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行业|深度|研究报告2024年1月2

日行业研究报告1/44慧博智能投研氟化工行业深度:细分环节、盈利情况、产业链及相关公司深度梳理随着全球经济的不断发展和科技的进步,氟化工行业成为关键的原材料供应链,呈现出强劲的增长态势。氟化工产业链从上游资源到中间品氢氟酸再到下游的无机氟化物、制冷剂、含氟聚合物和含氟精细化学品,在多个重要行业中扮演着重要的角色。这些产品具有广泛的应用领域,既包括传统行业,又融入了新兴产业。中国氟化工发展正朝着深加工高附加值演进。下面我们将从氟化工的概念及产业链开始,对氟化工产业链中涉及的原材料、制冷剂、含氟聚合物、含氟精细化学品等进行详细阐述,并分析每个环节的概念、现状及应用情况。此外,我们还将对产业链的盈利情况进行分析,以及梳理出产业链中的重点公司。我们希望本文能够为大家更全面地了解氟化工行业提供帮助。目录

一、行业概述.............................................................................1二、上游:原料端

.........................................................................3三、中游:中间品氢氟酸

..................................................................11四、下游:氟化工基本应用制冷剂

..........................................................18五、下游:含氟精细化学品

................................................................25六、下游:含氟高分子材料

................................................................33七、盈利情况............................................................................40八、相关公司............................................................................42九、参考研报............................................................................44一、行业概述1、氟化工概念氟作为自然界化学性质最活泼的元素之一,存在于多种有机物和无机物中。氟化工产品分为无机氟化物和有机氟化物,无机氟化物是指氟化工产品中含有氟元素的非碳氢化合物;有机氟化物是指氟化工产品中含有氟元素的碳氢化合物,主要包括含氟高分子材料、含氟制冷剂,和含氟精细化学品。含氟高分子材料主要包括氟树脂和氟橡胶,广泛应用于电子电器、装备制造、建筑等领域。含氟制冷剂主要成分为HFCs(氢氟烃)和

HCFCs(氢氯氟烃)类物质,用于空调、冰箱等领域。含氟精细化学品主要包括含氟电子化学品、农药、医药中间体等领域。行业|深度|研究报告2024年1月2

日2、氟化工产品价值链氟化工产业链从萤石开始,制备氢氟酸,再制备相关的有机和无机氟化工产品。随着产品加工深度增加,其技术门槛也越高,产品的附加值越高,氟化工行业的价值中心在中下游。含氟精细化学品属于氟化工的高端产品,在整个产业链中附加值最高。2/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日3、中国氟化工朝着深加工高附加值发展根据中国氟化工行业“十四五”发展规划,目前我国各类氟化工产品的总产能超过

640

万吨,总产量超过450

万吨,总产值超过

1000

亿元,氟化氢产能占世界产能

66%、含氟制冷剂占世界产能

70%、四大氟聚合物总产能约占到世界

60%,已成为全球氟化工产品生产和消费大国。目前我国氟化工产品较为成熟的产品有氢氟酸、HFCs

制冷剂、注塑级PTFE

等,而大量氟聚合物、氟精细化学品在我国还处于成长初期。LiPF6和LiFSI

处于成长期,其中LiFSI

处于成长期初期,六氟磷酸锂已接近成熟,FEP

和PFA

等含氟聚合物处于成长期,四代制冷剂R1234yf

处于导入期早期。中国氟化工正朝着深加工高附加值发展。二、上游:原料端1、萤石属战略资源萤石,又称氟石,是氟化钙(CaF2)的结晶体。萤石作为现代工业的重要矿物原料,主要用于冶金、化工、建材、光学工业等传统领域,以及新能源、新材料等战略性新兴产业。萤石是不可再生的资源,根据《中国氟化工行业“十二五”发展规划》,萤石是与稀土类似的世界级稀缺资源。根据《全国矿产资源规划(2016-2020

年)》,萤石被列入我国“战略性矿产目录”。根据萤石产品中氟化钙的含量,萤石产品可分为四个品级,分别为酸级萤石精粉、冶金级萤石精粉、高品位萤石块矿、普通萤石原矿。高品位萤石块矿是氟化钙含量≥65%的块状萤石原矿,主要用于钢铁等金属的冶炼,以及陶瓷、水泥的生产,其具有助熔、除杂质、降低熔体粘度等作用。高品位萤石块矿,是高端冶炼难以替代的助熔剂。冶金级萤石精粉,其氟化钙含量≥75%,主要在中低端应用中,部分替代高品位萤石块矿,作为助熔剂、排渣剂,用于钢铁等金属的冶炼。3/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日2、萤石主要用于生产氢氟酸进而生产氟化工产品酸级萤石精粉,氟化钙(CaF2)含量≥97%,是氟化工产业链的重要原料,为化学工业中氟元素的主要来源。工业上常用酸级萤石精粉和浓硫酸反应,从而生成氢氟酸。再以氢氟酸为原料合成下游各种有机和无机氟化工产品。2022

年萤石下游应用结构中,用于生成氢氟酸的占比最高,为

56%。而氢氟酸下游终端应用结构中,制冷剂占比最高,达到

50%,含氟聚合物和精细化学品均占比为

7%。萤石的需求量受制冷剂、含氟聚合物、含氟精细化学品等终端产品的用量拉动。3、全球萤石生产高度集中,我国萤石储采比低,国内供给逐步收紧供给端方面,全球萤石分布较集中,墨西哥拥有

