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“聚焦硅宝”系列报告(五)——带您领略有机硅的魅力

带您领略有机硅的魅力

主要观点:

有机硅材料兼具有机物和无机物的耐高低温、耐老化、电气绝缘、生物相容等特性,拥有着不依赖化石资源,可替代石油基材料的价值,其优异的综合性能覆盖了万余个终端应用品种,有着“工业味精”的称誉。通过将外购甲醇、氯化氢合成的氯甲烷气体与硅粉混合反应生成的主产物二甲单体在盐酸介质水解下生成以DMC为主的线状或环状的硅氧烷聚合物即为有机硅中间体,同其他无机填料和改良助剂加工制得硅橡胶、硅油、硅树脂以及硅烷偶联剂等有机硅产品,广泛应用在建筑、汽车、纺织、医疗、电子等各个领域。

不同于工业硅冶炼流程对于能耗要求较高,成本受电价所主导,有机硅生产工艺核心逻辑是对于来料的一个加工过程,原料成本综合影响更为显著。其中原料成本合计占比在76%左右,工业硅58%、甲醇18%,电力占比仅为3%。随着近些年原料价格上行,DMC行业平均利润已贴近成本线附近。

全球有机硅整体产能表现较为增长缓慢,近几年CAGR仅为1%-2%,2021年全球有机硅单体产能615万吨,中国产能占比超过60%主导全球供应格局。近几年随着国内单体规模和技术取得巨大突破,海内外龙头企业在单体生产技术上再也无法拉开差距,且海外成本压力日益显著下,国外有机硅单体产能持续面临着落后淘汰出清局面,而国内有机硅单体以稳定高增速持续扩张,未来供应重心将持续转移至国内。

有机硅需求实现了逐年稳健增长态势,2021年有机硅消费量达117.87万吨。产品以硅橡胶应用最为广泛、占比超过70%,其次为硅油类产品、占比达22%。由于终端应用遍布广泛,有机硅消费与GDP水平具有较大正相关性。其中最大建筑板块受到国内地产基建低迷拖累,增速及占比有显著下滑趋势;日化品及医疗领域存在刚需效应,增速较为可观;新能源理念兴起以及高速发展的光伏产业带动下,电子电器板块增速动力表现强劲,未来有望替代建筑板块,成为有机硅下游最大的应用方向。

我们对于“硅能源”的定义不应该局限于以光伏为主线的多晶硅产业,有机硅产业潜力也不容忽视。我国石油资源稀缺,而多数有机硅材料与石油基材料类似,且拥有着更加优异综合性能,通过大力发展有机硅材料,在扩大体量和降本提效方向实现突破性进展,有望在能源转型和资源替代领域创造新的纪元。

工业硅是光伏、半导体等新兴产业链的源头,与当下全球倡导的碳减排和新能源概念紧密相关,同时作为广期所即将推出上市的焦点品种,未来也将置于市场交易和企业套保的焦点位置上。光期研究将通过“聚焦硅宝”系列报告带您全面观察工业硅的基础特征属性、成本结构、上下游产业链以及广期所即将上市的工业硅期货设计的整体概况。

系列第五期带领诸位了解当前工业硅下游最大的应用板块有机硅产业概况和产业格局。

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一、有机硅的产业概况

有机硅,即有机硅化合物,含有 Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物。其中以硅氧键(-Si-O-Si-)聚硅氧烷为有机硅化合物中应用最广的一类。有机硅材料不但兼具有机物和无机物的耐高低温、耐老化性、电气绝缘性、生物相容等特性,且拥有着不依赖化石资源,可替代石油基材料的价值,其优异的综合性能覆盖了万余个终端应用品种,有着“工业味精”的称誉。

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(1)有机硅生产工艺

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通过将外购甲醇、氯化氢合成的氯甲烷气体与硅粉混合反应生成有机硅单体,单体经精馏分离出二甲单体、三甲单体、一甲单体、含氢单体等不同组分,其中主要产物二甲单体(占比90%)在盐酸介质水解下生成以DMC为主的线状或环状的硅氧烷聚合物,即为有机硅中间体。同其他无机填料和改良助剂加工制得硅橡胶、硅油、硅树脂以及硅烷偶联剂等有机硅产品,广泛应用在建筑、汽车、纺织、医疗、电子等各个领域。

(2)有机硅成本结构

不同于工业硅冶炼流程对于能耗要求较高,成本受电价所主导,有机硅生产工艺核心逻辑是对于来料的一个加工过程,原料成本综合影响更为显著。其中原料成本合计占比在76%左右(工业硅58%、甲醇18%),电力占比仅为3%。

