硅行業(yè)呈現(xiàn)兩個(gè)特征。一是行業(yè)曾經(jīng)歷無(wú)序發(fā)展,產(chǎn)能過(guò)剩較為嚴(yán)重,市場(chǎng)集中度較低。2020年,我國(guó)工業(yè)硅產(chǎn)能為506萬(wàn)噸/年,產(chǎn)量為222萬(wàn)噸,產(chǎn)能利用率僅為43.8%。根據(jù)硅業(yè)分會(huì)統(tǒng)計(jì),2019年產(chǎn)量排名前十的企業(yè)生產(chǎn)總量占國(guó)內(nèi)總產(chǎn)量的46.6%;2020年合盛硅業(yè)一家企業(yè)的市場(chǎng)占有率就超過(guò)24%。行業(yè)整體市場(chǎng)集中度仍較低。
二是隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)環(huán)保監(jiān)管趨嚴(yán)以及國(guó)家對(duì)高耗能行業(yè)的準(zhǔn)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(guó)工業(yè)硅主要生產(chǎn)基地,兩省均出臺(tái)政策對(duì)工業(yè)硅行業(yè)采取產(chǎn)能總量控制的政策。從2018年起,國(guó)內(nèi)工業(yè)硅產(chǎn)能呈小幅下降趨勢(shì),從534萬(wàn)噸/年下降至506萬(wàn)噸/年。碳中和目標(biāo)導(dǎo)向下,國(guó)家對(duì)產(chǎn)能過(guò)剩、高耗能行業(yè)的管控只會(huì)更加嚴(yán)格。落后產(chǎn)能的淘汰以及行業(yè)準(zhǔn)入門檻的提高,將會(huì)促進(jìn)行業(yè)集中度的提升。具備規(guī)模化工業(yè)硅生產(chǎn)能力的下游企業(yè),有望憑借一體化優(yōu)勢(shì)在未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)成本優(yōu)勢(shì)。
聚硅氧烷是最重要的有機(jī)硅中間體,有機(jī)硅三大主要產(chǎn)品硅橡膠、硅油和硅樹(shù)脂均是由聚硅氧烷生產(chǎn)得來(lái)。2008-2018年,全球聚硅氧烷產(chǎn)能從150.2萬(wàn)噸/年增加至254.8萬(wàn)噸/年,產(chǎn)量從113.3萬(wàn)噸增加至210.0萬(wàn)噸。2018年,我國(guó)聚硅氧烷在產(chǎn)產(chǎn)能130.7萬(wàn)噸/年,產(chǎn)量113.0萬(wàn)噸,全球占比均超過(guò)50%。2008-2018年,國(guó)內(nèi)聚硅氧烷產(chǎn)能、產(chǎn)量年復(fù)合增長(zhǎng)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(guó)聚硅氧烷消費(fèi)量約為104.4萬(wàn)噸,其中硅橡膠消費(fèi)占比約為66.9%,硅油消費(fèi)占比為29.5%,硅樹(shù)脂及其他領(lǐng)域占比約為3.6%。國(guó)內(nèi)有機(jī)硅產(chǎn)品的進(jìn)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(jìn)口替代,但高溫膠、硅油仍是進(jìn)口比例較大的品種。進(jìn)口有機(jī)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(lǐng)域目前消耗的有機(jī)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(jié)、密封、防水等作用。隨著房地產(chǎn)調(diào)控政策的出臺(tái)和樓市降溫,室溫膠的需求增速有所放緩。有機(jī)硅密封膠在建筑行業(yè)的增長(zhǎng)將更多來(lái)自于裝配式建筑的嵌縫材料以及幕墻、家庭廚衛(wèi)設(shè)施、門窗、大理石安裝等裝飾裝潢需求。電子電氣領(lǐng)域消耗的有機(jī)硅產(chǎn)品主要是高溫膠和液體膠,主要用途是結(jié)構(gòu)件、裝飾件和電路灌封保護(hù)等。由于集成電路和處理器的小型化,用于計(jì)算機(jī)、平板電腦和手機(jī)的消費(fèi)量呈下滑態(tài)勢(shì);LED產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展成為電子電氣領(lǐng)域有機(jī)硅材料需求的新增長(zhǎng)點(diǎn)。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(jī)硅產(chǎn)品帶來(lái)新機(jī)遇。有機(jī)硅材料具有優(yōu)良的密封性、電絕緣性、耐候性,因此在太陽(yáng)能電池組建封裝和動(dòng)力電池灌封保護(hù)中獲得廣泛應(yīng)用。
功能性硅烷是除硅橡膠、硅油和硅樹(shù)脂外有機(jī)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(shí)具有有機(jī)/無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu),可以起到改善聚合物和無(wú)機(jī)物粘結(jié)強(qiáng)度的作用,廣泛應(yīng)用于膠黏劑、涂料油墨、橡膠、鑄造、紡織等領(lǐng)域;硅烷交聯(lián)劑分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上硅官能團(tuán),可以促進(jìn)聚合物分子間化學(xué)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(gè)領(lǐng)域。
2019年,全球功能性硅烷產(chǎn)能約為63.7萬(wàn)噸/年,產(chǎn)量約為44.3萬(wàn)噸;中國(guó)功能性硅烷有效產(chǎn)能約為42.9萬(wàn)噸/年,產(chǎn)量為27.0萬(wàn)噸。我國(guó)功能性硅烷產(chǎn)量全球占比60%以上;消費(fèi)量18.8萬(wàn)噸,凈出口量8.66萬(wàn)噸,是全球最大的功能性硅烷出口國(guó)。2002年到2018年,中國(guó)功能性硅烷產(chǎn)能和產(chǎn)量的復(fù)合增速均超過(guò)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(yù)計(jì)到2023年,中國(guó)功能性硅烷的產(chǎn)能和產(chǎn)量的全球占比均將超過(guò)70%,行業(yè)將進(jìn)一步向國(guó)內(nèi)集中。
我國(guó)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(guó)功能性硅烷消費(fèi)最大的品種,產(chǎn)量占比達(dá)到32.2%。含硫硅烷主要用于與沉淀法白炭黑復(fù)配生產(chǎn)綠色輪胎。綠色輪胎由于可降低滾動(dòng)阻力和整車能耗,市場(chǎng)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(chǎng)規(guī)模將繼續(xù)增長(zhǎng)。