2024年化工行业中期策略报告:看好天然碱投资机遇

  • 来源:信达证券
  • 发布时间:2024/06/20
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化工行业2024中期策略报告:看好天然碱投资机遇。纯碱:应用广泛的基础化工原料。纯碱是一种重要的基础化工原料,生产的主要原料包括原盐、合成氨、石灰石等。纯碱下游应用领域包括平板玻璃、日用玻璃、光伏玻璃、小苏打、硅酸盐、碳酸锂等行业。纯碱工业产品主要包含轻质纯碱和重质纯碱两种,这两种产品的化学性质无区别,只是物理性质有所不同。轻质纯碱主要用于冶金、造纸和印染等工业,重质纯碱主要应用于平板玻璃、玻璃制品、洗涤剂和陶瓷釉等的生产。天然碱改变我国纯碱供需格局:供给增速大于需求增速,行业供需格局趋于宽松。(1)需求:平板玻璃对纯碱需求有望保持稳健,光伏玻璃、碳酸锂等对纯碱需求有望继续增长。纯碱最大的下游...

纯碱:应用广泛、重要的基础化工原料

纯碱学名碳酸钠,是一种重要的基础化工原料,为“三酸两碱”(硝酸、硫酸、盐酸、纯碱、 烧碱)中的两碱之一,广泛地应用于建材、石油化工、冶金、食品、纺织、国防、医药等 国民经济诸多领域,在国民经济中占有十分重要的地位。

纯碱工业产品主要包含轻质纯碱(轻碱)和重质纯碱(重碱)两种,这两种产品的化学性 质无区别,只是物理性质有所不同。一般轻质纯碱为白色粉状结晶,密度为 450-700kg/m³; 重质纯碱为白色细小颗粒,密度为 900-1200kg/m³。与轻碱相比,重碱具有坚实、颗粒大、 密度高、吸湿低、不易结块、不易飞扬、流动性好等特点。轻质纯碱主要用于冶金、造纸 和印染等工业,重质纯碱主要应用于平板玻璃、玻璃制品、洗涤剂和陶瓷釉等的生产。

需求:地产需求较稳定,光伏需求保持增长,总需求有望长期 向上

(一) 全球及我国纯碱需求波动中增长,我国 2023 年表观消费量 3144 万吨创新高

全球纯碱下游主要是玻璃、化工品、肥皂/洗涤剂等,应用领域广泛,需求量整体保持增长。 2013-2019 年,全球纯碱需求量从 5900 万吨增长至 6820 万吨,CAGR 为 2.44%。据 Genesis Energy,2023 年全球纯碱消费量中,玻璃占比 61%,是第一大消费领域,其次 是化工品,占比 14%。

从不同地区纯碱人均消费量来看,中国、欧美、加拿大等纯碱消费成熟地区的人均消费量 能够达到 16.0kg/年,而印度、非洲等地仅为 4.2kg/年,仍有很大提升空间。结合纯碱下游 需求的广泛性来看,我们认为全球纯碱需求有望伴随各地区经济发展、工业发展而有所增 长。

长期来看,随着经济的发展,我国纯碱消费量整体呈现递增趋势。根据同花顺 iFind 数据, 2007-2023 年我国纯碱表观消费量从 1536 万吨增长至 3144 万吨,CAGR 为 4.58%。 2023 年同比增长 14.26%,创下年度新高;2024 年前 4 个月我国纯碱表观消费量为 1262 万吨,同比增长 26.33%。我们认为 2023 年以来我国纯碱消费量的增长主要得益于多下游 需求不再受疫情影响、地产需求保持平稳、价格刺激之下进口需求有所增多等。

纯碱的主要需求领域是平板玻璃、日用玻璃、光伏玻璃等,应用领域较为广泛。2023 年我 国纯碱消费量中,平板玻璃占比为 43%,是纯碱第一大应用领域;光伏玻璃占比为 17%, 占比跃居第二位。

