Analiza întregii lanțuri industriale a EVA/POE

Prefață

În ultimii ani, în contextul dezvoltării rapide a industriei fotovoltaice, cererea pentru materialele prime ale particulelor de film fotovoltaic (EVA/POE) a crescut rapid. De asemenea, crește și cererea pentru mașinile de extrudare a plasticului din China. Conform statisticilor, aproape toată capacitatea globală de producție a filmelor se concentrează în China. În același timp, EVA și POE sunt materialele de ambalare esențiale, iar China depinde încă mult de importuri. În 2021, dependența țării noastre de importurile de EVA va depăși încă 50%, iar producătorii din străinătate vor monopoliza POE. Importurile, expansiunea rapidă a cererii la amonte și rata scăzută a producției interne au deschis un spațiu larg de piață pentru dezvoltarea materialelor EVA și POE.

Tipuri de filme fotovoltaice și comparatie

Industria fotovoltaică a Chinei a început devreme, are un grad ridicat de dezvoltare și o capacitate mare de producție la multe link-uri din lanțul industrial. A devenit promotorul și liderul dezvoltării industriei fotovoltaice globale, mai ales a industriei filmelor fotovoltaice. După restructurarea industriei, companiile străine s-au retras de pe piață. Conform datelor anuale ale lui Foster, aproximativ 90% din costurile de producție ale firmelor de filme fotovoltaice sunt costurile materiilor prime directe.

EVA/POE, materia primă pentru mașina de extrudare a plasticului din China, este de asemenea materia primă esențială pentru filmele fotovoltaice, iar gradul de localizare este scăzut. Până în 2021, capacitatea de producție a EVA a Chinei va ajunge la 1,772 milioane de tone, reprezentând 27% din totalul mondial; în timp ce capacitatea globală de producție a POE/POP depășește 1 milion de tone datorită procesului de polimerizare, catalizatorilor metalloceni, a-olefinelor și altor link-uri care prezintă bariere tehnologice ridicate, capacitatea de producție a POE este concentrată în principal în mâinile Dow, Mitsui, LG și alte companii; China nu a realizat încă aplicarea industrială la scară largă a POE.

Există patru tipuri principale de filme fotovoltaice pe market: mașina de extruzie plastică din China film transparent EVA, film alb EVA, film POE și film co-extrudat EPE. Filmul transparent EVA a devenit materialul de ambalare dominant pe piață datorită avantajelor sale de preț și performanței de procesare, reprezentând aproximativ 52%; filmul alb EVA conține o cantitate anume de dioxid de titan și alte umpluri albe adăugate resinii EVA pentru a îmbunătăți lumina secundară. Reflectivitatea este folosită în principal pentru ambalarea spatei modulelor cu glas single și glas double. Când se utilizează EVA alb în loc de EVA transparent, câștigul de putere al modulelor cu glas double poate atinge 7-10 W, iar câștigul de putere al modulelor cu glas single este de 1-3 W.

Mașina de extrudare a plasticului din China, filmul POE este materialul de ambalare dominant pentru modulele cu glas double datorită performanței unice anti-PID, rezistivității mari și faptului că nu se hidrolizează ușor; procesul de co-extrudare face ca filmul EPE să fie extrudat din resină EVA și POE; acesta are atât performanța excelentă de procesare a EVA, cât și bună performanță anti-PID și rezistență la vaporii de apă a POE. Conform prognozei CPIA, cotă de piață a filmului transparent EVA și alb EVA va scădea în următorii ani, iar cota de piață a filmului EPE va crește semnificativ. Cererea pentru mașinile de extrudare a plasticului din China va crește și ea semnificativ.

Situația actuală și perspectiva pieței EVA

EVA se află în partea mijlocie și inferioară a lanțului industrial chimic, iar materiile prime directe sunt etilenul și acetatul de vinil. Cu expansiunea rapidă a capacității de producție a EVA, cererea pentru acetatul de vinil bazat pe etilen a crescut semnificativ. În schimb, acetatul de vinil bazat pe etilen nu s-a extins eficient în ultimii cinci ani. Contradicția dintre oferta și cererea a devenit tot mai pronunțată.