6800

万吨储量约占

26%,中国第二拥有

4900

万吨储量占比约为

19%,其次是南非、蒙古、西班牙,而日本、韩国、印度、欧盟、美国几乎少有萤石资源储量,形成结构性稀缺。产量方面,2022

年,中国萤石产量在全球占比高达

68.7%。中国萤石储采比(储量/产量)仅为

8.6,意味着按照此速度开采,基于现有的储量,未来中国的萤石可开采年限仅为8.6

年,远低于世界其它国家。预计未来中国萤石的稀缺性将持续凸显,其供给有望收缩。4/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日中国萤石富矿少,贫矿多,资源管控趋严。根据河北省自然资源厅

2018

年发布的《中国萤石资源现状及可持续发展对策》,在查明资源总量中,我国单一萤石矿平均

CaF2

品位在

35%-40%左右,CaF2

品位大于

65%的富矿资源量仅占单一萤石矿床总量的

20%,CaF2

品位大于

80%的高品位富矿占总量不到10%。根据中国矿业杂志

2020

年发布的《中央企业萤石矿战略布局思考》,在过去多年大规模无序开采和盲目开采后,目前我国萤石矿资源以低品位、难选矿、伴生矿和以前开采遗留下来的大量尾矿为主,开采方式由露天开采转入井下开采。同时伴随着环保、安全等对矿业企业督查整治力度的加大,萤石企业的开采加工、安全环保、办证费用等成本逐年提高。5/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日因此我国对萤石资源保护的相关政策逐渐趋紧,监管力度不断增强,税收逐步收紧,开采生产等限制增多,强调要保护性开采萤石资源。4、我国行业集中度低根据百川数据,2023

年中国萤石产能

775

万吨,产能较分散。国内规模前三大企业均为金石资源子公司,其中最大浙江大金庄矿业拥有

25

万吨产能占比仅

3.23%,行业

CR10

产能占比也仅为

20.9%。隆众数据显示,2022

年中国萤石产能近

700

万吨,产量

488

万吨,开工率自

2020

61%提升至

70%。6/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日5、我国萤石整体呈现净进口,萤石价格总体上涨我国早年主要依靠出口萤石等粗产品至海外精加工成为高附加值产品再流回国内,造成萤石资源变相流失。随着我国氟化工产业发展,加之政策对萤石资源管控趋严,萤石出口量一路走低同时进口量大幅增加。根据海关总署的统计,我国萤石出口规模从

2000

年的

120

万吨逐步回落到

2021

年的

21

万吨,与此同时进口量从

0

稳步提升至

2021

年的

67

万吨,自

2018

年开始成为净进口国。7/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日2022

年来萤石价格总体呈现上涨趋势。需求方面,氟化工产品在新能源、新材料等战略新兴产业扮演重要角色,这些行业的迅猛发展将支撑下游产业对萤石的需求。供给方面,我国现已探明的优质萤石资源日益减少,资源保障能力逐步降低,且随着采矿权取得成本的提高,萤石资源的开发成本逐步提高。政策层面,国家将萤石定位为“战略性矿产资源”,稀缺性及战略意义重大,采取保护性开发的政策走向愈发明确,对企业规模、技术、环保要求日益提高,萤石产业链地位和价值中枢有望进一步提升。6、伴生矿提氟潜在补充,多方布局近些年来,萤石开采行业也有了新的变化,磷矿以及稀土矿里的氟元素也开始走入市场,但是产量尚且不足以改变行业的基本面情况,只能作为氟元素的补充。8/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日(1)磷矿提氟技术由来已久,但限于技术壁垒供给有限磷灰石化学式可以表示为

Ca5F(PO4)3(F,Cl,OH),其含氟量可达

2-4%。以磷矿石为原料生产湿法磷酸时会排放大量的含氟气体,气体经水吸收、处理后得到氟硅酸。一般情况下,磷化工行业每生产1吨湿法磷酸(折纯五氧化二磷),至少要副产出

0.05

吨氟硅酸。相比萤石法,氟硅酸制取无水氟化氢具有成本低、污染少的特点,同时能够有效防止磷酸制取过程中氟对周边环境的影响。瓮福集团是磷矿中氟元素回收的龙头,最早于

2006

年引进了瑞士戴维公司

1000

吨/年氢氟酸中试技术,经过设计改造完成了以氟硅酸为原料的

2

万吨/年无水氟化氢工业生产装置。该工艺将浓缩后的氟硅酸与浓硫酸反应生成氟化氢与四氟化硅,其中氟化氢被浓硫酸吸收后,再经蒸馏分离出粗氟化氢,最后经净化、精馏等步骤得到纯度较高的无水氟化氢;四氟化硅则返回氟硅酸浓缩系统中再次利用。工艺具有工艺简单、原料成本低等优点,且浓硫酸在生产过程中不消耗,只是吸收水转变为稀硫酸。磷化工企业将稀硫酸回用到肥料生产系统,以发挥协同效用,最大化降低生产成本。多氟多自主研发了以氟硅酸与氨水反应制无水氟化氢联产白炭黑生产工艺,在宁夏石嘴山、河南焦作、云南昆明规划建设氟硅酸法生产无水氟化氢项目共计产能约