(二) 平板玻璃:玻璃不易停产的特性、保交楼政策等多因素促进平板玻璃产量保持稳定

平板玻璃是纯碱最大的应用领域,平板玻璃经过深加工后,应用领域涵盖建筑(70%)、汽车(20%)、电子(10%)。

近年我国平板玻璃产能产量总体上保持相对稳定,2023 年平板玻璃产能 5382 万吨,产量 4832 万吨,开工率 90%。

玻璃产量和施工面积的相关性最高。我们回顾了 2000 年以来平板玻璃产量和房地产 5 个 相关指标(新开工、施工、竣工、销售、实际到位资金)的同比变化情况,计算出了玻璃 产量与房地产相关指标的相关系数,玻璃产量同比增速和上述房地产 5 个相关指标同比增 速的相关系数分别为 0.63、0.70、0.39、0.41、0.65,玻璃产量和房地产施工面积、实际 到位资金的相关性较高。 平板玻璃产量同比增速与房地产施工面积同比增速等指标对比来看,平板玻璃产量同比增 速变化幅度更小,并且在近期地产下行背景下,平板玻璃产量表现相对稳健,2024 年前 4 个月,房地产新开工面积、施工面积、竣工面积、销售面积、实际到位资金累计同比增速 分别为-24.60%、-10.80%、-20.40%、-20.20%、-17.80%,而平板玻璃产量累计同比增 速为 6.50%,呈现出了与下游房地产不同的走势。

我们认为平板玻璃产量保持相对稳健的原因有以下几个方面。第一,平板玻璃不易停产检 修,且目前行业毛利处于相对中游水平,行业盈利能力不差。 平板玻璃目前价格和价差水平尚可。回顾 2019 年以来平板玻璃价格和行业利润走势,平 板玻璃行业价差最低是在 2023 年初,主要因为原材料纯碱、动力煤的价格处于高位,而 平板玻璃难以通过涨价向下游传导成本压力。2023 年下半年以来,纯碱价格波动中下滑, 目前价格在 2300 元/吨左右(重碱),动力煤价格在 730 元/吨左右震荡,平板玻璃成本压 力减弱,平板玻璃价差能基本维持在 300 元以上。

玻璃厂不会轻易停产。玻璃生产的第一步是将硅砂等矿物原料、化工原料进行混合。第二 步是将混合粉料送入玻璃窑炉进行高温加热,形成均匀的玻璃液体。第三步是冷却成型, 液体的玻璃液在此时转换为可塑态,再转变为脆性固态。第四步是退火。成型的玻璃制品 需要在退火温度范围内经过足够长的时间或以缓慢的速度冷却下来,这一步是为了控制玻 璃的热应力。由此可见,玻璃的生产对温度的要求比较高,一旦机器停工,窑炉、供料道 等生产线中残留的高温玻璃液体冷却后会造成堵塞,且难以清除,设备基本报废,因此玻 璃厂轻易不会停产。 第二,房地产对玻璃的需求有刚性支撑,国家“保交楼”等政策促进了平板玻璃的需求保 持平稳。为促进房地产市场平稳健康发展,国家及多地区在限购政策、信贷政策等方面进 行了优化调整,为稳定民生,国家也大力“保交楼”、“保交房”,进一步保障房地产市场的 稳定,同时也对房地产行业对玻璃的需求有维护作用。

第三,平板玻璃的需求除了房地产外,还包括汽车、电子等领域。随着汽车产量在 2020 年以来逐年恢复并创新高,汽车领域对玻璃的需求也随之增长。近年,在购车政策和新能 源汽车拉动下,2021-2023 年我国汽车产量连年增长,2024 年前 4 个月产量同比增长 7.7%。我们认为汽车产量的增长能够顺势拉动汽车玻璃需求,支撑平板玻璃需求,进而对 纯碱需求形成支撑。

2024 年以来平板玻璃行业生产相对稳定,我们认为市场无需对平板玻璃对纯碱需求过于 悲观。2024 年 1-5 月平板玻璃平均开工率为 91.22%,是 2019 年以来同期值的中游水平, 5 月部分产线放水冷修或停产,开工率为 88.31%,同环比有所下滑。2024 年以来平板玻 璃行业库存先是随着行业开工的增加而累库,随后基本维持在 260 万吨左右。综合平板玻 璃行业多个指标近期走势和我们对下游的判断,我们认为尽管在地产下行的大背景下预期 偏弱,但平板玻璃对纯碱的需求有望相对稳定。

