傳統(tǒng)領域企穩(wěn)回升,新興領域貢獻增量。
1.傳統(tǒng)領域:制冷劑或底部反轉(zhuǎn),建材冶金有望恢復
1.1.制冷劑:配額爭奪即將收尾,行業(yè)拐點將至
制冷劑是氟化氫(氫氟酸)下游最主要的應用,2021 年占比37.1%。制冷劑,亦稱冷媒、雪種,是各種熱機中借以完成能量轉(zhuǎn)化的媒介物質(zhì)。其工作原理為,在制冷系統(tǒng)中不斷改變自身狀態(tài),進行吸、放熱轉(zhuǎn)移熱量來實現(xiàn)制冷。制冷劑應用廣泛,主要用于空調(diào)、冰箱、汽車、商業(yè)制冷設備等產(chǎn)品。制冷劑是氟化氫下游最主要的應用,2021 年無水氟化氫下游應用領域中制冷劑消費占比達 37.1%。
為降低臭氧層破壞度和溫室效應,制冷劑現(xiàn)已迭代至第三代。第一代制冷劑是氯氟烴(CFCs)類物質(zhì),具有高臭氧消耗潛能值(ODP)和全球變暖系數(shù)(GMP),破壞性極強,目前在全球范圍內(nèi)已淘汰;第二代制冷劑是含氫氯氟烴(HCFCs)類物質(zhì),雖然具有較低臭氧消耗潛能,但從長期來看仍具有較高破壞性,目前發(fā)達國家已基本淘汰,發(fā)展中國家進入減產(chǎn)階段;第三代制冷劑是氫氟烴(HFCs)類物質(zhì),對臭氧層無影響,但具有較高全球變暖系數(shù),大量使用會加劇溫室效應,目前發(fā)達國家已進入淘汰初期,發(fā)展中國家進入淘汰基準期;第四代制冷劑是氫氟烯烴(HFOs)類物質(zhì),對臭氧層無影響同時溫室效應小,但其在效果、成本、安全等方面技術還不成熟,目前仍處于初期探索階段。

三代制冷劑將在未來一定時間內(nèi)將為我國主流制冷劑。根據(jù)《蒙特利爾協(xié)定書》的淘汰要求,我國需要在 2015 年將制冷劑用途的HCFCs削減至基線水平的 90%,2020 年和 2025 年削減至基線水平的65%和32.5%。2016年,《蒙特利爾議定書》締約方達成《基加利修正案》,旨在限控溫室氣體氫氟碳化物(HFCs),協(xié)同應對臭氧層耗損和氣候變化。2021年我國宣布接受《基加利修正案》,我國應在 2020 年至2022 年HFCs 使用量平均值基礎上,于 2024 年凍結(jié)三代制冷劑的消費和生產(chǎn)于基準值,2029 年削減10%,到 2045 年后將使用量削減至其基準值 20%以內(nèi),期間過程較長。目前二代制冷劑使用量大幅削減,四代制冷劑尚未成熟,我們預計未來一定時間內(nèi),第三代制冷劑將成為我國主流制冷劑。
配額爭奪戰(zhàn)即將完結(jié),價格有望進入上行通道。由于2020-2022年的產(chǎn)銷情況為我國未來 HFCs 配額分配的基準線,制冷劑生產(chǎn)企業(yè)不惜通過犧牲業(yè)績、壓低價格的方式提升銷量,搶奪三代制冷劑配額。2022年是《基加利修正案》基線期的最后一年,我國制冷劑企業(yè)的配額爭奪戰(zhàn)即將完結(jié),制冷劑行業(yè)逐步回歸正常狀態(tài)。根據(jù)百川盈孚數(shù)據(jù),截至2022年10月13日,R134a 和 R125 市場均價分別為 24500 和36750 元/噸,較2021年初均上漲 36.11%。R32 市場均價為 13000 元/噸,較9 月底上漲2.8%,價格已接近行業(yè)底部,未來有望持續(xù)上行。
第三代制冷劑含氟量提升,將進一步帶動螢石需求。第三代制冷劑是氫氟烴類物質(zhì),與前代氫氯氟烴類物質(zhì)相比含氟量更高,對氟的需求更大。根據(jù)百川盈孚數(shù)據(jù)和公司公告,第二代制冷劑氟元素質(zhì)量分數(shù)基本在16%-44%之間,而第三代制冷劑氟元素質(zhì)量分數(shù)普遍在67%以上,其中HFC-125 氟元素質(zhì)量分數(shù)更可達 79.15%。螢石作為唯一提供氟元素的原材料,其需求將被進一步帶動。
