一文了解高端聚烯烃产业

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1、高端聚烯烃具备高技术门槛，进口替代市场超1000亿

高端聚烯烃通常具有高技术含量、高应用性能、高市场价值的特点，产品技术门槛较高，产品专用性较强、需要服务导向型销售，产品价格较高、波动小。

高端聚烯烃相比普通聚烯烃有着更优秀的性能。根据聚丙烯人公众号，茂金属聚乙烯薄膜具有优良的物理机械性能，比如：抗穿刺，耐冲击，拉力高，撕裂好等特点。同时，它具有食品包装需要的防潮、隔气、抗氧化、耐油、耐冻、耐蒸煮、耐化学腐蚀，无毒、无味、不影响食品营养成分，保持食品香味、印刷性能好、容易开口等特性；而一般性的LLDPE薄膜在油脂存在情况下易产生迁移、氧化，在碱、酸或者强力表面活性剂的作用下，热封焊缝往往会破裂，造成污染，二者性能有明显差距。

高端聚烯烃可分为大宗品种的高端牌号以及特种聚烯烃两大类。根据张丽等人所著《化工新材料补短板路径研究》，高端聚烯烃主要包括两大类：一是大宗品种的高端牌号，如多峰及茂金属聚乙烯、茂金属聚丙烯，高碳α-烯烃共聚聚烯烃等；二是特殊品种的聚烯烃，如乙烯一辛烯共聚(POE)弹性体、乙烯一醋酸乙烯共聚(EVA)树脂、聚丁烯一1(PB一1)、超高分子量聚乙烯(uHMWPE)、乙烯一乙烯醇共聚树脂(EVOH)、环烯烃共聚物(COC／COP)等。

近年来，应用茂金属催化剂生产的聚烯烃产品产量迅速增加并凭借其优异的材料特性占据市场。具体来看，茂金属聚烯烃产品包括茂金属聚乙烯（mPE）、茂金属聚丙烯（mPP）、茂金属间规聚苯乙烯、茂金属环烯烃、聚烯烃弹性体（POE）等。

1.1 茂金属催化催化活性强，催化合成产品均一性优异

根据张志传等人所著《国产茂金属催化剂应用现状及主要产品性能分析研究》，茂金属催化剂通常是由茂金属化合物和助催化剂组成的催化体系。茂金属化合物一般指由过渡金属元素或稀土元素和至少一个环戊二烯或其衍生物作为配体而组成的茂金属配合物。助催化剂主要为烷基铝氧烷或有机硼化合物。

相比于其他催化剂，茂金属催化剂具有独特性能特点。根据韩云艳等人所著《茂金属催化剂及烯烃高分子材料研究新进展》，茂金属催化剂在催化合成聚合物时，其催化活性较其他催化剂优势明显，特别是以茂锆催化剂为典型代表；其次，由于茂金属催化剂催化活性中心单一，其催化聚合时，能够促进聚合物主链上共聚单体分子质量分布较窄且均匀，这就决定了其催化合成的聚合物均一性较好；此外，在催化不同单体共聚合方面，茂金属催化剂较其他催化剂有较好的优异性。

1.2 茂金属催化剂结构的多样性使其能生产多样的聚烯烃产品

茂金属有着丰富的结构，依据其结构的不同，可以生产出不同的聚烯烃。根据陈志康等人所著《茂金属催化剂体系及其丙烯聚合性能调控》，能够生产出茂金属聚丙烯的茂金属催化剂有上千种，但每种催化剂生产出来聚丙烯的结构各不相同；同一种催化剂在不同的反应条件下生成聚丙烯的结构也不尽相同。可见，茂金属催化剂体系的聚合行为要比传统的催化剂丰富得多，能够产生更多结构类型的聚烯烃。

根据徐迪等人所著《烯烃聚合催化剂的研究进展》，按照结构分类，茂金属催化剂可以分为无桥茂金属催化剂、桥联茂金属催化剂、桥联双（多）核茂金属催化剂、单茂基金属催化剂等多个类型，不同结构的茂金属催化剂有着不同功能特点。

1.3 茂金属催化剂的技术壁垒较高，国内尚未实现产业化

甲基铝氧烷（MAO）是茂金属催化剂的组分之一，其作用是使茂金属烷基化，生成活性中心。根据新思界网站发布的信息，全球范围内，甲基铝氧烷产能主要集中在日本、美国、欧洲等地区，主要供应商包括日本东曹、Albemarle、Lanxess、Chemtura、AkzoNobel等。受原材料、生产技术限制，目前我国不具备甲基铝氧烷工业化生产能力，仅有部分企业存在专利布局，产品主要从国外企业进口。