(三) 光伏玻璃:受益于光伏装机量持续增长,光伏玻璃对纯碱需求有望继续增长

太阳能光伏玻璃是一种通过层压入太阳能电池,能够利用太阳辐射发电,并具有相关电流 引出装置以及电缆的特种玻璃。光伏玻璃是太阳能电池组件之一,太阳能组件以单晶硅或 多晶硅电池为主,光伏玻璃用来封装硅片,目的是提高光的吸收性和光电的转换效率,是 一种专用玻璃。光伏玻璃作为太阳能装置的重要组件之一,要求玻璃板必须高度透明,因 此对用于生产太阳能玻璃的硅质原料中含铁量要求十分严格,Fe2O3 含量一般在 140~ 150ppm。太阳能电池玻璃的铁含量在 0.008%~0.02%之间,而普通浮法玻璃的铁含量在 0.7%以上,低的铁含量杂质可带来高的太阳光透过率。

全球可持续能源消费高景气加之光伏发电成本的降低,未来光伏装机需求有望继续增长。 根据中国光伏行业协会的预测,到 2028 年,乐观情况、保守情况下全球光伏新增装机量 分别为 562GW、487GW,分别比 2023 年增长 44%、25%;乐观情况、保守情况下我国 光伏新增装机量分别为 307GW、242GW,分别比 2023 年增长 33%、5%。

我们以中国光伏行业协会对全球新增装机量的预测为基础,预测了光伏玻璃对纯碱的需求。 我们设定全球光伏新增装机量为中性情况(乐观情况和保守情况的均值),2023-2026 年容 配比均取 2022 年值,2024-2026 年我国光伏组件产量占比取 2023 年值,假设 1GW 组件 对应玻璃需求按照以往趋势继续有所降低,设定光伏玻璃对纯碱单耗为 0.23。我们测算得 到,2026 年我国光伏玻璃对纯碱需求有望达到 579 万吨,比 2023 年增长接近 100 万吨。

光伏玻璃行业供给保持快速增长趋势。2019-2023 年,光伏玻璃产能从 918 万吨增长至 2770 万吨,CAGR 为 31.81%,产量从 822 万吨增长至 2088 万吨,CAGR 为 26.23%。 光伏玻璃日熔量随行业扩张而保持增长趋势,2024 年 5 月末日熔量为 11.35 万吨。

从光伏玻璃行业扩产的角度来预测,我们测算出 2025 年我国光伏玻璃对纯碱需求有望达 到 804 万吨,比 2023 年增长 324 万吨。根据百川盈孚的数据,2024 年 12 月有 938 万吨 光伏玻璃产能预计投产,如果投产顺利届时光伏玻璃产能有望增长至 3883 万吨,若行业 开工率为 90%(2019 年行业水准),那么光伏玻璃产量有望达到 3495 万吨,光伏玻璃对 纯碱的需求有望达到 804 万吨。

我们认为,测算方法 1(从光伏新增装机量来预测光伏玻璃对纯碱需求)和测算方法 2 (从光伏玻璃扩产来预测光伏玻璃对纯碱需求)均有一定合理性。我们综合以上两种测算 方法,预计 2024-2026 年光伏玻璃对纯碱需求有望分别达到 589、671、691 万吨。

(四) 碳酸锂:行业扩产紧锣密鼓,拉动对纯碱需求

碳酸锂,是一种无机化合物,是重要的锂盐产品,化学式 Li2CO3,广泛应用于电池、陶瓷、 冶金、医药等行业。2023 年碳酸锂消费结构中,占比最高的是磷酸铁锂(58.76%),其次 是三元材料(34.01%),我们认为电池行业是碳酸锂需求增长的重要动力。

碳酸锂行业未来有明显产能扩张。根据百川盈孚的统计,2023 年碳酸锂产能为 62.40 万吨, 若规划产能全部如期投产,到 2025 年末碳酸锂行业产能有望达到 162.18 万吨。

我们假设碳酸锂产量随产能增长而增长,行业开工率维持在近年中游水平,测算出了碳酸 锂对纯碱需求,到 2026 年碳酸锂对纯碱需求有望达到 169 万吨,相较 2023 年基本翻倍。

