宋倩倩,慕彥君,付凱妹,王春嬌,侯雨璇,丁文娟
(中國石油天然氣股份有限公司石油化工研究院,北京 102206)
乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA樹脂)是繼高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線型低密度聚乙烯(LLDPE)之后的第四大乙烯衍生共聚物,由無極性乙烯和強(qiáng)極性乙酸乙烯酯(VA)在引發(fā)劑存在下共聚得到的聚合物。按VA含量不同,通常分為三類:EVA樹脂,VA含量小于40%(w);EVA彈性體,VA含量40%~70%(w);EVA乳液,VA含量70%~95%(w)[1-9]。其中,EVA樹脂是用量最大的一類,且隨著我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,EVA樹脂的需求量持續(xù)增長。本文重點(diǎn)介紹了EVA樹脂的生產(chǎn)及市場情況,以促進(jìn)我國EVA樹脂產(chǎn)業(yè)的健康有序發(fā)展。
通常,EVA樹脂中VA含量為5%~40%(w),相對(duì)分子質(zhì)量為10 000~30 000,因在分子鏈中引入了VA單體,提高了聚合物的支化度,降低了結(jié)晶度,所以EVA樹脂在較寬的溫度范圍內(nèi)具有良好的柔軟性、抗沖擊性能、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能、光學(xué)性能、耐低溫及無毒等特性[8-9]。與LDPE相比,EVA樹脂具有更廣泛的用途,可用于注塑、擠塑、吹塑、熱成型、發(fā)泡、涂覆、熱封、焊接等領(lǐng)域,主要取決于VA含量和熔體流動(dòng)速率,不同VA含量的EVA樹脂的主要用途見表1[4-5]。
表1 不同VA含量EVA樹脂的主要用途Tab.1 Main uses of EVA with different VA content
經(jīng)過80多年的發(fā)展,EVA生產(chǎn)工藝已相對(duì)成熟,主要有高壓連續(xù)本體聚合法、中壓懸浮聚合法、溶液聚合法及乳液聚合法[1-6]。EVA樹脂的生產(chǎn)一般采用高壓連續(xù)本體聚合法,因終端產(chǎn)品的不同,可分為專產(chǎn)模式和LDPE兼產(chǎn)模式。
高壓連續(xù)本體聚合法工藝原理與LDPE生產(chǎn)類似,在高溫高壓條件下經(jīng)自由基反應(yīng)共聚得到,整個(gè)工藝分為原料單體制備、引發(fā)劑制備、共聚反應(yīng)控制和產(chǎn)品回收控制單元[4-5]。根據(jù)反應(yīng)器類型不同,分為釜式法和管式法。其中,釜式法一般用于生產(chǎn)專用牌號(hào)和高VA含量EVA樹脂,VA含量可達(dá)40%(w)以上;管式法EVA樹脂中VA含量目前可達(dá)到28%(w),最高30%(w)。因工藝特點(diǎn)不同,釜式法和管式法生產(chǎn)的EVA樹脂略有不同,從表2可以看出:釜式法停留時(shí)間短,適用于生產(chǎn)小批量牌號(hào),過渡料少;裝置規(guī)模相對(duì)較小且噸產(chǎn)品投資和操作費(fèi)用較高;產(chǎn)品長支鏈多、沖擊強(qiáng)度好,適用于涂覆、熱熔膠、光伏等領(lǐng)域。管式法停留時(shí)間相對(duì)較長,適用于大規(guī)模生產(chǎn);產(chǎn)品相對(duì)分子質(zhì)量分布較窄,長支鏈較少,光學(xué)性能好,適用于加工成薄膜;隨著VA含量逐漸增加,產(chǎn)品逐步拓展到發(fā)泡、電纜、光伏等領(lǐng)域。
表2 管式法與釜式法EVA樹脂的主要指標(biāo)性能對(duì)比Tab.2 Comparison of main index performance between EVA produced by tubular method and autoclave method
2.1.1 EVA樹脂生產(chǎn)現(xiàn)狀
