化工行業(yè)專題研究新能源強勢拉動PVDF進入高盈利高景氣周期

化工行業(yè)專題研究：新能源強勢拉動，PVDF進入高盈利高景氣周期1.

PVDF：受鋰電、光伏新能源需求拉動的新材料1.1.

PVDF下游附加值高、漲價承受能力強C-F化學(xué)鍵是已知最強的化學(xué)鍵之一，因此含氟高分子材料具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，體

現(xiàn)為擁有優(yōu)異的耐老化、耐高低溫、絕緣性、耐化學(xué)性、耐曬性和阻燃性。聚偏二氟乙烯（PVDF）在含氟高分子材料家族中主要的特殊性在于：既有

C-F鍵也有

CH鍵，其中

C-F鍵提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，C-H鍵提供可溶解性，使得其易加工。因此

PVDF樹

脂特別適合用于被溶劑溶解制成涂料、粘性膠液的形態(tài)使用，如涂料、鋰電池隔膜涂層、

光伏背板涂層、鋰電正極連結(jié)劑（與溶劑制成粘性膠液）。下游受鋰電、光伏、風(fēng)電等新能源需求拉動。PVDF的傳統(tǒng)下游為涂料，以重防腐工業(yè)涂

料（化工、船舶、海工）、高端建筑涂料（地標(biāo)性建筑、機場）為主。近年來其在鋰電、

光伏領(lǐng)域的應(yīng)用迅速增長。根據(jù)百川盈孚，2020

年我國

PVDF需求為

7

萬噸，其中

1.39

萬噸用于鋰電池、0.57

萬噸用于光伏，下游需求受新能源崛起拉動高增長。下游對漲價承受能力強。在涂料中，PVDF樹脂通常與丙烯酸樹脂等其它種類樹脂按照一

定比例搭配使用，用量相對小。并且氟碳涂料屬于高性能工業(yè)、建筑涂料，在原材料漲

價時，產(chǎn)品價格傳導(dǎo)能力相對較強；在鋰電中，一部新能源汽車動力電池僅需要添加幾

公斤

PVDF，占下游成本比重低。綜合來看，PVDF下游對于漲價承受能力強。1.1.1.

鋰電級

PVDF：電動車、儲能拉動下需求端高速擴張鋰電池正極粘結(jié)劑：PVDF占鋰電池正極粘結(jié)劑份額約

90%，占正極質(zhì)量約

1.5

至

3.5%

（其中磷酸鐵鋰用量更高）。鋰電池電極粘結(jié)劑類似膠液的形態(tài)，由樹脂和溶劑制成。包

括水性、油性兩種方案，水性方案為

SBR丁苯膠乳+羧甲基纖維素鈉，油性方案為

PVDF樹脂+NMP溶劑。目前，水性方案主要應(yīng)用于負(fù)極，油性方案主要用于正極。鋰電池隔膜涂覆：由于擁有良好的回彈性、氣密性，PVDF薄膜性能優(yōu)異。其不僅是替代

RO反滲透膜的優(yōu)異材料，亦是鋰電池隔膜的理想材料。傳統(tǒng)鋰電池隔膜主要使用

PE、

PP等聚烯烴材料。PVDF應(yīng)用于濕法隔膜涂敷層，作用在于：1）聚烯烴隔膜耐化學(xué)腐蝕

性不高，易于老化，影響了電池的循環(huán)使用壽命；2）PVDF對電解液具有良好的親和性

（PVDF里存在的β晶有利于電解液的親和性）；3）孔徑大小合適，在孔徑大小和阻隔之

間尋求平衡；4）PVDF熱傳導(dǎo)性差，解決了高溫容易短路的問題。發(fā)展新能源車對降低我國原油進口依賴具有重要意義?！案幻骸⑷庇?、少氣”是我國的能

源結(jié)構(gòu)特點。根據(jù)

EIA，2018

年我國原油產(chǎn)量為每日

481

萬桶，占全球總產(chǎn)量

5%。然

而，我國機動車保有量達到

3.72

億輛居世界第一，使得我國具有龐大的原油需求。根據(jù)