(五) 纯碱需求综合预测

除了以上测算以外,我们假设平板玻璃、小苏打对纯碱需求维持相对稳健的水平,其他领 域对纯碱需求保持 2%的年增速,得到了纯碱综合需求。我们预计 2024-2026 年纯碱需求 有望保持增长,到 2026 年需求有望达到 3251 万吨,比 2023 年增长接近 350 万吨。

供给:我国天然碱增量明显,供应趋于宽松

(一) 我国是纯碱生产大国,近年产能产量继续有增长

近年来,全球纯碱产量呈现波动上升状态。据中国粉体网,世界范围内的纯碱工业起源于 1865 年的比利时,索尔维发现了工业化生产纯碱的关键技术(索尔维制碱法),并在 1865 年成立了索尔维公司,成为第一家纯碱厂。1870 年后,索尔维公司相继在英、德、俄罗斯 和美国等地建立了工厂。20 世纪中期至 21 世纪初期,随着当地天然碱的发现与开采,美 国成为全球纯碱的主要生产国和出口国。2000 年以后中国纯碱产能逐渐增加,在全球范围 内的占比越来越大。2013-2022 年,全球纯碱产量从 5150 万吨上升至 6550 万吨,CAGR 为 2.71%。我国是全球的纯碱生产大国,2013-2022 年,我国纯碱产量在全球占比保持在 40%-50%之间。2022 年我国纯碱产量在全球占比为 45%,位居第一,其次主要是土耳其 和美国,产量均在 1150 万吨左右,在全球占比接近 17%。此外,从不同工艺占比角度来 说,2023 年全球纯碱供应量中,约 30%是低成本天然碱,约 70%是高成本化学合成碱。

美国和土耳其拥有得天独厚的天然碱资源优势,成为国际纯碱出口大国。据 USGS 统计, 2022 年全球天然碱储量 250 亿吨,其中美国天然碱储量 230 亿吨,占比 95%,土耳其储 量 8.4 亿吨,占比 3%,非洲的埃塞俄比亚等其他地区也分布有少量天然碱矿。美国天然碱 矿资源集中在怀俄明州的绿河盆地和加利福尼亚州的西尔斯湖两地,以美国 230 亿吨储量 和全球约 6800 万吨需求来计算,美国的天然碱矿足以保障全球数百年的纯碱供应。土耳 其在发现天然碱矿后,土耳其纯碱产量迅速从 2013-2016 年的 200 万吨以下上升至近年的 1130 万吨左右,土耳其自身纯碱需求有限,产量主要用于对外出口。美国和土耳其利用天 然碱优势,成为了国际上的纯碱出口大国,向欧洲、非洲等地出口纯碱。

我国是纯碱生产大国,产能产量持续增长。我国纯碱工业始于 1917 年天津永利碱厂的创 办,距今已经有百余年历史。自 1924 年起 25 年间我国共计生产纯碱 150 万吨,平均每 年只有 6 万吨。1953 年起,我国开始实行第一个五年计划,国家对大连和天津两个碱厂进 行技术改造和扩建,到 1957 年,大连碱厂产量达到 30 万吨,永利碱厂产量达到 20 万吨。 此后我国纯碱产能与产量进入了持续发展阶段。1988 年以前,我国纯碱的新增产能以联碱 法为主,1989 年之后开始了联碱法、氨碱法和天然碱法并重,以原盐产地为中心的大规模 发展和高速增长阶段。90 年代初,中国结束了长期依靠大量进口满足国内纯碱需求的局面, 并逐渐成为纯碱的净出口国。2002 年纯碱产能突破 1000 万吨。2007-2023 年,纯碱产能 从 1800 万吨增长至 4165 万吨,CAGR 为 5.38%,2023 年产能创下历史新高,首次突破 4000 万吨;产量从 1765 万吨增长至 2982 万吨,CAGR 为 3.33%,2023 年产量也创下历 史新高。

在产能产量持续增长的同时,受金融危机、政策调控、产能扩张等多重因素影响,纯碱行 业的产能利用率波动中有所下降。2007 年开工率高达 98.06%,自 2008 年起下降,开工 率大多在 80%附近波动,2023 年新增产能数量高达 680 万吨,产能增长明显,行业开工 率下降至 71.60%。