2020年,受新冠肺炎疫情影響,原計(jì)劃投產(chǎn)的EVA樹脂新產(chǎn)能均推遲至2021年。截至2020年底,我國EVA樹脂產(chǎn)能為972 kt/a,連續(xù)3年未有新增產(chǎn)能投產(chǎn),主要生產(chǎn)企業(yè)有中國石油化工股份有限公司(簡稱中國石化)、江蘇斯?fàn)柊钍邢薰荆ê喎Q斯?fàn)柊钍?、?lián)泓新材料科技股份有限公司(簡稱聯(lián)泓新材)、臺(tái)塑集團(tuán)(寧波)有限公司(簡稱寧波臺(tái)塑)等[10-13]。從表3可以看出:我國EVA樹脂產(chǎn)能主要集中在EVA樹脂下游消費(fèi)地的華東地區(qū),約占總產(chǎn)能的69%;其余31%則分布在華北地區(qū)。生產(chǎn)工藝上,以管式法為主,占總產(chǎn)能的61.7%;釜式法占總產(chǎn)能的38.3%。2015年以前,產(chǎn)能主要集中在國有企業(yè),隨著聯(lián)泓新材、寧波臺(tái)塑兩套裝置的投產(chǎn),市場供應(yīng)更加多元化。
表3 截至2020年底我國主要EVA樹脂生產(chǎn)企業(yè)Tab.3 Major EVA resin manufacturers in China by 2020
從表4可以看出:隨著產(chǎn)能的增長,EVA樹脂產(chǎn)量總體呈增長態(tài)勢。我國現(xiàn)有EVA樹脂裝置中,除了中國石化北京燕山分公司40 kt/a的裝置專產(chǎn)EVA樹脂,其余均兼產(chǎn)LDPE。在LDPE市場較為旺盛的情況下,兼產(chǎn)裝置因不能滿負(fù)荷生產(chǎn)EVA樹脂,導(dǎo)致裝置的開工率較低,但隨著EVA樹脂市場需求增加,2019年開工率已達(dá)到約81.9%。2020年,受EVA裝置檢修等因素影響,我國EVA樹脂產(chǎn)量為749.3 kt,較2019年減少47.2 kt,且開工率下降至77.1%[13]。
表4 2015—2020年我國EVA樹脂裝置生產(chǎn)情況Tab.4 Production status of EVA resin operations in China between 2015 and 2020
2.1.2 EVA樹脂進(jìn)出口現(xiàn)狀
我國一直是EVA樹脂的凈進(jìn)口國,特別是熱熔膠、光伏料,絕大部分依賴進(jìn)口。2020年,凈進(jìn)口量約1 100.0 kt。從表5可以看出:EVA樹脂進(jìn)口量總體呈增長態(tài)勢,2020年,進(jìn)口量約1 150.0 kt,同比增長4.9%,2015—2020年,EVA樹脂進(jìn)口量年均增幅達(dá)5.2%;對(duì)外依存度總體呈下降趨勢,2020年,受產(chǎn)量下降等因素影響,對(duì)外依存度有所提升,為59.4%;出口量總體保持在49.5~63.1 kt,且產(chǎn)品以低端為主,對(duì)我國市場的影響較小[14]。
表5 2015—2020年我國EVA樹脂進(jìn)出口情況Tab.5 EVA import and export situation in China between 2015 and 2020
EVA樹脂進(jìn)口集中在華東地區(qū)、華南地區(qū)等主要消費(fèi)地。華東地區(qū)是我國EVA樹脂最大的進(jìn)口地區(qū),2020年進(jìn)口量為940 kt,約占我國總進(jìn)口量的81.67%;其次是華南地區(qū),2020年進(jìn)口量約160 kt,占總進(jìn)口量的14.23%左右;兩者合計(jì)占我國總進(jìn)口量約95.90%[14]。
2020年,我國EVA樹脂進(jìn)口主要來源于周邊國家和地區(qū)。與往年情況相同,韓國依然是我國EVA樹脂最大進(jìn)口國,進(jìn)口量約380 kt,約占我國總進(jìn)口量的33.4%,隨后依次是泰國、沙特、新加坡,分別占我國總進(jìn)口量的8.5%,7.7%,7.1%。
2.1.3 EVA樹脂需求現(xiàn)狀