Mașina de extrudare a plasticului din China pentru EVA are patru procese de producție: polimerizarea în soluție, polimerizarea în emulsie, polimerizarea în suspendare și polimerizarea continuă în masă la presiune ridicată. Actuala producție industrială este metoda de polimerizare continuă în masă la presiune ridicată, care poate fi divizată în metoda tubulară sau în metoda cu cazan. Tehnologia tubulară a Basel și tehnologia autoclavă a ExxonMobil sunt în prezent cele mai răspândite pentru producerea materialelor fotovoltaice. Metoda tubulară a Basel este echipată cu un valvul pulsator, care poate spăla peretele interior al reactorului în timpul procesului de reacție, reduce aglomerarea polimerilor și reduce cristalinitatea. Formarea punctelor poate produce materiale fotovoltaice în mod durabil și în proporții mari. Metoda cu cazan nu este echipată cu un valvul pulsator. În stare de presiune ultra-elevată, EVA se dizolvă în etilen și VA și precipită pe peretele tubului când se răcește, rezultând lipirea de perete. Metoda cu cazan necesită curățarea frecventă a reactorului atunci când se produc materiale fotovoltaice, iar proporția materialelor fotovoltaice este relativ scăzută.

Mașina de extrudare a plasticului din China Conform conținutului de VA, EVA poate fi împărțită în trei categorii: resină EVA (conținut de VA de 5%-40%), elastomer EVA (conținut de VA de 40%-70%) și emulsie EVA (conținut de VA de 70%-95%); toate acestea discutate mai jos sunt resine EVA.

Conform statisticilor IHS, în 2021, capacitatea globală de producție a EVA va fi de 6,5 milioane de tone, iar cele trei regiuni Asia de Nord-Est, America de Nord și Europa de Vest vor reprezenta 88%. Coreea de Sud 1,18 milioane de tone (reprezentând 18%), Japonia 640.000 de tone (reprezentând 10%), Taiwanul din China 510.000 de tone (reprezentând 8%)

Din 2017 până în 2020, rata de creștere a capacității globale de producție a EVA a fost relativ lentă. În 2021, impulsionată de vârful de carbon și neutralitatea carbonului, industria fotovoltaică globală a intrat într-o nouă fază de dezvoltare, iar EVA a cunoscut noi oportunități de dezvoltare. În 2021, noua capacitate globală de producție a EVA a ajuns la 1,1 milioane de tone, dintre care noua capacitate a Chinei este de 800.000 de tone și cea a Coreei de Sud de 300.000 de tone. În următorii ani, noua capacitate globală de producție va continua să se concentreze în principal pe producătorii chinezi. Conform estimărilor noastre, din 2022 până în 2024, noua capacitate globală de producție a EVA ar putea ajunge la 1,08 milioane de tone, cu o rată medie anuală de creștere de 5,3%.

Capacitatea de producție a EVA a mașinii de extrudare a plasticului din China este distribuită în principal în bazele chimice de cărbune de coastă și de interior. Capacitatea de producție a EVA din China de Est reprezintă până la 66%, în timp ce cele din China de Nord și Nord-Vest reprezintă 17% și 17%, respectiv. Terenul reprezintă 90% din consumul intern total, iar diferența dintre cele două zone este vizibilă. Datorită expansiunii rapide a companiilor de filme și cabluri din China de Est, consumul de materiale fotovoltaice și materiale pentru cabluri reprezintă o proporție mai mare. În domeniul materialelor, cel mai important este consumul de spumă și adeziv termofuzibil.

În ultimii ani, cu dezvoltarea pe scară largă a rafinăriilor și a proiectelor de carburant din cărbune, firmele private s-au aliniat una după alta pe traseul EVA, diversificând astfel oferta. S-a format o situație tripartită a firmelor statale, joint-venture și private.

În prezent, doar trei companii din China pot produce EVA transparent de grad fotovoltaic. Între 2021 și 2022, deși multe seturi de echipamente vor fi puse în producție, nu s-a observat o creștere eficientă a materialelor fotovoltaice, iar oferta actuală rămâne limitată. Cu Sailbond, Lianhong, Formosa Plastics și surse din străinătate ca principale furnizori, toate echipamentele actuale capabile să producă materiale fotovoltaice sunt în plină funcțiune, iar transformarea altor echipamente în materiale fotovoltaice este complexă și viscozitatea este ridicată. O producție pe termen lung ar bloca conductele, iar echipamentele vechi vor fi convertite la producția de materiale fotovoltaice. Materialele fotovoltaice trebuie oprite frecvent pentru curățarea conductelor. În ceea ce privește noua capacitate de producție: Sinochem Quanzhou, Yangzi Petrochemical și Yanchang Yulin nu au produs materiale fotovoltaice; în 2022, creșterea materialelor fotovoltaice va proveni în principal de la Zhejiang Petrochemical și fabricile LG, Dushanzi urmând să pună în funcțiune 200.000 de tone de EVA în curând, fiind prevăzută intrarea în operare la ora 9:30.