1.2.冶金:螢石為助溶劑,存在需求反轉(zhuǎn)預期
螢石在冶金領域主要用作助熔劑,有助于金屬性能提升和雜質(zhì)脫離。螢石熔點為 1437℃,在高溫下具有熔點低、黏度低等特點,因此在冶金領域主要是作為助熔劑,以降低難熔金屬的熔點,加強爐渣的流動性,從而提高渣和金屬的分離程度,改善冶煉過程中的脫硫、脫磷過程,提高金屬性能及其可煅性,增強抗張強度。此外,在冶煉過程中它還有助于金屬脫離雜質(zhì)元素,進而加強金屬的熱塑性和扯斷強度,是冶金工業(yè)中重要的礦物原料。用于冶金的螢石品質(zhì)要求 CaF2含量大于65%,雜質(zhì)二氧化硅含量低于 32%,磷和硫的含量不得超過 0.08%和0.3%,因此用于冶金的螢石產(chǎn)品需要是高品質(zhì)螢石礦或是經(jīng)過提煉的螢石精粉。

電解鋁需求穩(wěn)中有增,帶動氟化鋁及螢石需求提升。從我國電解鋁的表觀消費量來看,2017-2021 年我國電解鋁消費整體呈現(xiàn)增長趨勢,尤其是2020 年以來,受新能源汽車的發(fā)展帶動,車用鋁材得到顯著提升,拉動電解鋁消費量持續(xù)上行,2020和2021年其表觀消費量分別同比增長8%和5%。氟化鋁多數(shù)用于電解鋁的生產(chǎn),電解鋁的需求提升將帶動氟化鋁需求向好,進而帶動螢石的需求增量。
目前電解鋁庫存處于自 2018 年以來的歷史低位,需求有望迎來反轉(zhuǎn)。根據(jù)百川盈孚數(shù)據(jù),截至 2022 年 10 月 27 日,我國電解鋁庫存處于自2018年以來的歷史低位。工廠庫存方面,目前庫存量為8.71 萬噸,同比降低39.51%;市場總庫存方面,目前庫存量為63.85 萬噸,同比降低36.81%。隨著國內(nèi)穩(wěn)經(jīng)濟等相關舉措的推出,終端需求轉(zhuǎn)好將刺激電解鋁需求恢復,低庫存下,電解鋁有較強的補庫存需求,氟化鋁及螢石需求有望迎來反轉(zhuǎn)。
1.3.建材:可用于水泥、玻璃、陶瓷等,需求有望復蘇
螢石在建材方面,可用于水泥、玻璃、陶瓷等多個領域。建材工業(yè)中,螢石主要作為助熔劑、礦化劑、瓷釉用于玻璃、水泥、陶瓷的生產(chǎn)過程中。具體來說,在玻璃生產(chǎn)領域,螢石可以作為助熔劑促進玻璃原料熔化,加入量為爐料的 1%-3%,也可作為遮光劑將玻璃變成乳白色的半透明體,加入量為爐料的 10%-20%;在水泥領域,螢石作為礦化劑能降低爐料的燒結(jié)溫度,減少燃料消耗,同時增強燒結(jié)時熟料液的相粘度,促進3CaO·SiO2的形成,加入量一般為爐料的 0.8%-5%。在陶瓷領域,螢石在瓷釉生產(chǎn)過程中起到助色和助熔作用。如在紅色瓷釉中加入螢石后能色澤光亮鮮艷,加入量一般約 10%-20%。
近年來建筑業(yè)穩(wěn)步增長,房地產(chǎn)需求復蘇有望拉動螢石需求量提升。近年來我國建筑業(yè)發(fā)展較為穩(wěn)健,根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù),2021年建筑業(yè)總產(chǎn)值為 29.31 萬億元,2011-2021 年年均復合增長率為9.67%。2022年以來,為拉動經(jīng)濟穩(wěn)定增長,克服疫情影響,國家加大基建投資力度,充分發(fā)揮基建托底作用。隨著“穩(wěn)增長”一攬子政策落地,建筑業(yè)有望持續(xù)復蘇,拉動螢石需求提升。

2.新興領域:新能源有顯著增量,聚合材料空間廣闊
