Analyse de l'ensemble de la chaîne industrielle de l'EVA/POE

Avant-propos

Ces dernières années, avec le développement rapide de l'industrie photovoltaïque, la demande de matières premières pour les particules de films photovoltaïques (EVA/POE) a augmenté rapidement. La demande de machines d'extrusion plastique chinoises augmente également. Selon les statistiques, la quasi-totalité de la capacité mondiale de production de films est concentrée en Chine. Dans le même temps, l'EVA et le POE sont les principaux matériaux d'emballage, et la Chine reste très dépendante des importations. En 2021, la dépendance de mon pays à l'égard des importations d'EVA dépassera encore 50%, et les fabricants étrangers monopoliseront le POE. Les importations, l'expansion rapide de la demande en aval et le faible taux de production nationale ont créé un vaste espace de marché pour le développement des matériaux EVA et POE.

Types de films photovoltaïques et comparaison

L'industrie photovoltaïque chinoise a démarré très tôt, a atteint un niveau de développement élevé et dispose d'une grande capacité de production dans de nombreux maillons de la chaîne industrielle. Elle est devenue le promoteur et le leader du développement de l'industrie photovoltaïque mondiale, en particulier de l'industrie des films photovoltaïques. Après le remaniement de l'industrie, les entreprises étrangères se sont retirées du marché. Selon les données annuelles de Foster, environ 90% du coût de production des films photovoltaïques des entreprises est le coût des matières premières directes.

L'EVA/POE, la matière première de la machine d'extrusion plastique chinoise, est également la matière première principale du film photovoltaïque, et le degré de localisation est faible. En 2021, la capacité de production d'EVA de la Chine s'élèvera à 1,772 million de tonnes, soit 27% du total mondial ; tandis que la capacité de production mondiale de POE/POP dépasse 1 million de tonnes en raison du processus de polymérisation, des catalyseurs métallocènes, des a-oléfines et d'autres liens Il existe des obstacles techniques importants, la capacité de production de POE est principalement concentrée entre les mains de Dow, Mitsui, LG et d'autres entreprises, la Chine n'a pas encore réalisé l'application industrielle à grande échelle du POE.

Il existe quatre principaux types de films photovoltaïques sur le marché. machine d'extrusion de plastique de chine Le marché des matériaux d'emballage est composé de trois types de films : le film EVA transparent, le film EVA blanc, le film POE et le film EPE coextrudé. Le film EVA transparent est devenu le principal matériau d'emballage sur le marché actuel en raison de son prix avantageux et de ses performances de traitement, représentant environ 52% ; le film EVA blanc est une certaine quantité de dioxyde de titane et d'autres charges blanches ajoutées à la résine EVA pour améliorer la lumière secondaire. La réflectivité est principalement utilisée pour l'emballage arrière des modules à verre unique et à double verre. Lorsque l'EVA blanc est utilisé à la place de l'EVA transparent, le gain de puissance des modules à double vitrage peut atteindre 7 à 10 W, tandis que le gain de puissance des modules à simple vitrage est de 1 à 3 W.

Le film POE est la principale matière première d'emballage pour les modules à double vitrage en raison de sa performance anti-PID unique, de sa haute résistivité et de sa faible hydrolyse. Le processus de co-extrusion permet de produire un film EPE à partir de l'extrusion d'EVA et de résine POE ; il présente à la fois les excellentes performances de traitement de l'EVA et les bonnes performances anti-PID et la résistance à la vapeur d'eau du POE. Selon les prévisions de la CPIA, la part de marché de l'EVA transparent et du film EVA blanc diminuera au cours des prochaines années, et la part de marché du film EPE augmentera de manière significative. La demande de machines d'extrusion de plastique chinoises augmentera également de manière substantielle.