Pe termen lung, China EVA are încă un număr mare de planuri pentru noi capacități de producție, dar dacă produce materiale fotovoltaice, totuși necesită o perioadă lungă de producție: durata construcției proiectului este de aproximativ trei ani; după începerea producției, va dura 0,5-1 an pentru a produce LDPE înainte de a trece la producția de EVA; după stabilizarea producției de produse calificate, producătorii de filme din aval au nevoie de 3-6 luni pentru testare, ciclul total al proiectului durează aproximativ patru ani, iar nu toate materialele fotovoltaice pot fi produse — limita superioară a randamentului de materiale fotovoltaice tubulare este de 80%-100 %, iar limita superioară a materialelor fotovoltaice prin metoda de acoperire este de 10%-30%.

Comerțul interregional al produselor EVA nu este activ și se bazează în principal pe circulația intra-regională. Asia de Nord-Est este centrul principal de comerț al lumii, existând numeroase schimburi comerciale cu regiuni semnificative. În 2018, volumul total global al comerțului interregional a fost de 850.000 de tone. America de Nord, Asia de Nord-Est și Europa de Vest sunt zonele net exportatoare de EVA, dintre care Statele Unite au un volum net de export de 90.000 de tone, Asia de Nord-Est are un volum net de export de 88.000 de tone, iar Europa de Vest are un volum net de export de 90.000 de tone — importatorii majori de EVA. Asia de Nord-Est are un comerț activ, iar China este cel mai mare importator din lume. În prezent, capacitatea de producție a EVA a Chinei este insuficientă, depinzând masiv de importuri. În ultimii cinci ani, dependența de import a rămas peste 50%. În 2021, importurile de EVA ale Chinei vor atinge 1.116.700 de tone; cele trei locuri reprezintă 70% din importurile Chinei.

Datorită dezvoltării rapide a industriei fotovoltaice și a altor sectoare, consumul de EVA al Chinei a crescut rapid. În 2021, consumul de EVA al Chinei va ajunge la 2,053 milioane de tone, cu o rată medie de creștere compundă de 9,52% în ultimii cinci ani. EVA este utilizat larg, în principal în domeniile fotovoltaic, materiale textile pentru încălțăminte, electricitate și alte domenii; structura consumului în aval: materiale fotovoltaice 37%, materiale spumă 28%, materiale pentru cabluri 17%, adezivi termofuzibili 7%, acoperiri 7%, filme agricole 1%. Ca cel mai mare consumator în aval, materialele fotovoltaice se așteaptă să continue să se extindă în viitor.

Conform prognozei CPIA privind capacitatea instalată globală de energie fotovoltaică, combinată cu tendința de schimbare a participației materialelor pentru filme, se calculează cererea viitoare pentru EVA. În cazul mediu:

1. Din perspectiva datelor privind capacitatea instalată, rata de creștere a instalațiilor fotovoltaice globale va atinge punctul maxim în perioada 2021-2023, apoi rata de creștere va scădea relativ.

2. În condițiile medii, creșterea cererii pentru rezina EVA va atinge 240.000 de tone (2021), 210.000 de tone (2022), 150.000 de tone (2023) și 100.000 de tone (2024). În ceea ce privește capacitatea de producție de materiale fotovoltaice, materialele fotovoltaice vor continua să fie în lipsă în 2022, iar prosperitatea se așteaptă să continue.

3. Cu accelerarea producției interne de EVA, rata auto-suficienței de EVA va crește treptat, dar va menține totuși o dependență mare de import.

Situația actuală și perspectivele pieței POE Situația actuală și perspectivele pieței POE

Materia primă POE pentru mașinile de extrudare a plasticului din China, elastomerul poliolefinic este un tip de material poliolefinic copolimerizat din etilen și propilen sau alte α-olefine (cum ar fi 1-butene, 1-hexene, 1-octene, etc.). Comparat cu plasticele poliolefinice, conținutul de comonometri în lanțul molecular este mai mare, iar densitatea este mai mică. Elastomerii poliolefinici includ în principal copolimeri de etilen-propilen și copolimeri de etilen/α-olefin, dintre care elastomerii de copolimer etilen-propilen includ două tipuri de cauciuc etilen-propilen (EPM) și cauciuc etilen-propilen-propilen (EPDM); elastomerii de copolimer etilen/α-olefin includ în principal copolimer random etilen/α-olefin (POE) și copolimer bloc etilen/α-olefin (OBC).

Datorită structurii moleculare unice, POE are proprietăți reologice bune, proprietăți mecanice, proprietăți anti-ultraviolete, rezistență bună la temperaturi joase și o bună afinitate cu poliolefinile. Este folosit larg în domeniile modificării și preparării filmelor.

