EVA/POEの全産業チェーン分析

序文

近年、太陽光発電産業が急速に発展するにつれ、太陽光発電用フィルム粒子（EVA/POE）の原材料需要が急増しています。中国のプラスチック押出機の需要も高まりつつあります。統計によると、世界のフィルム生産能力のほぼすべてが中国に集中しています。同時に、EVAとPOEは核心的な包装材料であり、中国は依然として輸入に大きく依存しています。2021年には、我が国のEVAの輸入依存度は依然として50％を超える見込みで、海外メーカーがPOEを独占しています。下流需要の急速な拡大と国内生産率の低さにより、EVAおよびPOE材料の開発には広い市場空間が生まれています。.

太陽光発電用フィルムの種類と比較

中国の太陽光発電産業は早くから始まり、高度に発展しており、産業チェーンの多くの段階で高い生産能力を有しています。特に太陽光発電フィルム産業においては、世界の太陽光発電産業の発展を促進し、リーダーとなっています。業界再編後、外国企業は市場から撤退しました。フォスターの年次データによると、太陽光発電フィルムの企業の生産コストの約90％は直接的な原材料コストです。.

中国のプラスチック押出機の原材料であるEVA/POEは、太陽光発電フィルムの核心的な原材料でもあり、その国産化率は低いです。2021年時点で、中国のEVA生産能力は合計177万2千トンに達し、世界全体の27％を占めます。一方、POE/POPの世界生産能力は100万トンを超えますが、ポリマー化プロセス、メタロセン触媒、α-オレフィンなどの工程には高い技術的障壁があり、POEの生産能力は主にダウ、三井、LGなどの企業に集中しています。中国はまだPOEの大規模な工業的応用を実現していません。.

市場には主に4種類の太陽光発電用フィルムがあります：透明EVAフィルム、白色EVAフィルム、POEフィルム、共押出EPEフィルムです。透明EVAフィルムは価格優位性と加工性能の優位性から現在の市場で主流の包装材料となり、約52％を占めています。白色フィルムEVAは、EVA樹脂に一定量の二酸化チタンや他の白色充填材を添加し、二次光を改善したものです。反射率は主に単層ガラスモジュールと複層ガラスモジュールの裏側包装に使用されます。透明EVAの代わりに白色EVAを使用すると、複層ガラスモジュールの出力増加は7～10Wに達し、単層ガラスモジュールでは1～3Wの出力増加が得られます。 中国プラスチック押出機 中国のプラスチック押出機、POEフィルムは独特の抗PID性能、高い抵抗率、水解しにくいことから、複層ガラスモジュールの主流の包装原材料となっています。共押出プロセスにより、EVAとPOE樹脂を押出成形したEPEフィルムが作られ、EVAの優れた加工性能とPOEの優れた抗PID性能および水蒸気耐性を兼ね備えています。CPIAの予測によると、今後数年間で透明EVAと白色EVAフィルムの市場シェアは減少し、EPEフィルムの市場シェアは大幅に増加します。それに伴い、中国のプラスチック押出機の需要も大幅に増加する見込みです。.

EVA市場の現状と展望.

EVAは化学産業チェーンの中下流に位置し、直接の原材料はエチレンと酢酸ビニルです。EVA生産能力の急速な拡大に伴い、エチレンベースの酢酸ビニルの需要が著しく増加しています。対照的に、過去5年間でエチレンベースの酢酸ビニルの生産は効果的に拡大していません。供給と需要の矛盾がますます顕著になっています。

中国のプラスチック押出機のEVAには、溶液重合、乳化重合、懸濁重合、高圧バルク連続重合の4つの生産プロセスがあります。現在の工業生産は高圧バルク連続重合法で、管式または釜式に分けられます。バーゼルの管式技術とエクソンモービルのオートクレーブ技術が現在、太陽光発電材料の生産で主流です。バーゼルの管式法はパルス弁を装備しており、反応過程でリアクター内壁を洗浄し、ポリマーの付着を減らし、結晶性を低減できます。点形成が持続的かつ高割合で行われ、太陽光発電材料を生産できます。釜式法にはパルス弁がありません。超高圧状態下では、EVAがエチレンとVAに溶解し、冷却時に管壁に析出して壁に付着します。釜式法は太陽光発電材料を生産する際、頻繁にリアクターを清掃する必要があり、太陽光発電材料の割合は比較的低くなります。.