3.5

万吨/年,其中昆明项目氟硅酸来源为磷肥副产氟硅酸,其余两个以萤石与浓硫酸反应副产的氟硅酸为主。该工艺通过氟硅酸与氨水反应生成氟化铵与白炭黑,氟化铵经浓缩熔融后生成氟化氢铵,氟化氢铵再与氟化钠反应生成氟化氢钠,氟化氢钠晶体析出后经压滤、干燥、煅烧分解为粗氟化氢,再经洗涤、冷凝、精馏得到高纯度无水氟化氢。该工艺所得产品纯度较高,且具有装置运行稳定、安全系数高、能耗低等优点,但反应流程较长。云天化与中海油天津研究院开发氟硅酸和氨水生成氟化氢铵,再与浓硫酸反应生产氟化氢与硫酸铵的工艺;贵州开磷集团与贵州省化工研究院开发了氟硅酸先经氨化反应生产氟硅酸铵,再进行氨化生成氟化铵,最后氟化铵与浓硫酸反应生成氟化氢工艺。上述两种工艺也均进行了中试,但尚未实现工业化生产。9/4410/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日除此之外,磷矿伴生氟资源生产氟化氢的技术还有:氟硅酸直接热解生产氟化氢与二氧化硅;氟硅酸与石灰反应合成

CaF2,再用传统的萤石法生产氟化氢;氟硅酸先与碳酸钾生成氟硅酸钾,再氨解转化为氟化氢钾,最后低温热解制备氟化氢;直接利用湿法磷酸过程中产生的四氟化硅气体与氟化铵反应制备氟化氢等。由于在工况、成本、环保或设备装置要求等方面存在缺陷,这些工艺均未实现工业化。随着工艺的成熟,越来越多的企业开始规划磷矿中制取氢氟酸的产线。(2)稀土提氟壁垒在开发合适的浮选剂以及保证工艺经济性与磷矿通过收集硅氟酸气体来收集氟元素不同,稀土中的氟元素来自固态的尾矿,提氟难度更高,表现在:(1)优先浮选稀土导致萤石收率不理想,并且引入杂质;(2)不同矿脉成分不同,需要针对性研发不同的抑制剂和捕收剂;(3)萤石平均品位较低。以包钢的数据为例,其产线在工业上只能获得氟化钙含量在

85%~90%左右的萤石精矿,且流程较长、能耗较高,而工业上一般采用氟化钙含量超过97%的萤石精粉制备氢氟酸,低品位萤石制备的氢氟酸难有经济性。userid:414195,docid:150708,date:2024-01-06,行业|深度|研究报告2024年1月2

日只有系统性地解决选矿、加工问题,稀土尾矿提萤石路径才具备可行性。目前白云鄂博矿山萤石综合利用项目进度处于领先地位,前端的“选“由包钢集团主导,后端的”化“由金石资源主导。三、中游:中间品氢氟酸1、氢氟酸基础原料中间体氢氟酸是一种弱酸,具有极强的腐蚀性,能强烈地腐蚀金属、玻璃和含硅的物体。如吸入蒸气或接触皮肤会造成难以治愈的灼伤。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。氢氟酸连接了上游资源和下游氟化工,是氟化工基础原料中间体。百川数据显示,我国氢氟酸主要去向是制冷剂,2022

年占

50%,其次出口占

14%,氟化盐、含氟精细化学品、含氟聚合物和六氟磷酸锂分别占比

13%、7%、7%和

5%。11/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日2、氢氟酸产能稳步增长,开工率较低我国氢氟酸产能稳中有升,从

2018

年的

225

万吨增氢氟酸产能利用率加到

2023年前

11

月的

288万吨。氢氟酸产量整体波动中变化,2018

年产量

164.2

万吨,2022

年产量

179.7

万吨同比增长

8.8%。产能利用率自

2018

年的

72.9%下滑至

2020

年的

56.9%,而后逐步回升至

2023

年前

11

月的

67.7%。3、萤石法占氢氟酸生产主导,企业产能分散生产工艺路线上,我国氢氟酸绝大多数为萤石法占

94%,另外磷矿伴生的氟硅酸法占

5%。我国氢氟酸市场与萤石相似,格局较为分散,大部分规模小。百川数据显示全国拥有

71

家生产企业,其中

5

万吨及以上产能企业

24

家,产能合计占比

53.5%。区域分布也与萤石较大重合,以福建、江西、内蒙古、山东、浙江五省为主,占比分别达

18%、15%、14%、9%、9%,合计拥有产能

187.6

万吨占全国

65%。12/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日13/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日4、氢氟酸净出口消化产能出口是我国氢氟酸重要去向。我国氢氟酸出口量远大于进口量,海关数据显示

2022

年我国氢氟酸出口28.84

万吨同比增长

6%,同期进口量仅

1.58

万吨同比减少

5%。进口几乎全为电子级。我国氢氟酸进口量几乎全为电子级,2022

年进口的

1.58

万吨电子级有

1.56

万吨占绝大多数,普通级氢氟酸仅

0.02

万吨。5、氢氟酸供给端环保方面承压,受政策影响较大国家及地方各部门出台了一系列条例和准则来规范氢氟酸行业发展,氢氟酸的生产、贮藏、运输等环节均受到国家严格管控与限制,氢氟酸装置开工条件及产能投放等均受到制约。14/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日6、价格波动较大,整体低迷氢氟酸价格波动较大。2011