我国基本是纯碱净出口国,2023 年进口量 68 万吨,出口量 149 万吨,净出口 81 万吨, 与我国纯碱需求量、产量相比,我国纯碱进出口量都相对较少,进出口市场对我国纯碱行 业的影响相对较小,是调节我国纯碱市场供需平衡的途径之一。(1)在出口方面,2007- 2023 年我国纯碱出口量均值为 167 万吨,出口量基本在这一均值附近波动。我国纯碱出口 贸易伙伴主要是附近的韩国、越南等东南亚国家。(2)在进口方面,我国纯碱进口量基本 偏小,2023 年进口量最多,达到了 68 万吨。我国纯碱进口主要来自土耳其、美国等天然 碱大国,2023 年我国从两国进口量在总进口量中的占比达到了 90%。

国内外纯碱价格差是影响纯碱进口数量的主要因素。我国从美国、土耳其等进口天然碱时, 货值低、运费占比大,所以我国进口量对价格比较敏感,我们认为正常情况下(海运费等 在正常范围内波动),我国纯碱价格在 2000 元/吨以上时,美国、土耳其等向我国出口的意 愿会增强。2023 年下半年以来,海运费进入底部盘整阶段,我国重碱价格基本高于 2000 元/吨,进口纯碱价格更具有优势,且进出口基本不再受到疫情阻碍,进口量随之有明显增 长。这一趋势延续到了 2024 年,2024 年前 4 个月我国进口纯碱 60 万吨(基本接近 2023 年全年进口量 68 万吨)、出口 31 万吨,我国从净出口国转变为净进口国。考虑到我国纯 碱产能增长明显,我们认为未来我国进口量可能会恢复至往年水平,我国有望恢复纯碱净 出口态势。

我国纯碱行业近年的主要增量来自远兴能源旗下银根矿业的天然碱项目,远兴能源持有银 根矿业 60%股份,银根矿业项目共规划天然碱产能 780 万吨,其中一期 500 万吨分四条线 建设,已于 2023 年下半年开始陆续投产,二期 280 万吨计划于 2025 年 12 月建成。此外, 河南金大地、连云港碱业等公司近年也有新增纯碱产能。若规划新增产能全部投产落地, 我国纯碱产能将达到 4775 万吨,比 2023 年产能增长 610 万吨。

(二) 我国纯碱价格走势与供需预测

纯碱价格变动与国家宏观经济走势、行业供需格局、原材料价格等密切相关。2017-2019 年,纯碱价格在供需阶段性错位之下有明显波动,价格底部约为 1500 元/吨。2020 年疫情 影响下纯碱价格跌至 1300 元/吨左右,我们认为这一价格已经跌破多数企业成本线。2021 年,复工复产、物流运输恢复、能耗双控等共同作用之下,纯碱价格一路上涨至最高 3700 元左右,随后有所回落。2023 年以来,行业总体产能增长明显,纯碱价格重心波动中下行, 但短期的纯碱企业检修、下游开工停工等依然导致纯碱价格有短期明显的波动。

我们进行了纯碱供给预测,进行了以下假设:(1)假设上述纯碱产能都如期投产(12 月投 产的产能计入次年增量);(2)假设新增产能投产当年开工率 15%或 30%(若上半年投产 则设定为 30%,若下半年投产则设定为 15%),次年 60%,第三年达到行业平均的 80%; (3)假设进口量时,考虑到我国产能增长明显,所以假设进口量会趋近往年水平。 综合来看,我们认为 2024-2026 年,我国纯碱需求有望维持中低个位数的增长,产能、产 量有望继续增长,未来供需格局趋于宽松,行业有产能出清或降负荷生产压力,未来行业 内高成本企业压力可能增大。

此外,纯碱价格还会受到多种短期或突发因素影响,例如短期的纯碱企业设备检修、安全 环保检查、下游玻璃行业点火、冷修或停产等等。

纯碱生产属于放热反应,检修一般安排在夏季或是下游停工较多、需求不旺的春节期间。 根据每次检修重点不同(例如更换设备或配件,管道或配套装置维修等),维修成本差异较 大,金额从数万到上千万不等。从 2019-2023 年的月产量均值来看,通常 2 月、6 月-8 月 的产量在一年中较低,夏季结束之后产量多呈稳步上升趋势。纯碱生产主要受装置设备维 护检修和安全环保政策的影响。