新能源:含氟材料在鋰電池中的應用包括粘結(jié)劑、電解質(zhì)鋰鹽、添加劑等。由于含氟精細化學品有很好的電化學穩(wěn)定性,因此在鋰電池中具有非常廣泛的應用。在電解液中,含氟精細化學品應用包括六氟磷酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、FEC 等;在正極中,鋰電級PVDF 作為粘結(jié)劑難以被替代;在負極中,氫氟酸在石墨負極的生產(chǎn)中起到重要的作用。
2.1.含氟鋰電材料:行業(yè)高速發(fā)展,需求顯著增加
PVDF:動力鋰電池與儲能鋰電池高速發(fā)展,拉動鋰電級PVDF需求量持續(xù)提升。動力鋰電池方面,PVDF 在鋰電池中主要用作正極粘結(jié)劑和隔膜涂覆材料,2014-2021 年,我國動力鋰電池出貨量從3.7GWh增長到226GWh,年均復合增長率達 79.9%,其中2021 年同比增長182.5%。儲能鋰電池方面,2016-2021 年,我國儲能鋰電池出貨量從3.1GWh增長到48GWh,年均復合增長率達 73.0%。雙碳目標驅(qū)動下,鋰電行業(yè)有望維持高速發(fā)展態(tài)勢,拉動鋰電級 PVDF 需求量持續(xù)提升。
電解液領域——六氟磷酸鋰:當前主流電解質(zhì)鋰鹽。電解液主要組成成分包括電解質(zhì)鋰鹽、有機溶劑和添加劑,其中電解質(zhì)鋰鹽是鋰離子電池充放電工作時傳輸鋰離子的關鍵主體。目前常見的鋰鹽包括六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)、雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)等,其中LiPF6為主流鋰鹽。目前,工業(yè)上生產(chǎn) LiPF6的方法以氟化氫溶劑法為主,即先將鹵化鋰溶解在無水氟化氫中,再通入高純PF5氣體反應得到LiPF6溶液,再經(jīng)過結(jié)晶、分離、干燥得到 LiPF6產(chǎn)品。
電解液領域——雙氟磺酰亞胺鋰:優(yōu)勢明顯,發(fā)展?jié)摿^大。雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)是一種新型鋰鹽,與六氟磷酸鋰相比,LiFSI 中的F−可以減弱鋰鹽陰陽離子間的配位作用,進而增強Li+的活動性。因此LiFSI具有比 LiPF6 更高的導電率、化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。此外,LiFSI 能顯著提升電池性能,包括低溫性能、循環(huán)壽命和耐高溫性能等,發(fā)展?jié)摿^大。
電解液領域——FEC 為國內(nèi)主流電解液添加劑之一。電解液添加劑的應用可顯著改善電解液性能,種類眾多,其中氟代碳酸乙烯酯(FEC)能抑制電解液的分解,具備較好的形成 SEI 膜的性能,能顯著改善電解液的低溫性能,為國內(nèi)主流添加劑。2020 年在國內(nèi)電解液添加劑出貨量中,F(xiàn)EC出貨量占比達 21.7%,僅次于 VC。

電解液產(chǎn)量高速增長,拉動電解質(zhì)鋰鹽與FEC 需求量持續(xù)提升。產(chǎn)能方面,根據(jù)百川盈孚數(shù)據(jù),2021 年我國電解液產(chǎn)能為99.99 萬噸,同比增長 67.94%。產(chǎn)量方面,2017-2021 年,我國電解液產(chǎn)量從11.92萬噸增長到47.93 萬噸,年均復合增長率為 41.61%,其中2021 年同比增長60.68%。隨著鋰電行業(yè)高速發(fā)展,電解液新增產(chǎn)能陸續(xù)釋放,鋰鹽和FEC需求量有望持續(xù)提升。
