含氟聚合物與精細化學 品快速發(fā)展

• 柯壯賓 2023年5月10日 來源：中研網(wǎng) 415 20
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三代制冷劑配額削減基線年已結(jié)束，隨著后續(xù)具體配額的公布以及下游需求復蘇，三代制冷劑景氣度有望修復并持續(xù)上行。另一方面，含氟聚合物和含氟精細化學品應用領域廣泛，產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品升級持續(xù)推進。氟化工行業(yè)在中長期有望快速發(fā)展。

氟化工產(chǎn)業(yè)鏈以螢石為起點，下游產(chǎn)品可分為有機氟化物和無機氟化物兩大方向。有機氟化物包括含氟制冷劑、含氟聚合物、含氟精細化學品，而無機氟化物主要由氟化鹽、含氟特種氣體和電子級氟化物等組成。含氟制冷劑共包含四代制冷劑產(chǎn)品，即一代制冷劑CFCs（氯氟烴）、二代制冷劑HCFCs（氫氯氟烴）、三代制冷劑HFCs（氫氟烴）和四代制冷劑HFOs（氫氟烯烴），受《蒙特利爾議定書》影響，全球市場目前應用二、三、四代制冷劑，更加注重環(huán)境保護。含氟聚合物主要包括氟樹脂和氟橡膠，其中PTFE、PVDF、PCTFE等產(chǎn)品與軍工業(yè)、航空航天等高科技產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)。含氟精細化學品主要有含氟醫(yī)藥及中間體、含氟農(nóng)藥及中間體以及電子化學品，相關(guān)產(chǎn)品在半導體、光伏新能源等行業(yè)發(fā)展前景廣闊。

氟化工產(chǎn)品性能優(yōu)異，附加值高。隨著氟化工產(chǎn)品不斷深加工，產(chǎn)品附加值不斷提升。由于氟化工產(chǎn)品具有耐高低溫、電絕緣性、耐老化性、抗輻射性等優(yōu)異性能，因此被廣泛應用于汽車、光伏、航空航天、家電等新材料和高新技術(shù)領域，行業(yè)下游產(chǎn)品具有高性能和高附加值的特點。

我國為全球最大的氟化工產(chǎn)品產(chǎn)銷國。我國氟化工行業(yè)高速發(fā)展，已成為全球最大的氟化工產(chǎn)銷國。據(jù)中化新網(wǎng)報道，目前我國氟化工企業(yè)已發(fā)展到上千家，形成了包括無機氟化物、氟碳化學品、含氟聚合物、含氟精細化學品、氟材料加工等在內(nèi)的完整氟化工產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)品年產(chǎn)能超過640萬噸，總產(chǎn)量超過450萬噸，總產(chǎn)值超過1000億元。“十二五”以來，我國氟化工行業(yè)取得了巨大成就，含氟制冷劑不斷升級，含氟聚合物產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提升，技術(shù)裝備水平進步明顯，含氟精細化學品中新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，為國家農(nóng)藥、醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力支持，總體來看，氟化工已成為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，對制造業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)品升級有著關(guān)鍵作用。另外，相關(guān)政策也持續(xù)助力氟化工產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展。

制冷劑，又稱冷、雪種、冷工質(zhì)，是制冷系統(tǒng)中的工作物質(zhì)。其基本原理是在系統(tǒng)的各個部間循環(huán)流動以實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換和傳遞，使得制冷機從低溫熱源吸熱，向高溫熱源放熱，從而實現(xiàn)制冷的目的。當前，能用作制冷劑的物質(zhì)有80多種，最常見的制冷劑有氟利昂（包括：R22、R32、R125、R134a、R143a、R152a等）、氨（NH3）、水（H2O）等。制冷劑的應用廣泛，以室內(nèi)空調(diào)、汽車空調(diào)、、消防器材等領域為代表。

部分含氟制冷劑的使用會造成臭氧層的破壞，威脅生物生命健康。在破壞臭氧層方面，制冷劑中的氯氟烴（CFCs）、氫氯氟烴（HCFCs）均屬于消耗臭氧層物質(zhì)（ODS），其經(jīng)排放后會擴散進入大氣臭氧層，受紫外線催化會分解出Cl自由基，進而對臭氧分子造成嚴重破壞。隨著臭氧分子的減少，臭氧層會逐漸形成空洞，其吸收紫外線的能力嚴重受損，從而危害到地球生物的生命健康。