年后受供应过剩影响,价格一路下滑,2016

年底因供给侧改革环保趋严价格涨至

1.5

万左右回落。2021

年受能耗双控影响开工受限,叠加制冷剂和新能源等下游需求拉动,价格出现明显上涨。2022

年受下游行情低迷影响,价格开始回落。7、电子级氢氟酸是氢氟酸的高端产物(1)电子级氢氟酸是重要湿电子化学品电子级氢氟酸广泛应用于光伏太阳能电池、LED、面板显示、集成电路等领域,按纯度等指标划分为五个等级。随着等级增加,对纯度和杂质含量等标准要求更高。15/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日数据显示

2021

年我国湿电子化学品需求达

213.5

万吨,预计到

2025

年市场需求将增长至

369.6

万吨。全球湿电子化学品企业市场份额(销售额计)中,欧美、日本、韩国、中国台湾、中国大陆分别占

35%、28%、16%、10%、9%。各类湿电子化学品占比来看,硫酸、过氧化氢和氨水占比最大,分别为

31.2%、28.7%和

8.1%,氢氟酸占

5.5%。16/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日(2)电子级氢氟酸进口单价高电子级氢氟酸出口逐渐扩大。随着我国产业发展和技术进步,电子级氢氟酸出口从

2018

年的

1.4

万吨一路增加到

2022

年的

3.65

万吨,2023

10

月同比增长

7.3%至

3.21

万吨。随高端需求增长,电子级进口也在扩大,从

2018

年的

1

万吨增长至

2022

年的

1.56

万吨。单价上看,电子级进口是出口的

2-3

倍,表明我国出口多为低端而进口高等级氢氟酸。(3)国内企业电子级氢氟酸布局进展17/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日国内电子级氢氟酸生产厂家主要为一定规模氟化工企业,部分企业后续还有扩产规划。受下游市场需求不断增长的推动,我国电子级氢氟酸行业产能快速提升,由

2010

年的

6.5

万吨增长至

2020

年的

27.2万吨。四、下游:氟化工基本应用制冷剂1、一代全面淘汰,二代持续削减,三代产量冻结制冷剂是各种热机中通过可逆的相变进行能量传递,从而达到制冷效果的媒介物质,含氟制冷剂因低毒、不燃、稳定而占据主要市场份额,但氯氟烃类制冷剂排放后受紫外线催化分解出Cl

自由基会对臭氧分子造成严重破坏,各氟烃类制冷剂又属温室气体。一代制冷剂由于对臭氧层的严重破坏性,于

2010

年在全球范围内淘汰并禁产;第二代制冷剂相较于一代的臭氧层消耗值ODP大幅下降,但仍有较高的全球变暖潜能值GWP,目前发达国家已近完全淘汰,发展中国家配额持续削减。第三代制冷剂对臭氧层无破坏,在发展中国家逐步替代HCFCs

产品,但是温室效应较为显著,少部分发达国家已开始削减用量;第四代制冷剂指的是不破坏臭氧层、GWP

值较低的制冷剂,但目前该等制冷剂的发展趋势和主流产品尚未最终确定,且目前专利权主要掌握在国外企业手中,发达国家正在投产,对我国及其他发展中国家而言,其研发、生产及下游转换成本仍较高,尚未开始规模化应用。18/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日2、二代

R22

生产额度持续削减,头部企业占据主要配额制冷剂受到政策约束。联合国为避免氟氯碳化物对臭氧层损坏,于

1987

年邀请所属会员国在加拿大蒙特利尔签署环保公约,称为《蒙特利尔议定书》。该公约

1989

1

1

日起生效。我国

1991

年加入该公约,积极参与ODS(Ozone

Depletion

Substances,消耗臭氧层物质)的淘汰。根据《蒙特利尔议定书》,目前第二代制冷剂HCFCs,在发达国家已经基本削减完毕。针对发展中国家,其产量已经于2013

年被冻结,基准数量为

2009-2010

的平均数,2015

年削减基数的

10%,2020

年削减基数的

35%,2025

年削减

67.5%,2030

年削减

97.5%。为达到《蒙特利尔议定书》的要求,我国实行配额制度,生态环境部每年会公布第二代制冷剂的生产配额。根据生态环境部的数据,2013

年,我国第二代制冷剂生产配额的基线值为

42.64

万吨。其中在2015、2019、2020、2023

年,我国第二代制冷剂的生产配额呈现明显的下降,分别相较于

2013

年的基数下降

14%、18%、31%和

50%。2023

年,我国第二代制冷剂的生产配额削减至

21.48

万吨,其中R22、R142b

和R141b

的生产配额分别为

18.18、0.94、2.11

万吨。其中,R22

的生产配额最高,是第二代制冷剂的主流品种,且其生产配额的降幅弱于R142b

和R141b。19/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日R22

主要用于含氟聚合物、空调等,近两年我国用于终端空调(受使用总量管控)的

R22

实际在

2-5

万吨。R22

市场集中度高,头部山东东岳、浙江巨化、江苏梅兰等占据主要配额,23

年生产配额

CR3=76.2%。3、三代制冷剂配额方案落地后,景气度有望上行目前主流的三代制冷剂对臭氧层无影响,但仍会引起较高温室效应,主要发达国家即将进入配额削减的第二步(-40%),发展中国家(第一组)将于

2024

年对氢氟烃(HFCs)进行生产和使用总量的冻结(不超基线年

20-22

年均值)。2023

11

6

日,生态环境部正式印发《2024

年度氢氟碳化物配额总量设定与分配方案》,2024

年我国HFCs

生产基线值设为

18.52

亿吨

CO2、使用基线值为

9.04

亿吨

CO2(含二代HCFCs

不超过基线值

65%的量),允许不同主体和不同品种制冷剂在符合规定的范围内进行配额调整(R23不参与调整),给予一定调配空间但幅度有限,三代制冷剂基准线设立符合预期,整体配额调整方案紧中有松。20/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日2020-2022