2.2.電子級氫氟酸:光伏半導體協(xié)同發(fā)力,國產(chǎn)替代空間廣闊
電子級氫氟酸主要用于光伏和集成電路領域,國產(chǎn)替代空間廣闊。電子級氫氟酸是氟化氫的水溶液,對金屬、玻璃、混凝土等具有強烈腐蝕性。由于氫氟酸是少有的能夠和 SiO2發(fā)生反應的酸類濕電子化學品之一,故電子級氫氟酸被廣泛用于集成電路、太陽能光伏和液晶顯示屏等領域。它的純度和潔凈度對集成電路的成品率、性能及可靠性十分重要。目前電子級氫氟酸的純度判斷依據(jù)國際 SEMI 標準,共有G1-G5 五個等級。目前我國濕電子化學品主流產(chǎn)能仍以 G2、G3 產(chǎn)品為主,G5 產(chǎn)品仍多數(shù)依賴進口,少有國內(nèi)企業(yè)可進行 G5 級別產(chǎn)品的生產(chǎn),國產(chǎn)替代空間廣闊。
光伏行業(yè)和半導體行業(yè)高速發(fā)展,拉動電子級氫氟酸需求提升。光伏方面,2012-2021 年,我國光伏新增裝機量從3610MW增長到52985MW,年均復合增長率達 34.8%。隨著發(fā)展可再生能源成為全球共識,光伏行業(yè)有望維持高速發(fā)展。半導體方面,根據(jù)國際半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SEMI)數(shù)據(jù),2021 年全球半導體設備市場規(guī)模為 1026 億美元,同比增長44%。在5G、智能穿戴設備等新興領域的推動下,半導體市場有望迎來較大增長。
3.含氟聚合物:用于眾多戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),前景向好
含氟聚合物應用廣泛,傳統(tǒng)和新興領域多點開花。含氟聚合物是指有機高分子主鏈或側(cè)鏈中與碳原子直接共價鍵相連的氫原子用氟原子全部或部分取代的高分子聚合物,其單體眾多、結(jié)構(gòu)各異,主要包括氟樹脂、氟涂料、氟橡膠三大類。由于 C-F 鍵能較高、主鏈骨架穩(wěn)定,且氟原子極化率較低,故含氟聚合物具有耐化學性、氣候穩(wěn)定性、低表面能等多項優(yōu)良特性,被廣泛用于汽車、化工、電子電氣、工程、醫(yī)療等領域。

主要的氟聚合物包括 PVDF、PTFE 等。目前我國主要的氟聚合物產(chǎn)品包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、全氟乙烯丙烯共聚物(FEP),另外,氟橡膠(FKM)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、全氟烷氧基樹脂(PFA)、乙烯-三氟氯乙烯共聚合物(ECTFE)等也具備較大的發(fā)展?jié)摿?。鋰電行業(yè)高速發(fā)展,有望帶動 PVDF 需求量持續(xù)上升。PVDF即聚偏氟乙烯,是一種高度非反應性熱塑性含氟聚合物,理論氟含量約為60%。據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),PVDF 廣泛應用于計算機、航空航天、光學儀器、兵器工業(yè)等應用領域,同時是鋰電池中重要的粘結(jié)劑,也可以作為太陽能背板膜的耐候?qū)印?021 年,鋰電池是 PVDF 的最大需求領域,PVDF的下游消費中,鋰電池用、涂料、注塑、水處理和太陽能背板占比分別為39%、30%、15%、10%、6%,鋰電行業(yè)高速發(fā)展且市場空間巨大,有望帶動有望帶動 PVDF 需求量持續(xù)上升。