有关茂金属催化剂专利申请的地域分布方面，根据《茂金属催化剂专利技术综述》，美国在茂金属催化聚合方面的专利量最多，其次是日本、中国、德国、韩国。世界茂金属催化剂领域专利申请量排行中我国的中石化名列前茅，Univation、埃克森、菲利普石油、BP石油、巴塞尔聚烯烃等企业均有上榜，但文章认为相比国际先进水平，我国茂金属催化剂的技术研发水平还存在较大差距。

1.4 国内高端聚烯烃产业化水平亟待提高，进口替代空间达1000亿元

高端聚烯烃品种丰富，产品性能远优于普通聚烯烃。根据刊载于广州化工的《高端聚烯烃产品将是行业发展重点》，国内企业在mPE、mPP、EVA、超高分子量聚乙烯等高端聚烯烃产品上实现了连续生产，但是在辛烯共聚聚乙烯、EVOH、聚丁烯-1、EAA、POE等高端聚烯烃产品上尚未实现工业化生产，高端聚烯烃进一步的产业化迫在眉睫。

国内高端聚烯烃产品自给率仅41%，技术依存度高，进口产品替代市场达1000亿元。根据中国化工信息周刊公众号发布的文章，中国高端聚烯烃的消费规模超过1200万吨，但是自给率仅有41%，自给率严重低于其他高端树脂产品，其原因很大程度上来自技术壁垒的限制。国内聚烯烃工业目前依旧依赖国外技术的引进驱动，国产技术仍处于相对落后阶段。目前高端聚烯烃进口替代空间很大，根据中国供应商网数据，以高端聚烯烃均价1.5万元/吨估算，我们预计高端聚烯烃进口替代存在1000亿元以上的市场。

我们认为，所有高端聚烯烃产品核心壁垒都是催化剂。以高结晶聚丙烯（HCPP）为例，根据王雄等所著《高结晶聚丙烯（HCPP）的研发和产业化进展》，催化剂体系和聚合技术是影响产品等规度的重要因素。按聚合类型分，目前的主要工艺有BP公司的Innovene气相工艺、Chisso公司的气相法工艺、UCC公司的Unipol工艺、NTH公司的Novolen气相工艺、Sumitomo(住友)气相工艺、Basell(巴塞尔)公司的Spheripol工艺、三井公司开发的Hypol工艺以及Borealis公司的Borstar工艺等，不同的聚合过程需要选择相适应的聚合催化剂体系。

1.5 mPE国内市场未成熟，我们预计进口替代空间超200亿元

mPE具备良好刚性、透明性、热封强度、耐应力开裂性，被广泛应用于包装薄膜、管材、注塑、滚塑领域，其中包装薄膜领域是mPE最大的消费领域。据《茂金属聚乙烯市场现状与技术进展》，2019年，全球生产食品和非食品包装膜的 mPE 用量分别约占总消费量的 36%、47%。我们预计，随PE市场对材料要求上升，未来对mPE需求将进一步增长。

从现有市场规模来看，截止2020年，国内市场mPE消费量仅占国内PE总消费量的5.81%，而全球mPE消费对PE占比达23.91%，国内市场仍存较大发展空间。2020年国内mPE表观消费量达220.78万吨，国内产量仅为18.94万吨，进口依存度超90%，根据百川盈孚数据，按均价1.05万元/吨估算，我们测算进口市场替代空间超200亿。

2、 高端聚丙烯高度依赖进口，替代空间广阔

2.1 2016年高端聚丙烯进口量即达330万吨，各下游应用领域发展前景广阔

2016年高端聚丙烯专用料进口量就达到330万吨，我们预计未来高端聚丙烯专用料的需求将继续增长。根据赵文明所著《高端聚烯烃树脂产业发展现状及市场预测》，2016年高端聚丙烯专用料进口量就达到330万吨，随着下游消费结构升级，适合更高拉伸速度与幅宽及具有超薄、超透及更好低温热封性能的 BOPP 膜料，以及烟膜、电工膜、电容器膜等高端应用领域的BOPP膜料，柔软性和低温热封性能好的三元无规共聚CPP膜料纺粘无纺布、熔喷无纺布、细旦和超细旦聚丙烯纤维等高端无纺布专用料，聚丙烯管材料、汽车和电器用注塑料，高透明薄壁食品容器和医疗制品注塑料等专用料牌号市场发展前景较好。