年为第三代制冷剂的三年配额竞争期,头部企业通过大幅扩产争取更大的配额比重,2020

年较多新产能投入市场,2021-2022

年我国代表性的三代制冷剂R32、R134a、R125等产量增幅明显。据百川盈孚数据,2018-2022

年间,我国

R32

产能由

27.2

万吨增至

50.7

万吨,R125

产能由22.8

万吨增至

32.2

万吨,R134a

产能由

32

万吨增至

38.8

万吨,且产能集中度均较高,CR5

均超60%,其中巨化股份、三美股份、东岳集团、中化蓝天、永和股份等头部企业仍然占据主要市场份额,与二代制冷剂供应格局类似。三代制冷剂总量管控政策落地,后续企业或将进行产量上的合理调整,供需格局有望逐步改善,同时在需求端预期边际修复的情况下,三代制冷剂涨价周期开启,生产企业盈利能力有望迎来边际改善。另外,四代制冷剂具有较高的技术和设备壁垒,仍处研发和初生产阶段,尚未进入规模化应用,且设备置换成本高,因此国内三代制冷剂依然有很长的需求期。4、制冷剂价格复盘:类比二代涨价周期,三代仍有向上空间复盘二代制冷剂历史价格走势:09-10

年为配额基准年,该阶段上游萤石涨价,下游家电下乡政策催化,加上三代未普及,R22

大幅涨价,此后随着萤石降价而回落;17

年国内深化供给侧改革,制冷剂开工受限,供需趋紧大幅推涨价格,19

年价格再次回调。复盘和判断三代走势:20-22

年我国进入三代制冷剂配额基准年,企业大幅扩产能竞争配额;21Q3

能耗双控政策下,多地限电限产,企业开工率下滑,供需阶段性失衡推涨价格。23

年以来原料供应趋紧,成本支撑强劲,制冷剂利润扭亏为盈,价格仍有上行空间。21/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日5、下游需求:空调等下游稳步增长,第三代制冷剂需求有望稳步提升(1)制冷剂全球

2023

年市场需求量预计为

197

万吨,市场空间为

66

亿美元全球制冷剂需求稳步提升,亚太占据近半壁江山。根据

Mordor

Intelligence,预计全球

2023

年制冷剂市场需求量为

197

万吨,到

2028

年增长到

223

万吨,年复合增速为

2.5%,预计全球

2023

年制冷剂市场空间为

66

亿美元,到

2028

年增长为

90

亿美元,年复合增速为

6.4%。目前亚太地区主导着全球制冷剂市场,其中中国是全球最大的HFCs

生产、消费和出口国。三代制冷剂占据当前最大市场份额。随着氯氟烃(CFCs)和氢氯氟烃(HCFCs)的逐步淘汰,氢氟烃(HFCs)及其混合物成为了价值最大的制冷剂细分市场。此外,蒸汽压缩是制冷剂产品最重要的应用领域,主要包括空调、汽车和冰箱。(2)空调:未来需求有望稳步提升,重视制冷剂产品结构变化空调需求有望稳步增长,制冷剂迎来加注高峰。根据产业在线,我国空调产量占全球总产量的

80%以上,今年厄尔尼诺气候现象使全球多地持续高温,空调产品需求大增。根据国家统计局数据显示,2023年

1-9

月累计产量

19366

万台,同比增长

10.7%。此外,空调使用寿命

10

年左右,2010-2014

年空调销量高峰在

2024-2025

年需要更新换代。R32

已为家用空调第一大制冷剂,未来占比预计持续提升。根据暖通家和产业在线数据,2020

年R32空调的市场份额为

54.2%、R410a

空调为

36%、R22

空调为

9.8%,到

2022

年,R22

机型占比下滑为不到

2%,R410a

机型占比约为

33%,R32

机型的占比约为

65%,目前国内仅在维修市场保留部分

R22产品,未来新增空调预计以R32

机型为主。22/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日(3)汽车和冰箱:冰箱需求预计平稳,新能源车贡献增量冰箱领域需求量预计相对稳定。根据国家统计局数据,目前国内居民每百户冰箱拥有量超

100

台,未来需求主要来自于旧有电冰箱的更新。中国制造在全球冰箱市场有着举足轻重的市场地位,未来随着新兴经济体的市场空间提升,海外需求有望带来新的增长点。冰箱目前使用最广泛的制冷剂为

R600a。汽车领域需求量有望稳步提升。近两年新能源汽车高度繁荣,带动汽车行业整体增长汽车保有量稳定增长,对制冷剂需求形成较强支撑。根据中国汽车报以及国内汽车产量数据测算,预计国内汽车市场的R134a

使用率为

89%。6、国内整体制冷剂需求预计稳步提升,分产品需求预计分化预计

23-25

年,国内氟制冷剂需求量将稳步提升。主要假设包括:1)考虑使用环境因素,家用空调和车用空调在使用第

5

年有添加制冷剂需求。相比而言,冰箱及冷柜不考虑制冷剂维修;2)家用空调、汽车空调、冰箱及冷柜需要制冷剂的量分别为

0.9kg/台、0.7kg/台、0.06kg/台和

0.06kg/台;3)空调23-25

年的产量增速分别为

10%/5%/3%;汽车

23-25

年的产量增速分别为

3%/3%/3%;冰箱和冷柜23-25

年的产量增速分别为

1%/1%/1%。23/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日各个制冷剂产品因为使用场景不同,因此会存在显著的结构性差异:R22:使用最广泛的中低温制冷剂,目前下游需求中约半数用于制备PTFE

