2023年氟化工行业研究报告 萤石是氟化工产业的基础原料

2023年氟化工行业研究报告萤石是氟化工产业的基础原料核心观点：随着国家保护性政策的实施叠加下游需求的不断增长，氟化工上游原材料尤其是萤石供给将持续偏紧。萤石为不可再生的稀缺性资源，国家出台一系列政策保护萤石资源。据华经研究院数据，近年来我国萤石表观消费量呈波动上升趋势，2021年消费约586万吨，2017-2021四年CAGR超过15%，下游主要集中在氢氟酸和氟化铝，2021年占比分别为56%、25%。而我国2021年产量为540万吨，同比+25.6%，供给缺口达46万吨。萤石终端消费领域较广，我们预计随着我国新能源汽车、空调市场、集成电路等终端需求释放，萤石需求量有望进一步提升。伴随制冷剂配额争夺战落幕，二代制冷剂稀缺性进一步显现，三代制冷剂将成为主流，预计R22和R32价格共振上行。根据《蒙特利尔协定书》，我国正在逐步削减二代制冷剂的生产配额，到2025年发展中国家二代制冷剂削减量将达67.5%，据生态环境部数据，我国2023年R22生产配额进一步收缩，总计仅18.18万吨，届时二代制冷剂稀缺性将进一步推动价格上行。随着制冷剂配额争夺战的落幕，三代制冷剂市场供过于求的局面有望改善，据百川盈孚，以R32为代表价格呈底部上涨态势，库存逐渐降低，行业开工率缓慢复苏，当前三代制冷剂处于被动去库存阶段，盈利修复在即。我们预计，随着二季度空调市场逐渐复苏，制冷剂行业底部回升趋势确定。含氟聚合物和高端氟化学品亟待，下游需求爆发将推升整个氟化工产业链景气度上行。氟化工下游运用领域广泛，覆盖汽车、军工、电子、新能源等各个板块，我们认为当前具有较为确定性放量和需求的产品包括PTFE、PVDF、FEP、全氟己酮和全氟磺酸树脂。具体来看，据工信部数据，预计未来我国5G基站数量达600万个，对应高端PTFE市场规模达30~40亿元；PVDF下游主要为锂电池和涂料，据百川盈孚数据，2022年我国PVDF产量为5.78万吨，供需缺口达2.54万吨，但受限于原料R142b配额，整体供给或仍将趋紧，同时拥有原料和产品一体化的企业具备更强的竞争优势；据ifind数据，近年来FEP产量总体呈现上升趋势，2022年我国FEP产量为2.55万吨，同比+14%。当前我国FEP主要在低端领域，高端FEP电缆领域渗透率有望向发达国家70%看齐；全氟己酮主要应用于灭火剂、清洗剂和溶剂，是当前主流灭火剂七氟丙烷的良好替代，全氟己酮扩产受环评安评影响，周期至少1.5-2年，且新消防药剂厂商通过认证需要0.5-1年，认证壁垒高，需求量大；全氟磺酸树脂主要用于质子交换膜，据QYResearch数据，预计2028年市场规模将达到2.85亿美元。01、原材料萤石供需失衡，未来预计价格继续上涨1.1、萤石是氟化工产业的基础原料，也是不可再生的稀缺性资源萤石是氟化工产业链的起点。萤石，又称氟石，是氟化钙的结晶体和化学氟元素的最主要来源。根据产品中氟化钙的含量，萤石产品可分为普通萤石原矿、高品位萤石块矿、冶金级萤石精粉和酸级萤石精粉四个品级，其中氟化工产业对萤石的CaF2含量要求最高，据金石资源招股说明书数据，作为氟化工的原料萤石要求CaF2含量应大于等于97%。萤石作为现代工业的重要矿物原料，被广泛应用于冶金、建材、化学等传统领域以及新能源、新材料等战略新兴产业，具有重要的经济价值和战略地位。我国萤石表观消费量呈波动上升趋势，2021年消费约586万吨，2017-2021四年CAGR超过15%，下游主要集中在氢氟酸和氟化铝，2021年占比分别为56%、25%。据华经和思瀚产业研究院数据，2014-2020年中国萤石表观消费量总体呈现波动上升趋势，其中2020年表观消费量约600万吨，同比+29.8%，是世界上最大的萤石消费国，约占全球萤石消费的60%；2021年由于墨西哥、加拿大矿山停产以及等原因，进口和消费量均有下滑，约586万吨，同比-2.4%。