中国のプラスチック押出機によるEVAは、VA含有量によって3つに分類できます：EVA樹脂（VA含有量51％～40％）、EVAエラストマー（VA含有量40％～70％）、EVA乳液（VA含有量70％～95％）。以下で取り上げるものはすべてEVA樹脂です。.

IHSの統計によると、2021年の世界のEVA生産能力は650万トンで、北東アジア、北米、西欧の3地域が88％を占めます。韓国118万トン（18％）、日本64万トン（10％）、中国台湾51万トン（8％）です。.

2017年から2020年にかけて、世界のEVA生産能力の成長率は比較的緩やかでした。2021年、カーボンピークとカーボンニュートラルの推進により、世界の太陽光発電産業は新たな発展段階に入り、EVAも新たな発展のチャンスを迎えました。2021年の世界の新規EVA生産能力は110万トンに達し、うち中国の新規生産能力は80万トン、韓国の新規生産能力は30万トンです。今後数年間、世界の新規生産能力は依然として主に中国のメーカーに集中する見込みです。当社の推定によると、2022年から2024年にかけて、世界の新規EVA生産能力は108万トンに達し、年平均成長率は5.3％になる見込みです。

中国のプラスチック押出機のEVA生産能力は主に沿岸部および内陸の石炭化学基地に分布しています。華東地区のEVA生産能力は66％に達し、華北地区と西北地区はそれぞれ17％ずつです。国内消費の90％は陸上に集中しており、両地域間の差は顕著です。華東地区ではフィルムおよびケーブル企業が急速に拡大しているため、太陽光発電材料とケーブル材料の消費がより高い割合を占めています。材料分野では主にフォームとホットメルト接着剤の消費が目立ちます。.

近年、大規模な精製および石炭からオレフィンへの転換が進む中、民間企業が相次いでEVA分野に参入し、供給主体が多様化しています。国有企業、合弁企業、民間企業の三極構造が形成されています。.

In recent years, with large-scale refining and coal-to-olefins development, private enterprises have poured into the EVA track one after another, and the main body of supply has been diversified. A three-pronged situation of state-owned, joint-venture, and private enterprises has been formed.

現在、中国で太陽光発電グレードの透明EVAを生産できる企業は3社に限られています。2021年から2022年にかけて、多くの装置が生産ラインに投入されるものの、太陽光発電材料の効果的な増加は見られず、現時点での供給側は依然として逼迫しています。主な供給源としては、Sailbond、Lianhong、フォルモサ・プラスチックスおよび海外からの調達があり、現在太陽光発電材料を生産可能な装置はすべて既にフル稼働状態です。また、他の装置を太陽光発電材料へ転換するのは複雑で、粘度も高いため、長期的な生産ではパイプラインが詰まりやすくなります。古い装置を改修して生産に転用する場合、頻繁に太陽光発電材料の生産を停止し、パイプラインを清掃する必要があります。新規生産能力に関しては、中国石化泉州、揚子石油化学、延長油田ユリンはまだ太陽光発電材料を生産していません。2022年には、主に浙江石化とLGの工場から太陽光発電材料の増加が見込まれます。そのうち、独山子の20万トン規模のEVA設備は近日中に引き渡され、9月30日に試運転開始予定です。.

長期的には、中国のEVA市場には依然として多くの新規生産能力計画がありますが、太陽光発電材料を生産する場合、長い生産期間が必要です。プロジェクトの建設期間は約3年間で、生産開始後も最初にLDPEを製造し、その後EVA生産に切り替えるまでに0.5～1年を要します。品質の安定した製品が生産された後、下流のフィルムメーカーが試験生産を行うのに3～6か月かかり、プロジェクト全体のサイクルは約4年になります。また、すべての太陽光発電材料を生産できるわけではなく、チューブ型太陽光発電材料の収率上限は80%-100 %、カバー方式の太陽光発電材料の収率上限は10%-30%です。.