高端聚丙烯种类丰富。根据助剂邦公众号，高端聚丙烯主要包括：茂金属聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、发泡聚丙烯、高透明聚丙烯、“三高两低”聚丙烯、低灰分热成型聚丙烯、高结晶聚丙烯、超高分子量聚丙烯、高光泽聚丙烯、低收缩率聚丙烯、抗菌聚丙烯等。其中，管材料、三元共聚流延膜料、透明料、中高熔高抗冲共聚料、热成型与薄壁注塑料、高熔纤维料等成为国内开发热点产品。

高端聚丙烯国内市场空间大，进口替代空间广阔。近年来国内聚丙烯产能和产量不断提升，2021年国内聚丙烯产能已超过3200万吨/年，我国聚丙烯通用料产能已经达到严重过剩程度。聚丙烯结构性供应过剩及供应不足的情况仍然存在，一方面是低端通用型产品过剩，另外一方面，一些高端共聚聚丙烯、膜级聚丙烯及透明料仍将以进口产品为主。根据百川盈孚数据，2020年我国聚丙烯进口量达655万吨，为近年最高，2021年进口量略微下降至480万吨。我国进口的聚丙烯中大部分为高端聚丙烯产品，替代空间广阔。

2.2 茂金属聚丙烯性能优异，国内未实现工业化生产

2.2.1 茂金属聚丙烯相较普通聚丙烯优势明显，产品性能优异

聚丙烯是世界第二大通用塑料品种，其工业技术发展的主要关键在于催化剂。聚丙烯是一种应用非常广泛的通用塑料，目前世界聚丙烯的消费量仅次于聚乙烯。催化剂的结构性质决定了聚丙烯产品的微观和宏观结构以及它们的力学性能、使用性能，每一类新型催化剂体系的研制成功，都会带来新的聚合工艺和新的烯烃聚合产品。聚丙烯主要由传统的齐格勒纳塔催化剂生产，茂金属聚丙烯(mPP)具有传统聚丙烯所没有的一些特殊性能，因而其市场需求越来越大。

相比传统聚丙烯，茂金属聚丙烯有更优秀的性能。采用茂金属催化剂生产的 mPP的相对分子质量分布窄、微晶较小、冲击强度和韧性极佳、透明性好、光泽度高、抗辐射性能好、绝缘性能优异，并且能够与其他多种树脂良好相容。另外，通过茂金属催化剂可聚合许多齐格勒-纳塔催化剂难以聚合的新型丙烯共聚物，如丙烯-苯乙烯无规共聚物、丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、丙烯-长链烯烃共聚物、丙烯-环烯烃共聚物及丙烯-二烯烃共聚物等。

传统聚丙烯与茂金属聚丙烯的应用领域也不尽相同。传统聚丙烯主要应用于纤维制品、医疗器械、汽车、化工容器等领域，也用于食品和药品的包装。而茂金属聚丙烯主要应用于无纺布和纺丝、注塑以及膜材料等领域。

2.2.2 国内茂金属聚丙烯供应缺口明显，工业化难度大

目前实现工业生产的茂金属聚丙烯产品主要有高等规聚丙烯、低等规聚丙烯、间规聚丙烯、丙烯共聚物等。各产品特点及主要生产企业见下表：

根据高明玉著《茂金属聚丙烯产品研究进展及应用》，目前茂金属聚丙烯催化剂市场主要由荷兰巴塞尔公司、美国埃克森美孚化工公司和法国道达尔石化公司控制。茂金属聚丙烯的应用非常广泛，主要集中在无纺布和纺丝、注塑以及膜材料这三个方面，主要的生产企业有巴塞尔、埃克森美孚、道达尔、JPP、三井化学、科莱恩化工等。

国内茂金属聚丙烯供应缺口明显，工业化难度大。聚丙烯工业技术发展的主要关键在于催化剂，催化剂的结构性质决定了产品的微观和宏观结构以及它们的力学性能、使用性能。目前国内仅有中国石油石化院成功研发出茂金属聚丙烯催化剂PMP-01和MPP-S02，并使用哈尔滨石化聚丙烯装置成功生产出高透明茂金属聚丙烯MPP6006。除此之外，仅有燕山石化和独子山石化两家企业具备生产茂金属聚丙烯的能力。