据中商数据，2017-2021年进口量由16.2万吨上升至66.8万吨，净出口由17.5万吨下降至-45.9万吨。2021年我国萤石下游需求主要集中在氢氟酸和氟化铝两个领域，各约占总消费的56%和25%，此外冶金和建材分别占9%和8%。随着我国新能源汽车等终端需求释放，萤石表观需求有望进一步提升。据ifind数据，我国新能源汽车产量高速增长，其中2022年新能源汽车产量545.6万辆，同比+86%。2021年集成电路产量为3594.35亿块，同比增长37.49%；2022年产量为3241.9亿块，同比下降9.81%。据工信部预测，2023年我国集成电路产量将达3676.2亿块，同比增长13.40%。我们预计，未来随着终端新能源、集成电路等行业的发展，萤石产品需求有望继续上升1.2、氢氟酸是产业链重要的中间体氢氟酸分为无水氢氟酸和有水氢氟酸（电子级氢氟酸），其中无水氢氟酸为氟化工产业链中重要的中间体。据国化新材料研究院数据，我国无水氢氟酸主要应用于含氟制冷剂（52%），其次是含氟聚合物（18%）和含氟精细化学品（13%）；有水氢氟酸主要运用于金属、硅片和集成电路等材料的清洗。据CISIA统计，受三代制冷剂配额争夺和新能源汽车高速发展推动，我国无水氟化氢产量稳步增长，2022年中国无水氟化氢总产能约312.6万吨/年，同比增长12.7%；总产量约204.1万吨/年，同比增长8.2%；行业整体开工率约65.0%，同比下降4.4%。总体来看无水氢氟酸生产企业产能分布呈现“小而散”局面，产能超过10万吨/年的企业有7家，仅占5.2%，剩下大部分为2-6万吨/年。随着原材料价格回落至合理区间，无水氢氟酸行业盈利水平有望逐渐改善。据百川盈孚数据，2020年受和等因素影响，无水氢氟酸价格有所下滑。2021年，原材料萤石受“双控”影响导致开工率不足，供给紧缺带动下游氢氟酸价格大涨，叠加下游制冷剂和新能源等行业需求景气，氢氟酸价格冲高，最高价13400元/吨。2022年受到硫酸价格上升和下游制冷剂行情低迷等因素影响，氢氟酸行业盈利水平有所下降。2023年以来，原材料硫酸价格有所回落，无水氢氟酸价差也逐渐恢复。据百川数据，截至2023年4月11日，无水氟化氢市场均价为9750元/吨，价差约2039元/吨，我们预计，随着硫酸价格回落至合理区间，氢氟酸行业的盈利能力有望持续改善。02、配额争夺战落幕，制冷剂企业利润修复在即2.1、二代制冷剂配额持续削减，稀缺性进一步显现据蒙特利尔协定书规定，截至2020年发达国家二代制冷剂削减量99.5%，到2025年发展中国家二代制冷剂削减量将达67.5%。ODP（OzoneDepletionPotential）表示臭氧消耗潜能值，它是描述一种物质对平流层臭氧的破坏能力的一种量值，ODP值越小，制冷剂的环境特性越好，当ODP值为0时，该物质对臭氧层无破坏。GWP（GlobalWarmingPotential）表示全球变暖潜能值，用于表示和比较消耗臭氧层物质对全球气候变暖影响能力的大小的一种量值。据建环视界数据，目前二代制冷剂最具代表性的产品为R22，该产品ODP值和GWP值分别为0.034和1760；三代制冷剂ODP值为0，部分三代制冷剂GWP值仍较高。虽然二代制冷剂的ODP值和GWP值相对一代制冷剂已达到了较低水平，但仍对臭氧层有一定的破坏作用，因此对该类产品的管制逐渐收紧。R22生产配额不断削减，稀缺性进一步显现。目前二代制冷剂主要用于工商业、家庭空调以及含氟高分子材料原材料，二代制冷剂最具代表性的产品为R22，用作原料用途的R22生产量不受生产配额的限制。据生态环境部数据，我国2023年R22生产配额总计仅18.18万吨，其中内用生产配额为11.19万吨，配额超过万吨的企业分别为山东东岳、浙江衢化、江苏梅兰和阿科玛，分别约5.3、3.9、3.8和1.1万吨。受供需格局影响，以R22为代表的制冷剂价格将有望继续上行。