含氟制冷劑的使用也會加劇溫室效應。氫氟氯碳化物類（CFCs，HFCs，HCFCs）均屬于溫室氣體，其會吸收地面反射的長波輻射，并重新發(fā)射輻射，使地球表面溫度上升，從而造成氣候異常、海平面升高、川退縮、部分動植物數(shù)量減少等一系列危害。

目前制冷劑已更新至第四代，環(huán)境破壞程度逐步降低。第一代制冷劑為氯氟烴（CFCs），以“可以使用”為選擇標準，ODP與GWP指數(shù)極高，對臭氧層破壞性高，顯著加劇全球變暖，2010年已在全球范圍內(nèi)淘汰。第二代制冷劑為氫氯氟烴（HCFCs），以“安全和耐久性”為選擇標準，廣泛用于制冷設備以及聚四氟烯樹脂的原料中間體等領域。然而，長期來看，對臭氧層的破壞作用仍然嚴重，發(fā)達國家已接近完全淘汰，發(fā)展中國家進入減產(chǎn)階段。第三代制冷劑為氫氟烴（HFCs），以“保護大氣臭氧層”為選擇標準，廣泛用于空調(diào)和制冷劑、滅火劑、傳熱介質(zhì)、發(fā)泡劑等領域，其主要特點是環(huán)境友好度高、ODP為0，對臭氧層無影響；然而，其缺陷是仍然會較大程度地加大溫室效應，目前發(fā)達國家處于淘汰期，發(fā)展中國家也即將開始削減使用。第四代制冷劑包含氫氟烯烴（HFOs）和碳氧天然工質(zhì)制冷劑（HCs），以“降低全球氣候變暖”為選擇標準。應用領域廣泛，為不含氟工質(zhì)制冷劑，環(huán)境友好度高；其缺陷是制冷效果和安全性不及前代，制冷劑本身相關(guān)專利與設備成本高。

遵循《蒙特利爾議定書》，是緩解環(huán)境問題的必由之路。學者Molina和Rowland于1974年發(fā)現(xiàn)，被用作制冷劑和噴霧劑的氟氯化碳（CFCs）會在平流層中光解產(chǎn)生氯自由基損耗臭氧，可引起對臭氧層的耗損?；诖祟惪茖W研究，1985年3月，國際社會達成《保護臭氧層維也納公約》，首次提出替代淘汰CFCs以保護臭氧層。同年，英國科學家Farman等人首次報道在南極上空觀測到臭氧洞，進一步增強了人們保護臭氧層的意識。基于上述公約，聯(lián)合國邀請所屬26個會員國于1987年9月達成并簽署了《蒙特利爾破壞臭氧層物質(zhì)管制議定書》，明確了削減淘汰CFCs、哈龍等消耗臭氧層物質(zhì)（ODS）的相關(guān)規(guī)定。目前，一代制冷劑已經(jīng)完全淘汰，二代制冷劑的配額正處于削減過程中，將逐步淘汰。

圖表：各代常用制冷劑分類

三代制冷劑產(chǎn)能擴張迅速。由于2020-2022年為《蒙特利爾議定書<基加利修正案>》規(guī)定的配額削減基線年，我國R32、R125、R134a產(chǎn)能自2020年起迅速擴張。根據(jù)百川盈孚數(shù)據(jù)，我國R32產(chǎn)能由2018年的27.2萬噸提升至2022年的50.7萬噸，R125產(chǎn)能由2018年的22.8萬噸提升至2022年的30萬噸，R134a產(chǎn)能由2018年的32萬噸提升至2022年的33.5萬噸。各企業(yè)的產(chǎn)能大幅擴張導致了產(chǎn)能過剩。

從價格來看，R32、R125、R134a均處于近六年的相對低位。主流三代制冷劑的價格近六年整體上經(jīng)歷了兩輪重要的上漲周期，第一輪約為2017年2-5月，根據(jù)百川盈孚數(shù)據(jù)，R32、R125、R134a在2017年2-3月的均價分別為14857元/噸、25119元/噸、24421元/噸，2017年4-5月均價則大幅上漲至29775元/噸、62075元/噸、30825元/噸，漲幅分別為100.41%、147.12%、26.22%。原因主要為原料螢石價格的上漲、環(huán)保監(jiān)管力度的加強導致制冷劑生產(chǎn)與運輸成本的提高等多種因素相疊加。第二輪上漲周期為2021年7-10月，R32、R125、R134a在2021年7-8月均價分別為11941元/噸、26973元/噸、19807元/噸，于2021年9-10月分別上漲至17244元/噸、51013元/噸、37385元/噸，漲幅分別為44.41%、89.13%、88.75%，其中R134a價格于2021年10月底上漲至55000元/噸，主要原因系多地區(qū)限電限產(chǎn)導致原料三氯烯缺貨，成本面上升疊加部分企業(yè)開工處于低位，導致價格創(chuàng)六年來歷史最高。