近年來,在下游鞋材、光伏、電纜料等領(lǐng)域需求的拉動(dòng)下,我國EVA樹脂的表觀消費(fèi)量持續(xù)增長。從圖1可以看出:2015—2019年,我國EVA樹脂消費(fèi)量呈快速增長態(tài)勢,年均增幅達(dá)到11.7%;2020年受新冠肺炎疫情影響,EVA樹脂的表觀消費(fèi)量同比增長0.7%,為1 845 kt。2015—2020年,我國EVA樹脂自給率總體呈上升態(tài)勢,2019年達(dá)到43.5%,2020年受EVA裝置檢修等因素影響,自給率同比降至40.6%。
圖1 2015—2020年我國EVA樹脂供需平衡情況Fig.1 EVA supply and demand balance in China between 2015 and 2020
我國EVA樹脂消費(fèi)主要集中在華東、華南地區(qū)。其中,華東地區(qū)是我國EVA樹脂最大消費(fèi)地,2020年消費(fèi)量為866 kt,約占我國EVA樹脂總消費(fèi)量的46.92%,區(qū)域內(nèi)集中了我國電線電纜、太陽能光伏、涂覆與熱熔膠行業(yè)的大部分企業(yè);其次是華南地區(qū),消費(fèi)量為480 kt左右,約占我國EVA樹脂總消費(fèi)量的25.87%,域內(nèi)需求主要來自制鞋企業(yè)(如廣東省東莞市、中山市,福建省泉州市、晉江市等地區(qū)的制鞋企業(yè)),此外,還有部分油墨企業(yè)和熱熔膠企業(yè);華北地區(qū)位居第三,2020年消費(fèi)量295 kt,約占總消費(fèi)量的16.01%,EVA樹脂的消費(fèi)主要用于農(nóng)膜;其他地區(qū),2020年消費(fèi)量207 kt,約占總消費(fèi)量的11.20%。
發(fā)泡材料、光伏材料、電線電纜材料是我國EVA樹脂主要消費(fèi)領(lǐng)域。EVA樹脂最大用途是作為發(fā)泡材料用于生產(chǎn)鞋材,消費(fèi)量為639 kt,約占總消費(fèi)量的34.64%;其次是用作太陽能光伏材料,消費(fèi)量為494 kt,占總消費(fèi)量的26.96%;第三大消費(fèi)領(lǐng)域是用于生產(chǎn)電線電纜,占總消費(fèi)量的16.99%;此外,還可用于涂覆、熱熔膠以及農(nóng)用薄膜等,分別占總消費(fèi)量的8.21%,8.19%,1.98%;還有56 kt用作其他用途。
2.2.1 EVA樹脂新增產(chǎn)能預(yù)測
近幾年,聚乙烯價(jià)格持續(xù)下滑,利潤空間持續(xù)收窄,與此同時(shí),EVA樹脂價(jià)格相對(duì)持續(xù)在高位,且盈利空間較好,因此,我國一些企業(yè)紛紛宣布新建EVA樹脂生產(chǎn)裝置,“十四五”期間將有大量新建裝置投產(chǎn)。從表6看出:“十四五”期間,我國新增EVA樹脂產(chǎn)能為3 328 kt,預(yù)計(jì)到2025年,我國EVA樹脂產(chǎn)能將達(dá)4 300 kt。此外,這些新增產(chǎn)能的生產(chǎn)技術(shù)均引自國外,技術(shù)雷同現(xiàn)象將導(dǎo)致產(chǎn)品同質(zhì)化問題進(jìn)一步加劇,盡管國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)已加大科研投入和研發(fā)力度,但高VA含量的產(chǎn)品多依賴進(jìn)口,產(chǎn)能的快速擴(kuò)張?jiān)谠黾訃a(chǎn)料、替代部分進(jìn)口料的同時(shí),更多的是加劇行業(yè)競爭,使我國EVA樹脂行業(yè)面臨產(chǎn)能過剩的風(fēng)險(xiǎn)。
表6 2021—2025年我國在建/擬建EVA樹脂裝置Tab.6 EVA units under construction/planned to be built in China between 2021 and 2025
2.2.2 EVA樹脂供需預(yù)測
隨著我國新增EVA樹脂產(chǎn)能的快速增長,EVA樹脂產(chǎn)量將持續(xù)增長。2021—2025年,EVA樹脂產(chǎn)量的年均增長率約為24%,預(yù)計(jì)到2025年產(chǎn)量將達(dá)到2 200 kt。然而,受項(xiàng)目投融資延期、裝置建設(shè)進(jìn)度、EVA樹脂與LDPE市場周期變動(dòng)等影響,EVA樹脂裝置不能維持較高開工率,預(yù)計(jì)到2025年我國EVA樹脂裝置開工率維持在60%左右。