EIA，2017

年我國原油需求為每日

1357

萬桶，占全球

14%居全球第二。巨大的供需缺

口使我國成為全世界第一大原油進口國，2019

年原油進口依賴度已達

70.8%，因此從長

期看，發(fā)展電動車以減少對原油的進口依賴具有重要戰(zhàn)略意義。短期看，2021

年我國新能源汽車景氣度持續(xù)高漲，1-6

月，新能源汽車產(chǎn)銷分別完成

121.5、120.6

萬輛，同比均增長超過

100%，目前半年累計銷量已與

2019

年全年水平

持平。中汽協(xié)預(yù)測

2021

年我國新能源汽車銷量預(yù)計將達到

240

萬臺；新能源車帶動新能源電池需求高增長。新能源電池包括動力電池、數(shù)碼電池、儲能電池、

輕型機動車電池等。電動車的高景氣將帶動動力電池需求高增長；并且，無論是傳統(tǒng)的

煤炭發(fā)電還是風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電均為連續(xù)發(fā)電，而用電需求是間斷的，發(fā)電的連續(xù)性

和用電的間斷性產(chǎn)生了儲能的需求，因而儲能電池具有非常廣闊的需求前景。在動力、

儲能電池的拉動下，全球鋰電池需求將維持高增長。預(yù)計

2025

年我國鋰電級

PVDF總需求約

5

萬噸。根據(jù)百川盈孚，截至

2020

年底，我

國鋰電級

PVDF需求為

9562

噸，我們建立模型，根據(jù)我國新能源汽車未來的預(yù)測銷量增

速進行大致測算，到

2025

年我國鋰電級

PVDF總需求量約為

5

萬噸。1.1.2.

光伏級

PVDF：性能優(yōu)異的耐老化涂層材料PVDF對于太陽能電池背板起重要的防護作用。太陽能電池板截面有光伏玻璃、EVA、太

陽能電池片、EVA和背板五層結(jié)構(gòu)。其中，太陽能背板位于太陽能電池板的背面，對電

池片起保護、支撐的作用，需要具備可靠的絕緣性和耐老化性。根據(jù)

EnergyTrend，背板

一般具有三層結(jié)構(gòu)（PVDF/PET/PVDF），外層

PVDF具有優(yōu)異的抗環(huán)境侵蝕能力，中間

PET起絕緣功能，內(nèi)層

PVDF、EVA有良好的粘接性能。PVDF氟膜作為光伏背板耐候涂層，為光伏背板提供耐老化、耐紫外線、耐風(fēng)沙、耐高低

溫、阻燃等防護功能，可延長光伏組件的使用壽命。在光伏應(yīng)用中，需要將

PVDF制成

具有一定拉伸強度的薄膜，并且通過分子設(shè)計、物理改性、雙拉工藝等方式有效避免開

裂、低溫橫向脆化、韌性不足等問題。PVDF具有背板材料中最好的耐老化性。根據(jù)杜邦，PET使用

6

至

10

年損壞率高達

90%，

而高質(zhì)量的

PVDF涂敷背板在惡劣的環(huán)境下使用長達

25

年。PVDF相比替代品具備更好性能的核心原因是氟含量更高。能與

PET搭配使用，在光伏

背板中對

PVDF產(chǎn)生替代的方案包括了氟碳化合物

PVF、FEVE。在諸多氟碳化合物家族

中，PVDF的特殊之處在于除了

C-F鍵外，還有

C-H鍵，碳?xì)滏I提供了可溶性，使其容

易加工，與溶劑混合制成涂層、膠等產(chǎn)品形式應(yīng)用。而

PVF同樣具有

C-H鍵，因此常被

用作

PVDF的替代品。PVF的含氟量為

41%，F(xiàn)EVE不足

40%，而

PVDF的含氟量可高

達

59%（阿科瑪

Kynar牌號），因此

PVDF應(yīng)用于背板涂層具有更好的性能。近年來，PVDF在光伏背板涂層中的份額占比不斷提升，已經(jīng)從

2016

年的

35%上升到

了

2019

年的

53%，成為了份額最大的背板涂層材料，足以體現(xiàn)出

PVDF相對于其它光

伏背板防護材料的性能優(yōu)越性。PVDF可以通過結(jié)晶度、純度、分子量等形成差異化，因此不同廠商生產(chǎn)出來的品質(zhì)是

不一樣的。根據(jù)阿科瑪?shù)墓夥?/p>

KynarPVDF膜在美國佛羅里拉南部的耐候性測試結(jié)果，

阿科瑪?shù)?/p>

Kynar牌號

PVDF光伏料不僅耐候性遠(yuǎn)勝于不含氟材料、PVF材料，并且性能

優(yōu)于測試樣品中其它廠商生產(chǎn)的光伏級

PVDF產(chǎn)品。中國太陽能儲量優(yōu)勢顯著，發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)是實現(xiàn)“碳中和、碳達峰”的重要戰(zhàn)略途徑。