不同工艺的纯碱企业检修时长略有不同。(1)氨碱法生产设备属于整体一套设备,设备全 停大修需要将整个循环设备进行停机维护保养,并针对各项问题调试修整,通常耗时 7-10 天。通常每个氨碱企业会在 1-2 年进行一次这样大规模、有计划的停修。(2)联碱法生产 设备属于两个循环系统设备,设备全停大修需要将两个循环系统设备进行停机维护保养, 并针对各项问题进行调试修整,通常耗时 10-20 天。企业重新开机需要依次启动合成氨的 第一个循环系统设备和生产纯碱的第二个循环系统设备,所以相比氨碱法,联碱法检修耗 时更长。通常每个联碱企业每年会进行一次大规模、有计划的停修。(3)天然碱法相对来 说生产工艺简单,纯碱企业设备检修需要每年一次,每次耗时 10 天左右。 在安全环保方面,(1)氨碱法企业产生较多的废渣和废水。其中废渣的主要成分是氯化钙, 同时也含有碳酸钙、碳酸镁、氯化钠和泥沙等。业内对氨碱法固废综合利用途径有限,采 用渣场集中堆积仍是国内各企业采取的主要处置办法。对于废水,除了部分经由综合利用 生产氯化钙、再制盐外,多数澄清后排向海(河)。各氨碱法生产企业的污染指标在采取必 要控制措施后已基本达标。(2)联碱法生产企业产生的相关废气和废渣排放量较少,在进 行必要的控制处理后基本达标,整体污染较氨碱法略轻。但各企业废水排放差异较大,这 是因为配套合成氨装置,工艺流程相对较长,污染排放点多,治理难度比其他两种生产工 艺大,且清污分流设备、管道、设备腐蚀、生产工艺波动、生产和环境管理等基础条件不 同,因而在生产工艺中母液废水排放量差异较大,废水中氨含量也会相差悬殊。含氨量多 的企业会回收氨,整体排放标准基本达标。(3)天然碱法相对于其他两种工艺,工艺流程 简单,生产过程中涉及化学反应较少,因此最终产出的废气、废水及废渣排放量较少,且 基本符合国家排污标准要求,污染小于合成法。

供需格局更加宽松背景下,天然碱成本优势愈发突出

(一)纯碱主要生产方法有氨碱法、联碱法、天然碱法

纯碱的主要生产方法包含两大类:化学合成法和天然碱法。化学合成法又包含氨碱法、联 碱法两种工艺。 我国的纯碱产能分类来看,我国纯碱产能以联碱法、氨碱法两种化学合成法为主,天然碱 法占比较少。根据百川盈孚数据,2023 年我国联碱法企业有 25 家,氨碱法企业有 12 家, 天然碱产能主要集中在远兴能源旗下 3 个子公司(内蒙古银根矿业、河南中源化学、锡林 郭勒苏尼特碱业)中,2023 年我国天然碱产能占比 13%,产量占比 9%。 根据远兴能源 2023 年报,截至 2023 年底,远兴能源在河南桐柏县拥有安棚和吴城两个天 然碱矿区,在内蒙古拥有查干诺尔碱矿和塔木素天然碱矿,其中安棚碱矿拥有探明储量 19,308 万吨,保有储量 12,367 万吨;吴城碱矿拥有探明储量 3,267 万吨,保有储量 1,928 万吨;查干诺尔碱矿累计拥有探明储量 1,134 万吨,保有储量 182.08 万吨;阿拉善塔木素 天然碱矿保有资源矿石量和可采储量分别为 107,836.40 万吨和 29,690.01 万吨。

化工合成法在生产纯碱的过程中,能耗较高、同时存在着环境污染的问题,在我国减少碳 排放、发展循环经济的背景下,化工合成法的纯碱产能受到限制。2021 年发改委修订的 《产业结构调整指导目录》中,明确指出新建纯碱(井下循环制碱、天然碱除外)属于限 制类。2021 年,内蒙古印发《关于确保完成“十四五”能耗双控目标任务若干保障措施(征求 意见稿)》,表示将严格控制高耗能行业产能规模,从 2021 年起不再审批纯碱等新增产能项 目,确有必要建设的,须在区内实施产能和能耗减量置换。而天然碱因其环保优势没有受 到此类政策影响。2021 年 12 月,宁夏出台能耗双控产业结构调整政策,要求不准新建、 扩建炼油、焦化、氮肥、钢铁、煤制乙二醇、煤制甲醇、纯碱、离子膜烧碱(废盐综合利 用除外)项目;不准新建、扩建未纳入国家规划的煤制油、煤制气、煤制烯烃项目;不准 新建、扩建企业自备燃煤机组和未纳入规划的燃煤火力发电、燃煤热电联产项目。