EVA製品の地域間貿易は活発ではなく、主に地域内循環に依存しています。東北アジアは世界の貿易ハブであり、多くの重要な地域との貿易交流があります。2018年の世界の地域間貿易量は合計85万トンでした。北米、東北アジア、西ヨーロッパはEVAの純輸出地域であり、そのうちアメリカの純輸出量は9万トン、東北アジアは8万8千トン、西ヨーロッパは9万トンです。主要なEVA輸入国である東北アジアでは貿易が活発で、中国は世界最大の輸入国です。現在、中国のEVA生産能力は不足しており、輸入に大きく依存しています。過去5年間、輸入依存度は50%以上を維持しています。2021年には中国のEVA輸入量は111万6700トンに達し、このうち3つの地域が中国の輸入量の70%を占めています。.

太陽光発電などの産業の急速な発展により、中国のEVA消費量は急成長しています。2021年には中国のEVA消費量が205万3千トンに達し、過去5年間の複合成長率は9.52%でした。EVAは広く使用されており、主に太陽光発電、繊維・靴材、電気などに利用されています。下流の消費構造は、太陽光発電材料が37%、発泡材料が28%、ケーブル材料が17%、ホットメルト接着剤が7%、コーティングが7%、農業用フィルムが1%です。最も大きな下流消費者である太陽光発電材料は今後も拡大が見込まれます。.

CPIAの世界の太陽光発電設置容量の予測に基づき、フィルム材料のシェアの変化傾向を組み合わせて、今後のEVA需要を算出しました。平均ケースでは：

1. 設置容量データの観点から見ると、世界の太陽光発電設置量の伸び率は2021～2023年にピークを迎え、その後伸び率は比較的低下していきます。.

2. 平均的な条件下では、EVA樹脂の需要増加は2021年に24万トン、2022年に21万トン、2023年に15万トン、2024年に10万トンに達します。太陽光発電材料の生産能力の面では、2022年も太陽光発電材料は依然として不足し、好況が続く見込みです。.

3. 国内のEVA生産が加速するにつれ、EVAの自給率は徐々に上昇しますが、依然として高い輸入依存度を維持することになります。.

POE市場の現状と展望 POE市場の現状と展望

中国のプラスチック押出機用原料であるPOE、ポリオレフィンエラストマーは、エチレンとプロピレンまたは他のα-オレフィン（例えば1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテンなど）を共重合したポリオレフィン材料です。ポリオレフィンプラスチックと比べると、分子鎖中の共重合体の含有量が高く、密度が低くなっています。ポリオレフィンエラストマーには主にエチレンプロピレン共重合体とエチレン/α-オレフィン共重合体があり、その中でもエチレンプロピレン共重合体エラストマーにはエチレンプロピレンゴム（EPM）とエチレンプロピレンプロピレンゴム（EPDM）の2種類があります。エチレン/α-オレフィン共重合体エラストマーには主にエチレン/α-オレフィンランダム共重合体（POE）とエチレン/α-オレフィンブロック共重合体（OBC）があります。.

POEはその独特な分子構造により、優れた流動特性、機械的特性、耐紫外線特性、低温靭性を持ち、ポリオレフィンとの親和性も良好です。そのため、改質やフィルム製造の分野で広く利用されています。.

末端用途の観点から見ると、中国市場は自動車産業が中心で、消費量は68%、ポリマー改質が19%、ワイヤー・ケーブルが9%、その他分野が約4%を占めています。我が国のPOEは輸入に依存しており、消費者市場はまだ育成が必要ですが、将来的には一部のゴムやプラスチックを代替できるようになるでしょう。.