据华经产业研究院数据，我国R22下游应用主要集中于四氟乙烯（TFE）生产和空调维修市场，分别占约70%和22%。价格方面，受限产限电政策和原料进口受阻的影响，R22价格在2021年出现了较大幅度的上涨。而2022年底以来，由于下游需求旺季订单增加和制冷剂削减配额落地，在需求增加和供给紧缩双重因素下价格呈现上涨态势，据百川数据，截至2023年4月11日，R22价格为20000元/吨，较2022年底18000吨上涨2000元/吨。我们预计，随着下游需求逐渐释放和供给偏紧，以R22为代表的二代制冷剂产品价格有望继续上行。2.2、三代制冷剂配额争夺已落幕，头部厂商将尤为受益三代制冷剂下游市场主要面向家用空调和汽车制冷行业。据华经产业研究院数据，以R32、R125和R134a三种三代制冷剂代表性产品为例，2021年我国R32下游需求以空调制冷剂为主，占70%，其余应用于混配制冷剂。78%的R125应用于混配制冷剂，22%应用于灭火器领域。我国R134a主要应用于汽车制冷剂和气雾剂（汽车后市场），两者分别占44%和26%，此外R134a还应用于工商制冷设备、药用气雾剂和混配其他制冷剂。空调和汽车销量等下游应用将会持续刺激制冷剂需求。近年来我国家用空调产销量呈现波动上升的趋势，城镇乡村居民平均每百户空调拥有量稳步上升。据ifind数据，2022年产销量分别为14836.85万台和15003.74万台。2021年全国城乡居民平均每百户空调拥有量分别为161.7台和89台，分别同比增长8.12%和20.51%。汽车方面，我国汽车保有量呈现持续增长的态势。2022年全国汽车保有量为3.19亿辆，同比增长5.63%。我们认为，随着地产链的后周期行业包括空调、冰箱景气度逐步向上游传导，叠加汽车市场快速发展，三代制冷剂需求将持续向好。随着配额争夺战的落幕，市场将呈现向好态势，三代制冷剂龙头企业将尤为受益。R32、R125和R134a为三代制冷剂的代表性产品，据华经产业研究院和东岳集团公告，2021年R32产能合计50.2万吨、R125产能32.7万吨、R134a产能33.5万吨。据华经产业研究院和东岳集团数据，在三代制冷剂生产企业中，巨化股份、三美股份、东岳集团三家企业分别拥有25万吨、15.7万吨和14万吨的产能，是国内前三龙头企业。我们预计，随着制冷剂价格战落幕，中小产能的出清提升了三代制冷剂的市场集中度，随着三代制冷剂配额的出台，未来市场将属于有充分配额的企业。以R32为代表的的三代制冷剂价格呈底部上涨态势，库存逐渐降低，行业开工率缓慢复苏，当前三代制冷剂处于被动去库存阶段，盈利修复在即。据百川盈孚，2023年4月11日，R32制冷剂主流价格为15000元/吨，较2022年底上涨13.2%，较2022年最低点12500元/吨上涨2500元/吨；截至2023年3月30日，R32制冷剂库存仅为7030吨，并处于持续下降趋势；2023年2月，R32制冷剂企业开工率为41.08%，环比+6.42%。我们认为，由于配额限制，三代制冷剂供给较往年将会收缩，而当前三代制冷剂行情仍处于底部复苏阶段，价格将继续上涨，制冷剂企业盈利修复。03、含氟化合物需求爆发，推动行业景气度上行3.1、我国PTFE起步较晚，高端产品依赖进口PTFE由四氟乙烯单体聚合而成，是一种类似于聚乙烯的透明或不透明的蜡状物，产品主要包括悬浮树脂、分散树脂和浓缩分散液。PTFE的产业链与制冷剂产业链相似，上游主要涉及萤石和氢氟酸，在制得R22后通过一系列反应得到PTFE。据百川盈孚数据，近五年PTFE表观消费量呈现波动态势，2020年受影响消费量下降24.5%，而近三年消费量逐渐回暖，2022年消费量为6.6万吨，同比+7.23%。从需求端看，由于PTFE具有优异的化学稳定性、耐高低温性、不粘性等特点，下游领域应用广泛，其中石油化工和机械分别占比33%和24%，消费量分别为2.8万吨和2.0万吨。