然而，從整體來看，《基加利修正案》的基線年2020-2022年，制冷劑的盈利并不樂觀，企業(yè)間為了搶占更多配額，通過價格戰(zhàn)的策略提升銷量，導致R32、R125、R134a的價格與盈利均處于低位，R32、R134a甚至出現(xiàn)了虧損的情況。隨著基線年的結(jié)束，產(chǎn)能已被凍結(jié)，三代制冷劑的價格有望提升，逐漸回歸理性水平。

制冷劑產(chǎn)能擴張基本結(jié)束，多數(shù)項目已完成投產(chǎn)。在《基加利修正案》的基線年，各制冷劑生產(chǎn)企業(yè)已基本完成產(chǎn)能的擴張，部分項目由于建設規(guī)劃等多種因素尚在建設之中。

圖表：重點企業(yè)已有以及在建產(chǎn)能（萬噸）

四代制冷劑以氫氟烯烴（HFOs）、碳氧天然工質(zhì)制冷劑（HCs）等為代表，其中HFO-1234yf（R1234yf）為目前的主流產(chǎn)品。R1234yf于2007年由美國HONEYWELL和DOWDUPONT公司聯(lián)合研制，其在制冷性能和循環(huán)效率上具有和R134a相同的效果，優(yōu)勢是GWP極低，因此不會產(chǎn)生嚴重的溫室效應，環(huán)境友好度較高。R1234yf具有微弱的毒性和可燃性，也可以通過增加回熱器、強化補氣技術(shù)或使用其與R134a混合組成的制冷劑來增強其換熱能力。然而，由于產(chǎn)品價格較高，目前僅主要在部分發(fā)達國家推廣使用，在我國尚未進行大規(guī)模推廣。

含氟聚合物是指分子結(jié)構(gòu)中的部分或全部氫原子被氟取代的一類直鏈烴聚合物，主要由氟化烯類單體聚合而成。重要品種有聚四氟烯和聚偏氟烯，其具有良好的耐熱性、耐寒性、電絕緣性、耐化學腐蝕性和機性，是優(yōu)良的耐高溫材料和絕緣材料，也可制成膠粘劑和合成纖維。

含氟聚合物可以劃分為氟樹脂和氟橡膠兩大類，氟樹脂是指分子結(jié)構(gòu)中含有氟原子的一類熱塑性樹脂，PTFE、PVDF、FEP是氟樹脂材料最主要的產(chǎn)品。氟橡膠是指主鏈或側(cè)鏈的碳原子上含有氟原子的合成高分子彈性體。目前市場上含氟高分子材料主要品種還包括：四氟烯-全氟基烯基共聚物（PFA）、聚三氟氯烯（PCTFE）、聚氟烯（PVF）、烯-三氟氯烯共聚物（ECTFE）、烯-四氟烯共聚物（ETFE）等。

從國內(nèi)市場結(jié)構(gòu)來看，PTFE為含氟聚合物各品類中市場規(guī)模最大品種，據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2020年，PTFE市場銷量占57%；PVDF位列第二，占18%；FEP位列第三，占15%。根據(jù)根據(jù)百川盈孚及我們統(tǒng)計，2022年，PTFE總產(chǎn)能達19.21萬噸/年，年產(chǎn)量9.07萬噸；FEP總產(chǎn)能達3.77萬噸/年，年產(chǎn)量2.55萬噸；PVDF總產(chǎn)能達11.55萬噸/年，年產(chǎn)量5.78萬噸。

從需求端來看，PTFE主要應用于石油化工、機、電子電器等領域。百川盈孚數(shù)據(jù)顯示，2020年石油化工領域占聚四氟烯下游應用市場的33%，位列下游需求量的首位，機、電子電器領域則分別占24%、12%。

PTFE可用于印制高速化、高可靠性基板。PTFE介電系數(shù)最低，且具有優(yōu)異的耐高低溫性以及耐老化性，最適合用作高頻基板材料。2015-2022年，我國移動電話基站數(shù)量逐年增長，2022年5G基站數(shù)量達到231萬個。隨著5G技術(shù)的推廣應用以及自動駕駛、智慧城市等新型領域的高速發(fā)展，PTFE高頻覆銅板的市場需求將快速增長。

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