從需求側(cè)來看,隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展、城鎮(zhèn)化率的不斷提高,EVA樹脂的下游需求將保持增長態(tài)勢。2021—2025年,EVA樹脂消費(fèi)量的年均增速約為9%,預(yù)計(jì)到2025年EVA樹脂的消費(fèi)量將達(dá)到2 840 kt。
隨著我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的不斷深入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的持續(xù)調(diào)整,EVA樹脂的需求結(jié)構(gòu)也將逐步改變。作為傳統(tǒng)行業(yè)的鞋材,在人工成本高漲、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及遷移等因素影響下,未來需求量將有小幅增長,但占比將有所下降。在國家碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下,我國光伏產(chǎn)業(yè)仍將保持快速發(fā)展,未來5年用作太陽能電池封裝膠膜的EVA樹脂需求量將以年均30%~40%的速率持續(xù)增長,并將超越鞋材,成為我國第一大消費(fèi)領(lǐng)域。此外,電纜料、涂覆料及熱熔膠對(duì)EVA樹脂的需求量將保持10%的年均增長率,傳統(tǒng)農(nóng)膜行業(yè)對(duì)EVA樹脂的需求量的年均增長率約5%。
未來,隨著我國新建EVA樹脂裝置的投產(chǎn),市場供需矛盾將得到緩解,但同時(shí),我國EVA樹脂產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過剩矛盾將進(jìn)一步凸顯,中低端、通用牌號(hào)產(chǎn)品過剩將更加嚴(yán)重,同質(zhì)化競爭異常激烈;高VA含量的EVA樹脂,特別是光伏、涂覆、熱熔膠等高端產(chǎn)品仍主要依賴進(jìn)口。
針對(duì)我國EVA樹脂產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,提出以下建議:(1)新增產(chǎn)能方面,強(qiáng)化審批,有序發(fā)展,避免重復(fù)低效產(chǎn)能建設(shè)?!笆奈濉逼陂g在建/擬建新產(chǎn)能超過3 300 kt,較“十三五”期間翻了10倍,這些新增產(chǎn)能技術(shù)全部引自國外,產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重,且具備自主研發(fā)新產(chǎn)品的企業(yè)不足30%。盡管新增產(chǎn)能會(huì)部分緩解我國EVA樹脂供需不平衡的矛盾,但大量同質(zhì)化產(chǎn)能投產(chǎn)引發(fā)的后續(xù)問題將直接影響我國EVA樹脂產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。(2)產(chǎn)品研發(fā)方面,加大科研投入,加快新產(chǎn)品研發(fā)步伐。應(yīng)密切關(guān)注我國產(chǎn)業(yè)政策變化并緊密結(jié)合EVA樹脂消費(fèi)領(lǐng)域的變化趨勢,注重開發(fā)和生產(chǎn)適銷對(duì)路的EVA樹脂產(chǎn)品牌號(hào),避免同質(zhì)化競爭,同時(shí)應(yīng)重視高端化、差異化牌號(hào)產(chǎn)品開發(fā),重點(diǎn)瞄準(zhǔn)高效、環(huán)保、功能化方向,如多層共擠膠膜EVA-聚烯烴彈性體-EVA結(jié)構(gòu)膠膜、太陽能電池膠膜、熱熔膠、涂覆料等VA含量大于20%(w)的產(chǎn)品市場,同時(shí)兼顧電線電纜、發(fā)泡材料等VA含量10%~20%(w)的產(chǎn)品。