海外企業が世界のPOE生産能力を独占しており、中国はまだ工業化への応用に至っていません。世界のPOE/POPの総生産能力は100万トン/年以上に達しており、Dow DowがPOE分野のリーダーで、その生産能力が最も高い割合を占めています。グレード数は20種類以上あり、融解指数は1～30g/10minと幅広く分布しています。開発力が強く、製品品質も優れています。Exxonは世界で初めてPOEの工業化生産を実現した企業で、年間生産能力は17万トンです。さらに、三井、LG、SKなどの企業も触媒システムを開発し、POE市場と高度に集中したPOE産業において一席を占めています。.

現在、いくつかの国内企業がPOE技術の開発に取り組んでいます。その中でも万華化学が最も早く進歩し、試験生産を完了しました。20万トン規模のPOEプラントは2024年に稼働する見込みです。また、茂名石化、四邦、衛星石化、惠州全工程プロジェクトもPOEの計画を提案したり、すでに試験段階に入ったりしており、POEの国産化プロセスは加速すると期待されます。.

EVAとPOEの性能比較

太陽光発電において、EVAとPOEにはそれぞれ長所と短所があります。EVAは価格が安く、加工が容易で保管に耐え、架橋速度が速く、ガラスやバックプレーンとの接着性能が良好です。一方、POEの長所は主に優れた材料特性と抗PID性能にあります。優れた絶縁抵抗、高い水蒸気バリア率、低温耐性、黄変耐性などが挙げられます。.

EVAの主な短所は、酢酸ビニルが光、酸素、高温多湿環境下で容易に加水分解し、酢酸を生成することです。これによりセルやリボンなどの表面が侵食され、ガラス中のNaと反応して大量の自由移動可能なNaイオンが生成し、出力低下を引き起こします。同時に、EVAは光熱環境下で黄変しやすく、光透過率に影響を与え、モジュール全体の出力損失を引き起こします。.

POEの欠点は以下のとおりです：POEの極性が低く、フィルム加工中に極性を持つ補助溶媒がフィルム表面に析出するため、表面が滑らかになり、ずれやすくなります。また、加工難度が非常に高く、フィルムの縁が引っかかりやすくなります。さらに、POE粒子の全体的な価格はEVAよりも高いため、コストがかかります。一般的には、今後数年間でフィルム粒子におけるPOE粒子の使用比率が拡大すると考えられており、その主な要因は以下の通りです：

1. N型セル：現在のP型セルの光電変換効率は24.5%という上限に近づいていますが、N型セルの変換効率の上限はこれより高いです。P型セルのシリコンウェハーにドープされたホウ素-酸素複合体は電位の低下を加速させるため、N型セルはスケールを用いてドーピングされ、耐褪色性能に優れています。N型セルのPID効果は受光面に対してより敏感であり、PIDが著しく低下したN型モジュールは、光が復元された後も不可逆的な損傷を引き起こす可能性があります。そのため、パッケージングにPOEフィルムを選択することで、モジュール全体の水蒸気透過率を下げ、モジュールの使用寿命を延ばすことができます。したがって、N型セルの普及によりPOEの需要が増加すると見込まれます。.

2. 大規模バッテリーの電力：近年、さまざまなタイプのバッテリーコンポーネントの出力が大幅に向上し、発熱量が増加しています。これにより、温度がバッテリーの電気的特性、例えばピーク出力や開放電圧などにより顕著な影響を及ぼすようになり、電気的性能に対する要求が一段と高まっています。.

3. カバーガラスの薄型化とダブルガラス部品の増加：CPIAのデータによると、現在のガラス厚みは主に2.5mm未満、2.8mm、3.2mmとなっています。このうち、厚み2.5mm未満のカバーガラスの市場シェアは32%で、2025年までにその割合が約50%に上昇すると予測されています。ガラスの薄型化に伴い、パッケージング材料に対する性能要求が高まりますが、POEは優れた機械的強度と靭性を備えています。.

EPEフィルムはEVAとPOEの利点を兼ね備えており、今後のフィルムの重要な開発方向です。また、POEの優れた材料特性は自動車、電線、ケーブル、機械、靴底、熱可塑性接着剤などにおいて大きな応用可能性を秘めています。中国化のプロセスが加速するにつれて、POEはさらに大きな市場空間を育んでいくでしょう。.