TFE 是應用最為廣泛的含氟材料。PTFE 于1936 年被美國杜邦公司的羅伊·普朗克特發(fā)現(xiàn)。由于 PE 中的氫原子全部被氟原子所取代,而氟原子的共價半徑大于氫原子的半徑,故可以把碳鏈包圍住,又由于氟原子互相排斥,使整個大分子鏈不像碳氫分子鏈一樣呈鋸齒形,而是呈螺旋結(jié)構(gòu),在 PTFE 的碳鏈骨架外形成了一個緊密的“氟代”保護層。這層保護層使PTFE 具有了極其優(yōu)異的耐溶劑性、化學穩(wěn)定性以及較低的內(nèi)聚能密度,也擁有了廣泛的應用范圍。據(jù)百川盈孚數(shù)據(jù),2020 年我國PTFE下游消費領域包括石油化工、機械、電子電器、輕工、紡織、航空航天等,其中石油化工和機械為主要消費領域,占比分別為33%和24%。
FEP 加工更為便捷,可在部分領域替代PTFE。全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)是由四氟乙烯(TFE)和六氟丙烯(HFP)在懸浮介質(zhì)自由基和乳化劑存在下通過共聚反應制備而成的。與PTFE 相比,由于引入了HFP,F(xiàn)EP 的相對分子質(zhì)量比 PTFE 低很多,以致FEP 有更低的熔體黏度,加工性更好,彌補了 PTFE 難以加工的不足,使其成為在部分領域代替PTFE的材料。目前 FEP 主要應用于電線絕緣、要求耐化學性的管材和管件、太陽能板和太陽能集熱器的薄片和膜產(chǎn)品等領域。隨著含氟聚合物的應用領域持續(xù)拓寬,F(xiàn)EP 應用量有望持續(xù)提升。
FKM 綜合性能優(yōu)異,常用于尖端科學技術。氟橡膠(FKM)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,由經(jīng)配比的VDF與HEP 于反應釜內(nèi)聚合生成氟橡膠膠乳,后經(jīng)凝聚、洗滌、脫水、干燥、軋煉等工序制得而成,也可在聚合時添加 TFE。與其他合成橡膠相比,除耐堿性外,氟橡膠耐透氣性、耐油性及耐候性等多種性能均為優(yōu)或者良,且最高耐熱溫度僅次于硅橡膠,綜合性能優(yōu)異,在航空、導彈、火箭,宇宙航行等尖端科學技術以及汽車工業(yè)等領域均有所應用。
ETFE 力學性能優(yōu)秀,主要用于各種建筑的棚膜塑料。ETFE是乙烯-四氟乙烯共聚物,于 20 世紀 70 年代在美國開始被研究。在保持了PTFE良好的耐熱、耐化學性能和電絕緣性能的同時,ETFE 的耐輻射和力學性能有很大程度的改善,它的抗撕拉能力極強,拉伸強度可達到48MPa,拉伸模量達 800MPa,約為 PTFE 的 2 倍。目前ETFE 主要用于農(nóng)業(yè)溫室的覆蓋材料以及各種建筑物的棚膜材料。英國伊甸園、北京水立方等場館都采用了這種膜材料,具備良好的發(fā)展前景。

PFA 具備較高的熔點,同時保持可熔融加工性。全氟烷氧基樹脂(PFA)是四氟乙烯(TFE)與全氟丙基乙烯醚(PPVE)的共聚物。由于聚合物鏈中存在 PPVE 單元,PFA 熔體粘度低于 PTFE,因此可在高達260°C的工作溫度下使用,同時保持可熔融加工性。同時PFA 的熔點高于除PTFE外的所有含氟塑料,因此廣泛應用于需要更高純度、優(yōu)異耐化學性和高工作溫度的應用中,包括電線電纜、精密設備、半導體等領域。
ECTFE 性能良好,未來拓展空間較大。ECTFE 樹脂是乙烯和三氟氯乙烯 1:1 的交替共聚物,具備突出的抗沖擊性能。在保留聚三氟氯乙烯均聚物原來的優(yōu)良性能,如耐熱性、耐化學性及耐候性的同時,也具備了可以用熱塑性成型方法來加工的特點。由于其優(yōu)異特性,ECTFE在建筑工業(yè)、石油化工和汽車、航空工業(yè)、化學工程、光學及微電子行業(yè)等多個領域均得到一定的應用。目前,全球只有少量在產(chǎn)企業(yè),國內(nèi)尚未規(guī)?;a(chǎn),產(chǎn)品未來發(fā)展空間較為廣闊。