Situation actuelle et perspectives du marché de l'EVA

L'EVA se situe aux niveaux intermédiaire et inférieur de la chaîne de l'industrie chimique, et les matières premières directes sont l'éthylène et l'acétate de vinyle. Avec l'expansion rapide de la capacité de production d'EVA, la demande d'acétate de vinyle à base d'éthylène a augmenté de manière significative. En revanche, l'acétate de vinyle à base d'éthylène n'a pas connu d'expansion réelle au cours des cinq dernières années. La contradiction entre l'offre et la demande est devenue de plus en plus évidente.

L'EVA de la machine d'extrusion plastique chinoise comporte quatre processus de production : la polymérisation en solution, la polymérisation en émulsion, la polymérisation en suspension et la polymérisation continue en vrac à haute pression. La production industrielle actuelle est une méthode de polymérisation continue en vrac à haute pression, qui peut être divisée en méthode tubulaire ou méthode de la bouilloire. La technologie tubulaire de Bâle et la technologie autoclave d'ExxonMobil sont actuellement les plus courantes pour la production de matériaux photovoltaïques. La méthode tubulaire de Bâle est équipée d'une vanne à impulsion qui peut rincer la paroi interne du réacteur pendant le processus de réaction, réduire l'adhérence des polymères et la cristallinité. La formation de points permet de produire des matériaux photovoltaïques de manière durable et dans des proportions élevées. La méthode de la bouilloire n'est pas équipée d'une soupape d'impulsion. Sous ultra-haute pression, l'EVA se dissout dans l'éthylène et le VA et précipite sur la paroi du tube lorsqu'il est refroidi, ce qui le fait coller à la paroi. La méthode de la bouilloire nécessite un nettoyage fréquent du réacteur lors de la production de matériaux photovoltaïques, et la proportion de matériaux photovoltaïques est relativement faible.

Machine d'extrusion plastique chinoise En fonction de la teneur en VA, l'EVA peut être divisé en trois catégories : la résine EVA (teneur en VA de 5%-40%), l'élastomère EVA (teneur en VA de 40%-70%) et l'émulsion EVA (teneur en VA de 70%-95%), toutes ces catégories étant présentées ci-dessous comme des résines EVA.

Selon les statistiques d'IHS, en 2021, la capacité de production mondiale d'EVA sera de 6,5 millions de tonnes, et les trois régions d'Asie du Nord-Est, d'Amérique du Nord et d'Europe occidentale représenteront 88%. Corée du Sud : 1,18 million de tonnes (18%), Japon : 640 000 tonnes (10%), Chine : Taïwan : 510 000 tonnes (8%).

De 2017 à 2020, le taux de croissance de la capacité de production mondiale d'EVA est relativement faible. En 2021, sous l'impulsion du pic de carbone et de la neutralité carbone, l'industrie photovoltaïque mondiale est entrée dans une nouvelle phase de développement, et l'EVA a également ouvert de nouvelles opportunités de développement. En 2021, la nouvelle capacité de production mondiale d'EVA atteindra 1,1 million de tonnes, dont 800 000 tonnes pour la Chine et 300 000 tonnes pour la Corée du Sud. Au cours des prochaines années, la nouvelle capacité de production mondiale sera encore principalement concentrée sur les fabricants chinois. Selon nos estimations, de 2022 à 2024, la nouvelle capacité de production mondiale d'EVA devrait atteindre 1,08 million de tonnes, avec un taux de croissance annuel moyen de 5,3%.

La capacité de production d'EVA de la machine d'extrusion plastique chinoise est principalement répartie dans les bases chimiques de charbon de la côte et de l'intérieur. La capacité de production d'EVA en Chine orientale atteint 66%, tandis que celles de la Chine du Nord et de la Chine du Nord-Ouest s'élèvent respectivement à 17% et 17%. La terre représente 90% de la consommation intérieure totale, et la différence entre les deux endroits est notable. En raison de l'expansion rapide des entreprises de films et de câbles dans l'est de la Chine, la consommation de matériaux photovoltaïques et de matériaux de câbles représente une proportion plus importante. Dans le domaine des matériaux, la consommation de mousse et d'adhésif thermofusible est la plus importante.