此外,還應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)品配方和加工性能研究,逐步拓寬產(chǎn)品應(yīng)用范圍。(3)生產(chǎn)技術(shù)方面,應(yīng)以釜式法為主,同時(shí)兼顧管式法,可有效拓寬VA含量范圍。釜式法盡管噸產(chǎn)品投資和操作費(fèi)用相對(duì)較高,但在生產(chǎn)專用牌號(hào)和高VA含量產(chǎn)品方面要明顯優(yōu)于管式法,可以有效支持太陽能電池膠膜、熱熔膠、涂覆料等高VA含量產(chǎn)品開發(fā);管式法盡管在生產(chǎn)高VA含量產(chǎn)品方面不如釜式法,但在規(guī)?;统杀痉矫婢哂袃?yōu)勢。此外,還應(yīng)順應(yīng)未來EVA樹脂產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢,采取LDPE裝置兼產(chǎn)EVA樹脂的生產(chǎn)模式,增強(qiáng)抵御風(fēng)險(xiǎn)能力,同時(shí)持續(xù)研發(fā)新技術(shù)、新工藝,形成自主知識(shí)成套技術(shù),并解決當(dāng)前EVA樹脂轉(zhuǎn)產(chǎn)LDPE切換難、過渡料多、質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。(4)產(chǎn)業(yè)布局方面,以供應(yīng)國內(nèi)為主,兼顧出口。華東地區(qū)和華南地區(qū)是我國EVA樹脂主要消費(fèi)地,集中了EVA樹脂下游絕大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè),從國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈角度,應(yīng)優(yōu)先考慮在這兩個(gè)地區(qū)布局。與此同時(shí),未來5年世界EVA樹脂新增產(chǎn)能主要集中在中國,伴隨中國制鞋業(yè)向東南亞轉(zhuǎn)移,東南亞對(duì)EVA樹脂需求量將持續(xù)增長,華東和華南地區(qū)可利用其便利的海運(yùn)優(yōu)勢,加大EVA樹脂的出口量。此外,在國家碳中和目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下,我國光伏產(chǎn)能將持續(xù)高速發(fā)展,西北、西南等地區(qū)豐富的太陽能資源,加之國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn),中長期可考慮在此類地區(qū)布局。
“十四五”期間,隨著我國新建EVA樹脂裝置的投產(chǎn),市場供需矛盾將得到緩解,但產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過剩矛盾將進(jìn)一步凸顯,中低端、通用牌號(hào)產(chǎn)品競爭異常激烈,光伏、涂覆、熱熔膠等高端產(chǎn)品仍主要依賴進(jìn)口。隨著我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的不斷深入,特別是雙碳目標(biāo)的持續(xù)推進(jìn),EVA樹脂的需求結(jié)構(gòu)也將逐步改變,太陽能電池封裝膠膜用EVA樹脂需求量將超越鞋材,成為我國第一大消費(fèi)領(lǐng)域。為實(shí)現(xiàn)我國EVA樹脂產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展,應(yīng)強(qiáng)化審批,有序發(fā)展,避免重復(fù)低效產(chǎn)能建設(shè);應(yīng)以高效、環(huán)保、功能化產(chǎn)品為研發(fā)方向,加快新產(chǎn)品研發(fā)步伐;應(yīng)以釜式法為主,同時(shí)兼顧管式法,并采取LDPE裝置兼產(chǎn)EVA樹脂的生產(chǎn)模式;應(yīng)在華東、華南等EVA樹脂下游生產(chǎn)企業(yè)集中的地方,以及太陽能資源豐富的西北、西南地區(qū)布局。