等含氟聚合物,此外还保留一部分用于空调售后维修。未来ODS用途将不断被削减。R32:新型环保冷媒,下游约

70%直接用于空调制冷剂,约

30%用于与其他制冷剂混配,随日本大金

2012

年推出的R32

空调而被广泛应用;未来随着新空调使用占比提升,以及维修市场增加,R32

预计为需求增速最好的制冷剂品种R125:下游以混配为主,其与R32

混合成的R410a

主要用于各种空调,也可用于灭火剂。随着R410a

逐步被R32

替代,R125

需求增速预计下降。R134a:下游以汽车空调制冷剂为主,此外也应用于车用清洗等气雾剂,海外市场受四代制冷剂替代。24/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日五、下游:含氟精细化学品根据

CAFSI(中国氟硅有机材料工业协会),含氟精细化学品主要包括含氟有机中间体、含氟电子化学品、含氟表面活性剂、含氟特种单体、锂电用含氟精细化学品、环保型含氟灭火剂等,广泛应用于医药、农药、染料、半导体、改性材料和新能源等行业。氟精细化学品产品种类多,产量相对低,但产品质量要求高,技术密集,产品附加值高。1、氟化液:海外巨头退出,中国企业迎发展机遇氟化液一般是指碳氟化合物,其具备优异的电绝缘性,良好的热导性,强化学惰性,无闪点不可燃,使用安全性能佳,流动性好等特点,广泛应用于半导体冷却板的冷却、数据中心的浸入式冷却,航空电子设备的喷雾冷却等。常见的种类包括全氟胺、全氟聚醚(PFPE)、氢氟醚(HFE)等。(1)数据中心AI

的快速发展与我国产业现代化建设的不断推进带动数据中心算力需求大幅提升。根据工信部数据,2017

年我国数据中心市场共计拥有

166

万架标准机架,2022

年则超过了

650

万架标准机架,2017-2022

CAGR

超过了

30%。25/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日温控系统是数据中心的重要组成部分。IT

设备在进行数据运算、存储和交换的过程中同时产生大量的热量,随着芯片性能的提高,数据中心热流显著升高,高温对电子元器件的正常运行产生影响,甚至导致其受损失效。因此为了维持整个数据中心的平稳运行,需要通过温控系统全天候运行来严格控制温度、湿度等关键数据。目前发展的冷却技术主要有风冷和液冷两大类,随着算力提升以及节能要求的提高,液冷温控技术成为发展趋势。当前数据中心制冷温控系统与

IT

设备用电量,占比高达

43%,散热优化成为数据中心系统设计的关键环节。为了评价数据中心的能效水平,提出了电能利用效率PUE(数据中心总能耗/IT

设备能耗),PUE

越接近于

1,表示能效水平越好。同时国家相继出台一系列政策,对电能利用效率提出明确的规定,要求到

2025

年,全国新建大型数据中心的PUE

要降到

1.3

以下。风冷通过将冷空气送至

IT设备进行换热,适合机柜功率较小的数据中心,液冷则以液体作为介质,通过冷却液与发热元件直接接触进行散热,由于液体的热导率远高于气体,液冷的制冷效率更高更适合高功率数据中心。目前液冷技术主要分为冷板式、浸没式和喷淋式。冷板式是间接液冷方式,浸没式和喷淋式是直接液冷方式。相较于冷板式,浸没式液冷制冷效率更高,可有效降低

PUE,是一种高效、绿色节能的数据中心制冷解决方案。根据《数据中心用浸没式冷却液的研究进展》对各种液冷技术进行比较,冷板式液冷在空间利用率、材料相容性方面具有较强的应用优势,但在成本方面,由于其单独定制冷板装置的原因,导致技术应用的成本相对较高。而喷淋式液冷技术则通过改造旧式的服务器和机柜的形式,大幅度减少了数据中心基础设施的建设成本,但是散热效率较低。与前两者相比,浸没式技术的成本较适中,空间利用率与可循环方面具有较好的表现,特别是在散热效率方面显著高于前两者。26/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日由于浸没式液冷是将带电状态下的

IT

设备组件浸没在冷却液中,因此其冷却液必须具有导热能力强但不导电的性质,同时其本身在气味、毒性、降解难易、可维护性等方面特性对环境和操作人员应尽可能友好。目前在浸没液冷领域最常用的冷却液主要为碳氢及有机硅化合物类和碳氟化合物类。碳氢化合物及有机硅类冷却液常温下呈粘稠状,统称油类冷却液,工业上常用作变压器冷却剂,其沸点高且不易挥发、毒性低、不会腐蚀金属且成本低,但其有可燃助燃风险。碳氟化合物则是将碳氢化合物中含有的氢替换成氟,既实现了无闪点且不可燃,同时具有良好的导热性,惰性较强。根据碳氟化合物的组成成分和结构不同,可再分为氯氟烃(CFC)、氢代氯氟烃(HCFC)、氢氟烃(HFC)、全氟碳化合物(PFC)和氢氟醚(HFE)。(2)半导体半导体方面,氟化液用于干法刻蚀中的冷却控温。干法刻蚀,是将特定气体置于低压状态下施以电压,将其激发成电浆,对特定膜层加以化学性刻蚀或离子轰击,达到去除膜层的一种刻蚀方式。干法刻蚀时,等离子的热量流入晶圆,若不采取措施,则晶圆的温度将升高,刻蚀特性会发生波动,故需要氟化液进行冷却。实操中,冷却剂从静电吸盘的晶圆载台的背面流出,再通过循环,使静电吸盘的温度保持恒定。此外,在晶圆和静电吸盘之间还通过流动