中國是全球最大的碳排放國，其中傳統(tǒng)火力發(fā)電為第一大

CO2

排放行業(yè)，排放占比

38%，

因此通過發(fā)展清潔能源來推動能源演進是實現(xiàn)“碳中和”的重要戰(zhàn)略路線。在四大清潔

能源中，光伏具備最好的發(fā)展前景：1）我國光伏資源儲備豐富，為風(fēng)能的

3

倍，水能的

30

倍，目前已開發(fā)不足

2%；2）經(jīng)過十余年技術(shù)發(fā)展，光伏項目成本持續(xù)下降，度電成

本僅為

40

美元/MWh，優(yōu)于煤電、風(fēng)電、核電。我國

2020

年全球光伏新增裝機容量

130

GW，我國新增裝機容量

48.3

GW，占全球新增

比例

37.2%。根據(jù)中國光伏業(yè)協(xié)會預(yù)測，“十四五”期間全球光伏裝機節(jié)奏將穩(wěn)中有升，

樂觀情況下，2025

年全國光伏新增裝機容量可達

110

GW，較

2020

年增長

127.7%；全

球新增達

330

GW，較

2020

年增長

153.8%。1.1.3.

涂料級

PVDF：高性能涂料的核心原材料全球萬億涂料市場，樹脂是決定其性能的核心材料，PVDF樹脂具有優(yōu)異的性能。含氟

聚合物具有“三高”（高耐候性、高耐熱性、高穩(wěn)定性）、“兩憎”（憎水、憎油）的優(yōu)異性能，可以通過

3000

小時中性鹽霧試驗，它耐所有的強酸、強堿、強氧化劑。氟碳涂料

的適用場景包括：航空航天涂料：航空航天涂料是工業(yè)涂料領(lǐng)域“皇冠上的明珠”，具有最高的技術(shù)壁壘。

因此航空航天涂料也成為了工業(yè)涂料中集中度最高的大領(lǐng)域。在

20

世紀(jì)

90

年代，英國

Desoto公司開發(fā)出含氟飛機蒙皮涂料后，美國也研制出含氟樹脂，并應(yīng)用在航空戰(zhàn)機中，

極大提高了飛機涂料的使用壽命。重防腐工業(yè)涂料：基于氟樹脂良好的耐老化性、耐化學(xué)性、耐候性以及耐鹽霧性其在化

工儲罐、海洋船舶、橋梁等重防腐涂料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。2017

年，我國重防腐涂料

市場規(guī)模已達

885

億元，優(yōu)質(zhì)的工業(yè)涂料樹脂在我國具有廣闊的需求前景。海洋防污涂料：根據(jù)常州院，含氟涂料具備表面張力低、表面自由能低的特性，海洋生

物在其表面難以附著，故可利用自質(zhì)量或航行中水流沖擊作用予以去除。機場涂料等高性能建筑涂料：根據(jù)巨化，北京大興國際機場采用

70%PVDF樹脂、陶瓷

顏料及其他無機顏料配制而成的含氟聚合物涂料，具有優(yōu)異的抗紫外線功能、突出的色

彩持久性及抗粉化，耐化學(xué)降解性能。PVDF涂料還在哈爾濱太平國際機場、首都國際機

場、中國上海環(huán)球金融中心、馬來西亞吉隆坡雙子塔、上海東方明珠等建筑上得到應(yīng)用。1.1.4.

PVDF是用于全氟磺酸質(zhì)子交換膜的優(yōu)異材料PVDF是優(yōu)異的全氟質(zhì)子交換膜材料。水電解指水分子在直流電的作用下被解離，并在

電解槽的陽極和陰極分別析出氧氣和氫氣，其中質(zhì)子交換膜（PEM）水電解是最具發(fā)展

潛力的水電解技術(shù)之一，在可再生能源發(fā)電及儲能領(lǐng)域逐步得到推廣，對質(zhì)子交換膜的

需求也隨之被拉動。作為水電解槽膜電極的核心部件，質(zhì)子交換膜（PEM）主要有三大

作用：1）傳導(dǎo)質(zhì)子

H+；2）隔離兩極的氣體，即氫氣和氧氣；3）起載體的作用，為催

化劑提供支撐。PVDF具備優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性（C-F鍵）、氣密性和回彈性，是理想的全

氟質(zhì)子交換膜材料。目前的水電解槽質(zhì)子交換膜長期被科慕、陶氏、旭硝子、旭化成等

外企壟斷，價格高達幾百至幾千美元/m2，未來國產(chǎn)替代機遇大。1.2.