Ces dernières années, avec le développement à grande échelle du raffinage et de la transformation du charbon en oléfines, les entreprises privées ont afflué l'une après l'autre sur la voie de l'EVA, et l'offre principale s'est diversifiée. Une situation à trois volets d'entreprises publiques, d'entreprises en participation et d'entreprises privées s'est formée.

À l'heure actuelle, seules trois entreprises chinoises peuvent produire de l'EVA transparent de qualité photovoltaïque. Entre 2021 et 2022, bien que de nombreux dispositifs soient mis en production, il n'y a pas eu d'augmentation effective des matériaux photovoltaïques, et l'offre actuelle reste inchangée. Avec Sailbond, Lianhong, Formosa Plastics et des sources étrangères comme sources principales, les dispositifs actuels capables de produire des matériaux photovoltaïques sont tous en production totale, et la conversion d'autres dispositifs en matériaux photovoltaïques est complexe et la viscosité est élevée. La production à long terme bloquera les pipelines et les anciens dispositifs seront convertis en production. Les matériaux photovoltaïques doivent être arrêtés fréquemment pour libérer le pipeline. En termes de nouvelles capacités de production : Sinochem Quanzhou, Yangzi Petrochemical et Yanchang Yulin n'ont pas produit de matériaux photovoltaïques ; en 2022, l'augmentation des matériaux photovoltaïques proviendra principalement des usines de Zhejiang Petrochemical et de LG, Dushanzi 200 000 tonnes d'EVA seront livrées récemment et devraient être mises en service à 9h30.

À long terme, China EVA dispose encore d'un grand nombre de plans de nouvelles capacités de production, mais si elle produit des matériaux photovoltaïques, elle a encore besoin d'une longue période de production : la période de construction du projet est d'environ trois ans ; après la production, il faudra 0,5 à 1 an pour produire d'abord du LDPE, puis passer à la production d'EVA. Après une production stable de produits qualifiés, les fabricants de films en aval ont besoin de 3 à 6 mois d'essai, le cycle complet du projet prend environ quatre ans, et tous les matériaux photovoltaïques ne peuvent pas être produits, la limite supérieure du rendement des matériaux photovoltaïques tubulaires est de 80%-100 %, la limite supérieure des matériaux photovoltaïques de la méthode de couverture est de 10%-30%.

Le commerce interrégional des produits EVA n'est pas actif et repose principalement sur la circulation intrarégionale. L'Asie du Nord-Est est la principale plaque tournante du commerce mondial, et il existe de nombreux échanges commerciaux avec des régions importantes. En 2018, le volume total du commerce interrégional mondial était de 850 000 tonnes. L'Amérique du Nord, l'Asie du Nord-Est et l'Europe occidentale sont les zones d'exportation nette d'EVA, dont les États-Unis ont un volume d'exportation nette de 90 000 tonnes, l'Asie du Nord-Est a un volume d'exportation nette de 88 000 tonnes et l'Europe occidentale a un volume d'exportation nette de 90 000 tonnes. Principaux importateurs d'EVA. L'Asie du Nord-Est a un commerce actif et la Chine est le plus grand importateur mondial. À l'heure actuelle, la capacité de production d'EVA de la Chine est insuffisante et elle dépend fortement des importations. Au cours des cinq dernières années, la dépendance à l'égard des importations s'est maintenue au-dessus de 50%. En 2021, les importations d'EVA de la Chine atteindront 1 116 700 tonnes ; les trois pays représentent 70% des importations de la Chine.

Grâce au développement rapide de l'industrie photovoltaïque et d'autres industries, la consommation d'EVA en Chine a augmenté rapidement. En 2021, la consommation d'EVA en Chine atteindra 2,053 millions de tonnes, avec un taux de croissance composé de 9,52% au cours des cinq dernières années. L'EVA est largement utilisé, principalement dans les domaines du photovoltaïque, des matériaux pour chaussures textiles, de l'électricité et d'autres domaines. La structure de la consommation en aval est la suivante : matériau photovoltaïque 37%, matériau en mousse 28%, matériau pour câbles 17%, adhésif thermofusible 7%, revêtement 7%, film pour l'agriculture 1%. En tant que principal consommateur en aval, les matériaux photovoltaïques devraient continuer à se développer à l'avenir.