HE(氦)气以提高热传导效率。这种制冷剂在循环中会逐渐泄漏,因此,为了运行干式蚀刻设备,半导体工厂需要稳定地采购冷却介质,通常有三个月左右的库存。27/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日电子氟化液市场长期被国外企业占据,巨头退出,国内企业迎发展机遇。国外生产电子氟化液的企业主要有

3M、索尔维、旭硝子等。受到环保等因素影响,2022

12

月,美国

3M

公司宣布,计划退出全氟及多氟烷基物质(PFAS)的生产,在

2025

年底前在其产品组合中完全停止使用PFAS。3M

在半导体冷却市场上占据主导地位,市场份额高达

90%,3M

的退出有望为我国氟化液企业带来发展机遇。巨化股份已经开发出系列电子氟化液产品,包括氢氟醚D

系列、全氟聚醚JHT

系列产品。新宙邦旗下的海斯福公司深耕有机氟精细化学品,打破国外垄断,实现Boreaf™电子氟化液HEL、FTM、C4ME

等系列产品的商业化,产品已全面供应全球半导体主流制造商。28/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日2、含氟电子特气:半导体行业的“粮食”和“血液”电子特种气体是集成电路、显示面板等行业必需的支撑性材料,广泛应用于光刻、刻蚀、成膜、清洗、掺杂、沉积等工艺环节,对于纯度、稳定性、包装容器等具有较高的要求,被誉为半导体行业的“粮食”和“血液”,是半导体制造不可或缺的关键原材料之一。纯度是电子特种气体重要指标之一,直接影响芯片的良品率和可靠性。通常情况下,气体纯度用百分数表示,如

99.99%(4N)、99.999%(5N)、99.9995%(5N5)等。随着集成电路制造工艺的迭代升级,线宽越来越窄,晶体管密度越来越高,对电子特气的纯度、稳定性等指标的要求也越来越高,部分气体纯度需要达到

6N

及以上。电子特气具有较高技术壁垒。目前中国电子特气

80%以上依赖进口,特别是高端电子特气,国内自给率非常低。29/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日根据

CAFSI,目前全球电子特气市场中,含氟系列品种约占其总量的

30%左右。含氟电子特气主要的品种包括四氟化碳、六氟乙烷、六氟化钨、八氟环丁烷、六氟化硫、三氟化氮等,主要用作清洗剂、刻蚀剂,也可用于掺杂、成膜等。30/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日3、含氟医药、农药及中间体:发展迅速根据

CAFSI,30%的新药研发都基于含氟化学品。在全球销售前

200

名的药物中,含氟药物高达

29

个,销售额总计

320

亿美元。含氟医药中间体估计有

40

亿美元。氟喹诺酮类药物是含氟医药领域的主要产品,鉴于其具备广谱抗药性、毒副作用小等特点,成为发展较快的抗感染类药物之一。我国已成为主要的氟喹诺酮类药物生产国和供应国之一,主要品种有:诺氟沙星、环丙沙星、氧氟沙星、左旋氧氟沙星、加替沙星、莫西沙星等。其中,诺氟沙星、环丙沙星和左氧氟沙星产量较大,占据国内氟喹酮类抗感染类药物市场的九成以上。医药中间体主要用于医药原料药的生产。含氟医药中间体主要包括芳香族氟化物和脂肪族氟化物,其中以芳香族氟化物为主。近十年来世界上含氟农药得到迅猛发展。根据

CAFSI,目前全球农药品种总共

1300多个,含氟农药大约占

12%,而在含氟农药中除草剂大约占

45%、杀虫剂占

33%、杀菌剂约占

15%、其它占

7%。全球作物农药市场约

600

亿美元,总体估计应用于化学农药的含氟中间体产值在

35

亿美元左右。我国农药销售收入每年以较快速度增长,其中含氟农药品种、数量都满足不了市场需求,主要依赖进口。含氟农药中间体品种很多,按结构可分为脂肪族氟化物、氟苯类、三氟甲苯类和含氟杂环化合物。31/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日随着半导体产业的发展,国内含氟电子特气公司有望迎来较好的发展机遇。华特气体是国内首家打破高纯六氟乙烷、高纯三氟甲烷、高纯八氟丙烷等产品的公司,打破进口制约。中船特气的主打产品三氟化氮、六氟化钨,产能分别位于全球第二和全球第一。公司客户已经覆盖台积电、铠侠、美光、海力士、中芯国际、长江存储、长鑫存储等境内外集成电路代表性企业。昊华科技的含氟电子气体产能位于国内前三,核心产品有三氟化氮、四氟化碳、六氟化硫、六氟化钨等。32/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日六、下游:含氟高分子材料含氟高分子材料是含氟原子的单体通过均聚或共聚反应制得。含氟高分子材料结构复杂、种类繁多,主要分为氟树脂和氟橡胶,目前氟树脂主要品种有PTFE(聚四氟乙烯)、PVDF(聚偏氟乙烯)、FEP(聚全氟乙丙烯)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)、PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)。其中,PTFE、PVDF、FEP