但是目前我国生产的PTFE大部分为通用性品种，主要为板材、管材、垫片和密封带等，属于中低端品，该种产品品种差异化程度较低。我国PTFE起步较晚，中高端产品多依赖进口。据ifind数据，我国PTFE产能呈现上升趋势，2021年我国PTFE产量为10.56万吨，同比增长40.2%。据华经产业研究院数据，我国PTFE产能较为集中，主要为山东东岳、中昊晨光、浙江永和几家头部企业生产。下游领域来看，PTFE因其优良的介电性能被应用于5G通信领域，包括高频覆铜板、射频电缆、天线滤波器以及5G所涉及的领域中各类连接器。近年来，我国5G通信领域发展迅速，据工信部和CAFSI数据，截止2022年底我国累计建设开通5G基站231万个，预计未来我国5G基站数量达600万个，对应PTFE市场规模达30~40亿元。此外，目前我国正在全面推进6G技术开发，低介电常数与低介电损耗是6G高频电路板的必要条件，而PTFE在高频下能够维持低介电常数与介电损耗，是首选介质之一。我们认为，随着5G和6G渗透率不断提升，率先在高端PTFE布局的企业能够在通信更新换代浪潮中充分受益。3.2、PVDF需求量高速增长，整体供给或仍将偏紧PVDF需求高速增长，2022年需求量为8.32万吨，2019-2022年3年CAGR超过25%。PVDF是一种高度非反应性热塑性含氟聚合物，主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，兼具氟树脂和通用树脂的特性，是市场规模仅次于PTFE的第二大含氟聚合物材料。PVDF具有优良的耐化学腐蚀、耐高温、耐氧化等性能，且其在熔融和溶解性能上比其他含氟聚合物更为优越，因此广泛应用于锂电池、涂料、注塑等领域，且需求量持续增长。据百川盈孚数据，2021年PVDF下游需求结构中，锂电池和涂料用量最大，分别约1.9万吨和1.4万吨，占比39%和30%。此外PVDF还被应用于注塑、水处理膜和太阳能背板膜等领域。2022年PVDF需求量为8.32万吨，同比增长超过45%，2019-2022年3年CAGR超过25%。受限于原料三代制冷剂配额限制，PVDF整体供给或仍将趋紧，具有配套R142b的厂商具备更佳的竞争优势。从供给端看，据百川盈孚数据，2022年我国PVDF产量为5.78万吨，供需缺口达2.54万吨。PVDF生产企业中阿科玛、巨化股份、东岳集团、三爱富占据龙头地位，其中阿科玛为外资企业，国内主要布局企业包括东岳集团、内蒙三爱富、常熟苏威等。近年来锂离子电池产量逐年增长拉动了锂电级PVDF及其原料R142b的市场需求，我们预计，未来随着企业新增产能释放，PVDF步伐有望加速，但受限于原料R142b配额，PVDF整体供给或仍将趋紧，同时拥有原料和产品的企业具备更强的竞争优势。3.3、有机氟工业重要基础原料，HFP有望迎来巨大增长六氟丙烯（HFP）是有机氟工业中极其重要的基础原料，上游原材料为R22，HFP下游包括FKM（氟橡胶）、FEP、HFPO、PFPE、R123yf，终端覆盖医药、农药、改性剂、表活剂、电子化学品等广泛领域。据百川盈孚数据，截至2023年4月11日，HFP市场价格为32400元/吨，近期市场仍处于供大于求的局面，行业内产能排名前五的企业分别为内蒙永和（3.5万吨/年）、鲁西化工（2万吨/年）、浙江巨化（1.5万吨/年）、三爱富（1.4万吨/年）、东岳化工（1万吨/年）。随着数据中心朝着大功率、高密度、超大规模方向转变，高性能芯片和集成电路的使用越来越广泛，常规的风冷技术已经难以满足数据中心超高的散热需求，液体冷却技术，尤其是浸没式液体冷却技术，具有高散热效率，温度均匀，低噪声无污染，高集成度，高可靠性等优势，具备极大的发展潜力。以绿色云图为例，其主攻浸没式液冷技术能够降低散热能耗90%-95%、降低IT设备能耗10%-20%。