Din perspectiva aplicațiilor terminale, piața chineză este dominată de industria auto, cu un consum de 68%, modificarea polimerilor reprezentând 19%, fire și cabluri 9%, iar alte domenii în jur de 4%. POE-ul meu țării depinde de importuri, iar piața consumatorilor trebuie încă cultivată, putând înlocui în viitor o parte din cauciucuri și plastice.

Companiile străine monopolizează capacitatea globală de producție a POE, iar China nu a realizat încă aplicarea industrială. Capacitatea totală globală de producție a POE/POP depășește 1 milion de tone/an, Dow Dow este liderul în domeniul POE, iar capacitatea sa de producție reprezintă cea mai mare parte; există mai mult de 20 de grade; indicele de topire este foarte variat, între 1-30 g/10 min; are o putere de dezvoltare puternică și o calitate excelentă a produselor. Exxon este prima companie din lume care a realizat producția industrială de POE, cu o capacitate de producție de 170.000 de tone pe an. De asemenea, Mitsui, LG, SK și alte companii au dezvoltat sistemele lor catalitice, ocupând un loc în piața POE și în industria extrem de concentrată a POE.

În prezent, mai multe companii din țară au abordat tehnologia POE. Printre ele, Wanhua Chemical a făcut progresele cele mai rapide și a finalizat testul pilot. Se estimează că planta de 200.000 de tone de POE va fi pusă în funcțiune în 2024. De asemenea, Maoming Petrochemical, Sierbang, Satellite Petrochemical și Huizhou All au propus să planifice producția de POE sau sunt deja în stadiul pilot, iar procesul de localizare a POE se așteaptă să se accelereze.

Comparativul performanțelor EVA și POE

În fotovoltaică, EVA și POE au avantaje și dezavantaje. EVA este ieftin, ușor de procesat, rezistent la stocare, rapid în reticulare și are o bună performanță de legare cu sticla și panourile posterioare; avantajele POE sunt în principal în proprietățile bune ale materialelor și performanța anti-PID. Rezistență excelentă, rata ridicată de barieră la vaporii de apă, rezistență la temperaturi joase și galbenire.

Dezavantajul principal al EVA este că acetatul de vinil se hidrolizează ușor în mediul luminos, oxigenat și umed-cald, producând acid acetic, care erodează suprafața celulei, banderolei etc., precum și reacționează cu Na din sticlă, generând o cantitate mare de ioni Na mobilizați liber. Ioni Na cauzează atenuarea puterii; în același timp, EVA este predispusă la galbenire în mediul luminos și cald, afectând transmiterea luminii și provocând pierderi generale de putere ale modulului.

The disadvantage of POE is: that POE has a low polarity, and the polar auxiliary solvent is precipitated on the surface of the film during the film processing, resulting in a smooth surface and easy displacement; the processing difficulty is too significant, and the film lip is easy to hang; the overall price of POE particles is higher than that of EVA. Expensive. It is generally believed that in the next few years, the application ratio of POE particles in film particles will expand, mainly due to the following factors:

1. N-type cell: the current P-type cell photoelectric conversion efficiency is close to the upper limit of 24.5%, while the upper limit of the N-type cell conversion efficiency is higher; the doped boron-oxygen complex in the silicon wafer of the P-type cell will cause the potential decay to accelerate, N-type battery doped with scale, good anti-fading performance. The PID effect of the N-type battery is more sensitive to the light-receiving surface, and the N-type module with significant PID attenuation will also cause irreversible damage after the light is restored. Therefore, choosing POE film for packaging can reduce the module’s overall water vapor transmission rate and prolong the module’s service time. Therefore, the promotion of N-type batteries can increase the amount of POE.

2. Large-scale battery power: In recent years, the power of different types of battery components has been significantly improved, the heat generation has increased, and the temperature will have a more significant impact on the electrical properties of the battery, such as peak power and open-circuit voltage. The electrical performance requirements will be higher.

3. Thinning of cover glass and increase of double-glass components: According to CPIA data, the current glass thicknesses are mainly <2.5mm, 2.8mm, and 3.2mm; among which, the market share of cover glass with thickness <2.5mm is 32%, It is expected that the proportion will increase to about 50% by 2025. The thinning of glass will increase the performance requirements of packaging materials, and POE has good mechanical strength and toughness.

EPE film can combine the advantages of EVA and POE and is a significant future development direction of the film. In addition, the excellent material properties of POE have colossal application potential in automobiles, wires, cables, machinery, shoe soles, hot melt adhesives, etc. With the acceleration of the process of Chineseization, POE will cultivate a more significant market space.