La demande future d'EVA est calculée sur la base des prévisions de la capacité photovoltaïque mondiale installée de l'ACIP, combinée à la tendance à l'évolution de la part des matériaux de film. Dans le cas moyen :

1. D'après les données relatives à la capacité installée, le taux de croissance des installations photovoltaïques mondiales atteindra son maximum en 2021-2023, puis diminuera relativement.

2. Dans des conditions moyennes, l'augmentation de la demande de résine EVA atteindra 240 000 tonnes (2021), 210 000 tonnes (2022), 150 000 tonnes (2023) et 100 000 tonnes (2024). En termes de capacité de production de matériaux photovoltaïques, les matériaux photovoltaïques seront toujours en pénurie en 2022, et la prospérité devrait se poursuivre.

3. Avec l'accélération de la production nationale d'EVA, le taux d'autosuffisance en EVA augmentera progressivement, mais il restera très dépendant des importations.

Situation actuelle et perspectives du marché des postes d'observation Situation actuelle et perspectives du marché des postes d'observation

La matière première POE de la machine d'extrusion plastique chinoise, l'élastomère polyoléfinique, est un type de matériau polyoléfinique copolymérisé par l'éthylène et le propylène ou d'autres a-oléfines (telles que le 1-butène, le 1-hexène, le 1-octène, etc.). . Par rapport aux plastiques polyoléfines, la teneur en comonomères dans la chaîne moléculaire est plus élevée et la densité est plus faible. Les élastomères de polyoléfine comprennent principalement les copolymères d'éthylène-propylène et les copolymères d'éthylène/α-oléfine, les élastomères de copolymère d'éthylène-propylène comprenant deux types de caoutchouc d'éthylène-propylène (EPM) et de caoutchouc d'éthylène-propylène (EPDM), les élastomères de copolymère d'éthylène/α-oléfine comprenant principalement le copolymère aléatoire d'éthylène/α-oléfine (POE) et le copolymère à blocs d'éthylène/α-oléfine (OBC).

Grâce à sa structure moléculaire unique, le POE possède de bonnes propriétés rhéologiques, mécaniques, anti-ultraviolettes, une bonne ténacité à basse température et une bonne affinité avec les polyoléfines. Il est largement utilisé dans les domaines de la modification et de la préparation de films.

Du point de vue des applications terminales, le marché chinois est dominé par l'industrie automobile, dont la consommation représente 68%, la modification des polymères 19%, les fils et câbles 9%, et d'autres domaines environ 4%. Le PDE de mon pays dépend des importations, et le marché de la consommation doit encore être cultivé, ce qui peut remplacer certains caoutchoucs et plastiques à l'avenir.

Les entreprises étrangères monopolisent la capacité de production mondiale de POE, et la Chine n'a pas encore atteint l'application industrielle. La capacité de production mondiale totale de POE/POP dépasse 1 million de tonnes/an, Dow Dow est le leader dans le domaine du POE, et sa capacité de production représente la plus grande proportion ; il existe plus de 20 variétés de grades ; l'indice de fusion est largement réparti, 1-30g/10min ; forte capacité de développement et excellente qualité des produits. Exxon est la première entreprise au monde à réaliser la production industrialisée de POE, avec une capacité de production de 170 000 tonnes par an. En outre, Mitsui, LG, SK et d'autres entreprises ont également mis au point leurs systèmes de catalyse, occupant une place sur le marché du POE et dans l'industrie hautement concentrée du POE.

À l'heure actuelle, plusieurs entreprises nationales se sont attaquées à la technologie POE. Parmi elles, Wanhua Chemical a réalisé les progrès les plus rapides et a achevé l'essai pilote. L'usine POE de 200 000 tonnes devrait être mise en service en 2024. En outre, Maoming Petrochemical, Sierbang, Satellite Petrochemical et Huizhou All engineering projects ont proposé de planifier le POE ou en sont déjà à la phase pilote, et le processus de localisation du POE devrait s'accélérer.