未來鋰電+光伏成為

PVDF主要下游應(yīng)用根據(jù)百川盈孚，2020

年我國擁有

PVDF需求

4.80

萬噸，其中鋰電級

0.96

萬噸，以正極

粘結(jié)劑為主，光伏級

0.39

萬噸，涂料級

1.77

萬噸，注塑級

1.01

萬噸，水處理膜及其它

0.67

萬噸。從目前外資企業(yè)將產(chǎn)能集中轉(zhuǎn)產(chǎn)鋰電、光伏類應(yīng)用的情形看，我們認(rèn)為目前

新能源類的

PVDF實際需求量可能存在低估。我們根據(jù)各下游應(yīng)用需求增速進行測算，

2025

年我國

PVDF總需求預(yù)計將增長至

11.37

萬噸，其中鋰電級將達到

4.99

萬噸，占

屆時總需求

44%。鋰電、光伏等新能源類下游需求將占

PVDF總需求比重約

50%。2.

供給端擴產(chǎn)周期長，原料緊缺，價格強勢上漲2.1.

PVDF原材料

R142b受到了嚴(yán)格的審批限制氟化工產(chǎn)業(yè)鏈以螢石為起點，從氫氟酸延伸出氟制冷劑，進一步制成含氟聚合物。從

PVDF產(chǎn)業(yè)鏈看，其包括了螢石、氫氟酸、R142b、VDF、PVDF五個環(huán)節(jié)。其中

R142b是核心

中間原料。目前生產(chǎn)

R142b的工藝路線包括了

R152a路線和

VDC路線等，生產(chǎn)過程中

要使用氯氣、氫氟酸作為原材料，加上R142b本身作為制冷劑對環(huán)境有較強的破壞作用，

因此

R142b具有較高的環(huán)保審批門檻，目前產(chǎn)業(yè)審批周期長達三年。R142b作為制冷劑，從兩個方面對環(huán)境產(chǎn)生危害：1）R142b含有氯原子，在大氣平流層

的中通過紫外線的作用產(chǎn)生光解，產(chǎn)生氯離子，氯離子會和臭氧發(fā)生自由基反應(yīng)，使得

臭氧變成氧，加重臭氧層空洞的現(xiàn)象。因此

R142b作為制冷劑用途的用量受到《蒙特利爾協(xié)定》的約束，在我國由生態(tài)環(huán)境部實施配額管制，并且其作為制冷劑的配額正在持

續(xù)被削減；2）R142b的溫室效應(yīng)是二氧化碳的

1982

倍（GWP值為

1982）。因此，其生

產(chǎn)審批受到國家嚴(yán)格限制，必須同步配套下游產(chǎn)品上項目。R142b的下游除

PVDF外，

還包括氟橡膠

FKM、第三代制冷劑

R143，R143

可作為一些混配制冷劑的原材料。2.2.

PVDF合成難度高，鋰電級具有更高的技術(shù)難度鋰電級

PVDF技術(shù)壁壘較高。首先

PVDF本身具有一定的合成難度，PVDF制作工藝分

為懸浮法與乳液法，兩者對于技術(shù)以及生產(chǎn)設(shè)備的要求都較高，其中懸浮法難度更大。

目前

PVDF的產(chǎn)業(yè)擴產(chǎn)周期約

2-3

年。并且，PVDF不是標(biāo)準(zhǔn)化商品，可以通過結(jié)晶度、

純度、分子量等形成差異化。其中，鋰電級

PVDF對于純度、分子量要求較高。鋰電級

PVDF對鋁、銅、鈣、鋰等各類雜質(zhì)含量要求較為苛刻，因此需要進行提純，工藝壁壘較

高。2.3.

行業(yè)供需矛盾集中，R142b、PVDF價格強勢上漲R142b供需缺口擴大，行業(yè)盈利能力持續(xù)改善。受產(chǎn)能限制以及下游

PVDF需求的拉

動，R142b價格進入上漲通道。根據(jù)百川數(shù)據(jù)，2021

年上半年

R142b價格由每噸

2

萬

元大幅增長至

7.5

萬元。外資廠商蘇威、阿科瑪需外購

R142b，外資廠商

PVDF聚焦于

高端應(yīng)用領(lǐng)域。如阿科瑪聚焦于鋰電、光伏等新能源應(yīng)用。加上產(chǎn)品性能優(yōu)異，售價大

幅高于行業(yè)平均水平，外資廠商外購

R142b的需求對

R142b的價