据《中国液冷数据中心发展白皮书》测算，2019我国液冷数据中心市场规模均值约306亿元，预计到2025年我国液冷数据中心市场规模将达1307亿元，2019-2025年6年CAGR超过23%。其中浸没式液冷占比逐年提升，预计由2019年18%提升至2025年41%，市场规模预测均值2019年55亿元增长至2025年536亿元，7年CAGR超过46%。《数据中心用浸没式冷却液的研究进展》中指出全氟烯烃是当前最具前景的浸没式冷却液。具体来看，全氟烯烃具有电绝缘性能高、传递性能好的优点，在大气环境中可快速降解，所以GWP值很低。此外，通过引入环结构，可以进一步降低GWP值，甚至＜150，符合绿色环保的标准；而且全氟烯烃可通过简洁高效的路线合成得到，特别是六氟丙烯二聚体、三聚体很容易实现批量化生产。我们认为，随着四代制冷剂的逐渐替代和数据中心的冷却液需求高速增长，未来HFP市场有望迎来巨大增量，逆转当前供过于求局面。3.4、下游电线电缆的快速发展有望拉动FEP市场规模提升FEP是四氟乙烯（TFE）和六氟丙烯（HFP）的结晶聚合物，其性能与PTFE相似，可作为PTFE的替代材料，对比而言，FEP的熔融粘度比PTFE低百万倍，弥补了PTFE加工困难的不足。具体来说，FEP具有耐高低温（-80~200℃）、耐磨性、耐化学腐蚀性等优良性能。目前FEP被广泛应用于电线电缆、涂料、石油化工等多个领域，尤其在高温高频下使用的电子设备传输线，电子计算机内部的连接线，航空航天用电线，及其他特种用途电线电缆等应用广泛。FEP下游市场电线电缆的快速发展将对需求产生拉动作用。目前国产FEP产能主要集中于东岳集团、鲁西化工、巨化股份和永和股份等几个头部企业。据ifind数据，近年来FEP产量总体呈现上升趋势，2022年我国FEP产量为2.55万吨，同比+14%。据华经产业研究院数据，在发达国家信息传输电线电缆中，FEP电缆的使用率超过70%，随着其在发展中国家的快速普及，该部分市场容量将快速增长，但目前我国FEP产品集中于低端市场，包括模压料、通用挤塑料，主要运用为照明和家用电线，表面防腐等，高端产品领域如军工、信息产业用的高端线缆仍依赖进口。我们认为，随着新项目的逐渐开工，我国FEP的供应能力将会进一步增长，拥有技术积淀的企业有望率先突破高端产品。3.5、新国标发布，全氟己酮或将加快全氟己酮性能优良，未来市场前景广阔。全氟己酮是氟化酮类的化合物，它是一种清澈、无色、无味的液体，用氮气进行超级增压，并作为灭火系统的一部分存放在高压气瓶中。全氟己酮主要应用于灭火剂、清洗剂和溶剂。2022年12月30日，国家标准《电化学储能电站安全规程》发布，其中要求灭火介质应具有良好的绝缘性和降温性能，能扑灭电池火灾和电气设备火灾，且防止复燃；每块电池模块宜单独配置探测器和灭火介质喷头，该文件将于2023年7月1日实施。目前我国储能电站装机规模呈现持续增长趋势，据CNESA，2022年我国储能电站累计装机量为112.7GW，新增装机量6.9GW，同比+182.07%。与七氟丙烷灭火装置相比，全氟己酮灭火装置的滚塑和氮气置换要求更高，这就使得其具有较好的雾化效果，且其设计用量更少，安全性更高。我国全氟己酮起步较晚，各企业产能布局较少，但近年来随着国内企业科技水平提升，全氟己酮已突破垄断出口多个国家。全氟己酮扩产受环评安评影响，周期至少1.5-2年，且新消防药剂厂商通过认证需要0.5-1年，因此认证壁垒较高。目前全氟己酮现有产能主要集中于中化蓝天、浙江诺亚和利化新材料，三家各拥有0.2万吨的产能。同时，据各公司公告，永和股份和浙江诺亚分别拥有1万吨和0.5万吨的在建产能。我们预计，随着新国标开始实行，全氟己酮灭火器将会推动全氟己酮市场需求增长，未来市场前景广阔。3.6、氢能大时代将至，质子交换膜拉升含氟化学品需求氢能运用不断加速，上游燃料电池和PEM制氢质子交换膜2030年需求预计超过956万m3，2021-2030年CAGR达64%。在国家政策对氢能的指引和支持