排除人工、折旧等因素,有机硅主要生产涵盖成本包含四部分:

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随着近些年原料价格上行,DMC行业平均利润已贴近成本线附近。

二、有机硅产业格局

(1)有机硅单体供应——中国主导有机硅供应格局

全球有机硅整体产能表现较为增长缓慢,近几年CAGR仅为1%-2%,据百川统计2021年全球有机硅单体产能615万吨,其中中国产能占比超过60%,主导着全球整体供应格局。从国内产能规模来看,中国有机硅单体产能从2017年的285.5万吨快速增长至2021年的379.5万吨。截至2022年8月,中国有机硅中间体产能增至529万吨,CAGR从2017年的6.3%增至2022年的39.58%。

有机硅行业的龙头代表企业海外包括德国瓦克、美国道康宁、法国埃肯等;国内包括合盛硅业、东岳硅材、蓝星星火、浙江新安和三友化工等,其中合盛硅业不仅是工业硅企业的龙头产商,也是有机硅的代表产商。近几年随着国内单体规模和技术取得巨大突破,海内外龙头企业在单体生产技术上再也无法拉开差距,且海外成本压力日益显著下,国外有机硅单体产能持续面临着落后淘汰出清,而国内有机硅单体以稳定高增速持续扩张,未来供应重心将持续转移至国内。

(2)有机硅中间体供应——行业集中度日益趋高

近几年国内有机硅中间体以稳定高增速持续扩张。从产能规模来看,据百川统计国内的有机硅中间体产能从2017年的136.5万吨快速增长至2021年的187.5万吨。截至2022年8月,国内有机硅中间体产能达到245万吨,CAGR从2017年的1.83%增至2022年的30.67%,均值为12.8%。从产量释放来看,国内的有机硅中间体产量从2017年的118.58万吨增至2021年的141.97万吨。截至2022年8月,国内有机硅中间体产量达到115.25万吨,以CAGR26.22%测算,预计2022年国内有机硅中间体产量有望达到180万吨。

从产能分布来看,受益于运输成本优势以及原料资源丰富,国内有机硅产能主要分布在华东地区,产能超过全国总产能的一半;各省产能分布较为分散,包括新疆、山东、浙江、江西、内蒙、江苏多地分布较为平均,由于国内有机硅中间体龙头产业基地位于上述地区,合盛硅业、江西星火、浙江新安、山东东岳、道康宁以及兴发集团等几家龙头企业产能合计占比超过70%,行业整体产能集中度较高。

(3)有机硅需求——硅橡胶是主要产品,终端应用遍布广泛

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通过将有机硅中间体经深度加工可制得硅橡胶、硅油、硅树脂以及硅烷偶联剂等有机硅产品,其中以硅橡胶应用最为广泛,产品占比超过70%(主产品107胶40%,生胶30%),其次为硅油类产品占比达22%。有机硅综合性能优越、终端应用遍布广泛,在建筑、汽车、纺织、医疗、电子等各个领域均有其身影。其中最大建筑板块受到国内地产基建低迷拖累,增速及占比有显著下滑趋势;日化品及医疗领域存在刚需效应,增速较为可观;新能源理念兴起以及高速发展的光伏产业带动下,电子电器板块增速动力表现强劲,未来有望替代建筑板块,成为有机硅下游最大的应用方向。

作为工业硅下游需求的基石产业,有机硅行业需求实现了逐年稳健增长态势。据百川统计国内的有机硅消费量从2017年的89.5万吨增至2021年的117.87万吨。截至2022年8月,国内有机硅中间体消费量达到87.88万吨,CAGR从2017年的6.96%增至2022年的12.5%,预计至2022年末国内有机硅消费量有望达到132.6万吨。由于终端应用遍布广泛,有机硅消费与GDP水平具有较大正相关性。

我们对于“硅能源”理解,最为直观的就是光伏产业,未来随着减碳目标实施,以光伏为代表德新能源产业必将担当时代大任,成为市场瞩目的焦点。但同时我们对于“硅能源”的定义不应该局限于以光伏为主线的多晶硅产业,有机硅产业潜力也不容忽视。我国石油资源稀缺,而多数有机硅材料与石油基材料类似,且拥有着更加优异综合性能,能够替代石油基材料。通过大力发展有机硅材料,在扩大体量和降本提效方向实现突破性进展,有望在能源转型和资源替代领域创造新的纪元。

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