Comparaison des performances de l'EVA et du POE

Dans le domaine du photovoltaïque, l'EVA et le POE ont leurs avantages et leurs inconvénients. L'EVA est bon marché, facile à traiter, résistant au stockage, rapide à réticuler et présente de bonnes performances de collage avec le verre et les fonds de panier ; les avantages du POE résident principalement dans ses bonnes propriétés matérielles et ses performances anti-PID. Excellente résistivité, taux élevé de barrière à la vapeur d'eau, résistance aux basses températures et au jaunissement.

Le principal inconvénient de l'EVA est que l'acétate de vinyle est facilement hydrolysé à la lumière, à l'oxygène et dans des environnements humides et chauds, produisant de l'acide acétique qui érode la surface de la cellule, le ruban, etc. et réagit également avec le Na dans le verre, ce qui peut générer une grande quantité d'ions mobiles. Les ions Na provoquent une atténuation de la puissance ; en même temps, l'EVA a tendance à jaunir à la lumière et à la chaleur, ce qui affecte la transmission de la lumière et provoque une perte de puissance globale du module.

Les inconvénients du POE sont les suivants : le POE a une faible polarité, et le solvant auxiliaire polaire est précipité à la surface du film pendant le traitement du film, ce qui donne une surface lisse et un déplacement facile ; la difficulté de traitement est trop importante, et la lèvre du film est facile à accrocher ; le prix global des particules de POE est plus élevé que celui de l'EVA. Coûteux. On estime généralement qu'au cours des prochaines années, le taux d'application des particules POE dans les particules de film augmentera, principalement en raison des facteurs suivants :

1. Cellule de type N : le rendement de conversion photoélectrique actuel des cellules de type P est proche de la limite supérieure de 24,5%, tandis que la limite supérieure du rendement de conversion des cellules de type N est plus élevée ; le complexe bore-oxygène dopé dans la plaquette de silicium de la cellule de type P accélère la décroissance du potentiel, tandis que la batterie de type N dopée à l'échelle présente de bonnes performances anti-décroissance. L'effet PID de la batterie de type N est plus sensible à la surface de réception de la lumière, et le module de type N avec une atténuation PID importante causera également des dommages irréversibles après le retour de la lumière. Par conséquent, le choix d'un film POE pour l'emballage peut réduire le taux global de transmission de vapeur d'eau du module et prolonger la durée de vie du module. Par conséquent, la promotion des piles de type N peut augmenter la quantité de POE.

2. Puissance des batteries à grande échelle : ces dernières années, la puissance des différents types de composants des batteries a été considérablement améliorée, la production de chaleur a augmenté et la température aura un impact plus important sur les propriétés électriques de la batterie, telles que la puissance de crête et la tension en circuit ouvert. Les exigences en matière de performances électriques seront plus élevées.

3. L'amincissement du verre de couverture et l'augmentation des composants à double verre : Selon les données de l'ACIP, les épaisseurs de verre actuelles sont principalement <2,5 mm, 2,8 mm et 3,2 mm ; la part de marché du verre de couverture d'une épaisseur <2,5 mm est de 32%, et l'on s'attend à ce que cette proportion augmente pour atteindre environ 50% d'ici à 2025. L'amincissement du verre augmentera les exigences de performance des matériaux d'emballage, et le POE a une bonne résistance mécanique et une bonne ténacité.

Le film EPE peut combiner les avantages de l'EVA et du POE et constitue un axe de développement futur important du film. En outre, les excellentes propriétés matérielles du POE ont un potentiel d'application colossal dans les automobiles, les fils, les câbles, les machines, les semelles de chaussures, les adhésifs thermofusibles, etc. Avec l'accélération du processus de chinoisisation, le POE cultivera un espace de marché plus important.