(二)三种纯碱生产工艺差异明显,天然碱低成本优势突出

1、氨碱法

氨碱法又称索尔维法,是最传统的纯碱生产方法。氨碱法生产纯碱的原料是食盐和石灰石,燃料为焦炭(煤)。 氨作为催化剂在系统中循环使用。原料盐(海盐、岩盐、天然盐水) 经精制吸氨、碳化、结晶、过滤,再煅烧即为成品。母液经过石灰乳中和后,氨蒸发并回 收使用,氯化钙则排放。

氨碱法的优点:所需要的原料是盐、石灰石,原料易得,且价格相对低廉,生产过程中的 NH3 可以循环使用,损失较小;能够大规模连续化生产,机械化自动化程度高,产品质量 好,纯度高。 氨碱法的缺点:原料盐的利用率低,不足 80%;氯化钙废渣排放量大,应用难,堆积后污 染环境;石灰制备和氨回收设备庞大,流程较长,能耗较高。

2、联碱法

联碱法又称侯德榜法、侯氏制碱法,是将氨碱法和合成氨工艺联合起来,同时生产纯碱和 氯化铵的方法。该方法原材料包括:煤/天然气和原盐。

联碱法(侯氏制碱法)主要包括两个过程,第一个过程与氨碱法相同,即将氨气融入饱和 食盐水制成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,经过过滤、洗涤、煅烧得到纯碱, 此时滤液含有氯化铵和氯化钠。第二个过程是利用氯化铵和氯化钠的溶解度不同,从滤液 中沉淀氯化铵,制成氮肥。 联碱法提高了食盐的利用率,缩短了反应流程,减少了对环境的污染,实现了纯碱和氮肥 氯化铵的联产,降低了纯碱的成本。

3、天然碱法

不同于以上两种化工合成的方式,天然碱法即通过从天然矿物碱中物理提纯的方式,获取 纯碱。

天然碱有三种主要生产工艺。

(1)蒸发结晶工艺:适用于含低盐的天然碱资源,目前主要有一水碱流程和倍半碱流程。 a、“倍半碱”工艺:矿石开采-溶解-澄清/除杂-母液-三效真空结晶-240 度煅烧。 特点:倍半碱工艺,由于第一步得到的产品为轻质纯碱,尚需水合及干燥才能得到重质纯 碱,其流程长、能耗高、投资高、生产成本高,新建项目已较少采用该技术。 b、一水碱法:矿石开采-破碎至 7cm 以下-200℃30min-粗碱-溶解澄清-三效真空结晶-240℃ 煅烧。 特点:一水碱一步法工艺与倍半碱工艺的主要区别是,一步法直接结晶出一水碱,煅烧得 到重质纯碱不需要经过水合,其核心是控制结晶器中碳酸氢钠的浓度,保证结晶处于一水 碱结晶区内。

(2)碳酸化工艺

c、盐水碳化工艺:天然卤水碳化塔重碱碳化-干燥-粗碱煅烧-硝酸钠 155℃漂白-煅烧,煅 烧用二氧化碳自备电厂提供。 特点:碳酸化工艺主要适用于含盐矿石和卤水,但工艺流程长,控制参数多,装置投资高,生产成本高。