是含氟高分子材料最主要的产品,占据全球约

90%的含氟高分子材料市场。PTFE(聚四氟乙烯):由TFE(四氟乙烯)单体聚合而成。由于TFE

在常温下为气态,并且有毒性,运输困难,厂商大多将

R22

作为原料,合成TFE,再制备PTFE。此处合成高分子用途的

R22

不受配额管制,只有制冷剂用途的

R22

受配额管制。PVDF(聚偏氟乙烯):由

VDF(偏氟乙烯)单体均聚或者偏氟乙烯与其它少量含氟乙烯基单体的共聚物。VDF

由R142b

裂解而成,再将VDF

聚合成PVDF。PVDF

生产厂商常配套R142b

的自产。FEP(聚全氟乙丙烯):由四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成,是PTFE

的改性材料。ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物):由四氟乙烯和乙烯共聚而成,是PTFE

的改性材料。PFA(可溶性聚四氟乙烯):是TFE(四氟乙烯)和全氟烷基乙烯基醚(PPVE

全氟正丙基乙烯基醚,最为常见)共聚而成,是PTFE

的改性材料。KFM(氟橡胶):氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。氟橡胶主要以VDF(偏氟乙烯)、HFP(六氟丙烯)、TFE(四氟乙烯)等多种单体共聚而成。含氟高分子普遍具备许多优异的性能。由于C-F

键极短,键能极高,故含氟高分子主链骨架稳定,具备耐热、耐化学品、耐候性的特点;由于F

原子极化率低,故含氟高分子具备低介电常数。此外,氟含量高,使得表面接触角大,故含氟高分子具备不粘性和低摩擦性。33/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日不同含氟高分子由于分子链结构的差异,也存在差异化的性质。PTFE

由于结构高度对称,化学稳定性好,属于非极性高分子,且氟含量高,C-F

键能大,故其熔点最高,理论值达到

327℃,摩擦系数最小,介电常数低。但是其熔融粘度高,加工性能相对较差。FEP、ETFE、PFA

是PTFE

的改性材料。通过引入其它单体,与四氟乙烯共聚,使得高度对称的结构被破坏,并引入非C-F

键,使得高分子材料的熔融粘度有明显的下降,加工性能提升,但与此同时,其耐热性、摩擦性能均有不同程度的下降。PVDF方面,PVDF

是偏二氟,而PTFE

是全氟结构,氟含量相对较低,故其熔点低、介电常数大、摩擦系数大,但是熔融粘度低,加工性能好,且硬度、拉升强度相比于

PTFE

明显更高。34/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日1、PTFE:“塑料王”,产品向高端化发展聚四氟乙烯PTFE,是一种以四氟乙烯为单体聚合而成的高分子,俗称“塑料王”。PTFE

是应用最广泛的含氟高分子材料,占据超过

50%的含氟高分子市场,广泛应用于化工、电子电器、机械等领域。化工行业:PTFE

因其耐腐蚀性能,可以在强酸强碱,有机溶剂等恶劣环境下使用。故在化工行业中,可用于管道、阀门、泵体、密封件等耐腐蚀设备。电子行业:PTFE

因其具备优异的绝缘性能和耐高温性能,可以用于制造同轴电缆、电子元件的绝缘材料等。机械行业:PTFE

具备低摩擦系数和自润滑性能,可用于制造轴承、活塞环、机床导轨和密封材料。其它行业:PTFE

表面张力小,防粘性好,可应用于制造不粘锅。PTFE

具有生理惰性,对人体无副作用,且能用任何方式消毒,不会变性,故可用于许多组织修复材料和人工脏器,如人工血管等。国内

PTFE

生产起步相对海外较晚,工厂生产装置平均规模与工艺水平上较外国有一定差距。根据百川盈孚,2022

年PTFE

产量

9.07

万吨,同比小幅增长

1.9%。我国生产的PTFE

多为通用型品种,品种差异化程度低、质量不高,属于中低端产品,多用于管材、垫片和密封领域,且产能过剩,近年开工率60%左右。2022

年PTFE

出口量为

3.14

万吨,进口量为

0.70

万吨,进口多为高端产品,进口均价显著高于出口均价。35/44行业|深度|研究报告2024年1月2

日5G

通信的发展有望为PTFE

提供新的增长点。PTFE

在高频下能够维持低介电常数与介电损耗,可应用于

5G

同轴线缆、PCB

板等高端应用领域。率先在高端PTEF

领域布局的企业也有望在未来充分获益。目前,PTFE

行业集中度较高,产能主要集中于东岳集团、中昊晨光化工,巨化股份等头部公司,CR3为

55.3%。昊华科技的晨光院自主研制的中高压缩比聚四氟乙烯分散树脂产品,成功配套

5G

线缆生产,实现进口替代。2、PVDF:锂电池领域的应用占比提升PVDF(聚偏氟乙烯)是偏氟乙烯单体均聚或者偏氟乙烯与少量含氟乙烯基单体的共聚物,是一种高度非反应性热塑性含氟聚合物。其具备氟树脂和通用树脂的性质,除具备良好的耐腐蚀性、耐高温性、耐候性、耐辐射性外,还具有压电性、介电性和热电性能。主要应用于锂电、涂料、注塑、光伏等领域,是含氟塑料中产量第二大的产品。36/44行业|深度|研究报告

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