从生产工艺的对比来看,天然碱法相较于化学合成法具有明显的优势:(1)成本方面,无 需原辅材料,工艺简单,能耗低、成本低。天然碱法不需任何原辅材料,仅为物理加工过 程,工艺流程短、设备简单,一般情况下相较氨碱法、联碱法成本低 30-40%。20 世纪 80 年代,美国掌握天然碱加工技术后,迅速淘汰了美国境内全部氨碱厂,加拿大、韩国、日 本的氨碱厂的逐步淘汰也正是有力证明。(2)环保方面,无废渣、废液排放,污染小。由 于天然碱完全不需要工业盐、石灰石、氨、二氧化碳等原料,因此没有废渣、废液排放, 具有环保方面优势,符合未来发展要求。(3)质量方面,生产出的产品质量好。天然碱法 获得的纯碱,盐分非常低,往往小于 0.10%,产品粒度也非常好。 不同工艺的成本对比来看,天然碱成本最低,氨碱法和联碱法接近,且多数时候氨碱法成 本最高。根据百川盈孚三种纯碱工艺的成本数据,2021 年 1 月-2024 年 5 月,天然碱平均 单位成本为 955 元/吨,联碱法为 1618 元/吨,氨碱法为 1745 元/吨。

纯碱企业单价和单位成本受到工艺路线等多因素影响。我们用纯碱上市公司披露的纯碱销 量、成本、收入等数据,计算出来纯碱上市公司单位成本和毛利。结合各公司纯碱工艺路 线,各公司单位成本表现和百川盈孚不同工艺成本表现基本一致,天然碱成本最低(远兴能源 2019-2023 年平均天然碱成本 780 元/吨),联碱法和氨碱法成本较高、氨碱法成本最 高。各公司纯碱单位毛利表现受到单价和单位成本双重影响,远兴能源天然碱单位毛利最 高,2019-2023 年均值达到 946 元/吨,比其他企业高出 200-700 元。

同一工艺路线之下,不同公司纯碱单位成本不尽相同。因为纯碱单位成本除了受到工艺路 线的影响以外,还与设备、单耗、原材料自给率和采购价格等有关。例如,苏盐井神研发 出了专利工艺“盐碱钙联合循环生产工艺”,实现资源循环利用并降低成本,且公司自有盐 资源;青海地区有成本较低的盐、煤资源,位于青海的纯碱厂的成本会受益于廉价原材料。 各企业纯碱单位售价并不相同,并进一步导致单位毛利表现不完全与单位成本负相关。企 业纯碱单价会受到轻重碱比例(重碱由于多一道工序,一般价格比轻碱高)的影响,也会 与纯碱销售地域、企业客户结构、议价能力、产品质量等有一定关系。

纯碱区域价差分析:(1)我国华北地区和华中地区浮法玻璃产能集中,重碱需求量大,下 游行业议价能力较强,是重碱的价格洼地。其中,河北纯碱价格走势对全国其他地区纯碱 价格的影响较为显著,是纯碱现货市场的风向标。(2)东北地区纯碱企业较少、距离纯碱 主产区较远,物流成本较高,所以市场价格是相对高位。(3)西北地区靠近原料产地,原 材料成本处于全国较低水平,但距离消费区域也较远,增加了运输成本,原材料低成本优 势和运输距离远的劣势互有抵消。(4)华南地区存在纯碱供应缺口,存在需要外埠纯碱弥 补供应缺口的情况,纯碱价格相对其他地区较高。

我们综合 2024 年 1-5 月各地区原材料价格、纯碱价格以及上市公司历年年报披露的数据 等,以我国 40 家纯碱企业为对象,测算出了不同地区不同工艺之下纯碱的单位成本和价差。 从测算结果来看,天然碱的成本在 817 元/吨左右,多数化学合成法的成本在 1433 元/吨左 右,成本最高达到 2087 元/吨。 我们认为,未来纯碱行业供给很可能过剩、产能很可能要开始出清,有望率先淘汰价差低 的企业。结合我们测算的供需缺口来看,未来行业内价差低于 200 元/吨的 4 家企业面临的 挑战更加严峻,这 4 家企业产能合计 360 万吨,按照价差从小到大分别为:广东氨碱法 (60 万吨产能)、江苏氨碱法(130 万吨产能)、山东氨碱法(150 万吨产能)、云南联碱 法(20 万吨产能)。剩下的产能中,多数化学合成法的成本在 1400 元/吨上下,我们认为 若原材料价格等相对稳定,1400 元/吨的这一价格可能是纯碱价格的下限。再结合进口碱 对市场的调节作用来看,纯碱价格缺乏长期高于 2000 元/吨的能力,这一价格是美国、土 耳其加大对中国出口的界碑。我们认为由于天然碱的成本优势,新增化学合成法纯碱可能 不再会出现,最终天然碱法可能会掌握市场的定价权。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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