总体来看，国内茂金属聚丙烯的产量低，进口依存度高。根据聚丙烯人公众号，2020年，国内市场茂金属聚丙烯消费量为10.2万吨，仅占国内聚丙烯总消费量的0.32%；而根据流程工业网，2020年全球茂金属聚丙烯消费量75万吨，占全球聚丙烯总消费量的0.96%。根据聚丙烯人公众号，2020年，我国茂金属聚丙烯国内产量仅能满足自身12.7%需求量，进口依赖度达87.3%。

2.3 聚丙烯三高料需求达50万吨/年，汽车行业轻量化拉动需求增长

聚丙烯三高料（HCPP）是一种性能优异的特种聚丙烯产品。根据聚丙烯人公众号，聚丙烯三高料是共聚聚丙烯中的重要品种，具有优良的力学性能、化学稳定性、抗蠕变性能等优点，且加工成型快，可制备大型薄壁制品并节省原材料，在汽车、家电等领域得到广泛应用。其特点是“三高两低”，即高熔指、高模量、高抗冲、低气味、低VOC。

汽车行业轻量化发展拉动HCPP需求增长。根据聚丙烯人公众号，HCPP主要用于家电改性产品，大型注塑制品，以及汽车部件，如立柱、门板、保险杠等。随着国内汽车行业的发展和汽车的轻量化趋势，汽车对HCPP的需求也越来越多。目前，车用非金属材料应用比例已达50%以上。

均聚HCPP已基本国产化，共聚产品对外依赖度高。据中国化信咨询数据，2019年HCPP国内市场消费量约为50万吨，可分为共聚HCPP和均聚HCPP两大类，其中均聚HCPP以国产产品为主，96%的产品由中国企业供应。共聚HCPP产品对外依存度较高，进口比例高达89%。SK化学、北欧化工、利安德巴塞尔分别占有35%、24%、14%的中国市场份额。

3、 其他高端聚烯烃产品介绍

3.1 超低灰分聚丙烯下游主要为电池隔膜、电容器膜行业，进口依存度95%

超低灰分聚丙烯指灰分在0.005以内的聚丙烯产品，下游领域主要为电池隔膜、电容膜、婴儿用塑料制品、家电行业等。据中国化信咨询统计，其中电池隔膜与电容膜行业消费占比共计达93%。电池隔膜方面，超低灰分聚丙烯主要用于干法锂电池隔膜，产品性能劣于湿法隔膜，我们预计其在未来将被逐步替代，市场空间有限。

2019年，国内超低灰分聚丙烯消费量为10.40万吨，其中进口量9.88万吨，占比达95%。大韩油化、北欧化工、TPC为主要进口供应商。

聚丙烯灰分来源广泛，超低灰聚丙烯生产难度大，目前我国不具备超低灰分聚丙烯规模化生产能力。根据新思界与百川盈孚数据，中国每年进口超低灰聚丙烯的市场价格在1550-2050美元/吨，与普通聚丙烯料差距在593-1096美元/吨。未来市场发展中，我国企业仍需在生产技术、灰分控制方面实现提升，提高超低灰聚丙烯国产化率。考虑到干法锂电池隔膜市场的萎缩，还需要继续扩展超低灰聚丙烯新应用领域，开发新应用市场。

3.2 汽车、光伏市场发展带动国内POE需求高速增长，POE国产化迫在眉睫

POE是由乙烯与α-烯烃共聚而成的聚烯烃材料，其分子链内共聚单体含量高、密度低，在常温条件下无需硫化即呈现出橡胶的高弹性，在高于聚乙烯链段熔融温度时又可以发生塑性流动，具有良好的流变性能、力学性能等，在汽车、热熔胶、电缆护套料等领域均有使用。

根据魏浩等所著《聚烯烃弹性体(POE)的市场分析及国内外技术现状》，由于POE的优异材料性能，其下游应用广泛。POE能够用于PP的增韧改性，PP/PE 回料性能的改善， PA尼龙等的增韧及相容剂，EVA 挤出软管改性及并用发泡，色母或填充母粒，生产热熔胶、电缆护套料、膜类等。目前，在汽车零部件、电线电缆、家居用品、玩具、机械工具、娱乐和运动用品、鞋底、热熔胶、密封件等领域被广泛应用，此外，应用于光伏胶膜的POE需求近年来也在快速增长。

在国外，汽车保险杠领域大部分已经采用 POE弹性体进行共混改性；而在国内，只有20%左右的保险杠材料采用POE弹性体，未来材料替代空间显著。

近年来，光伏市场新增装机量保持高增速，据欧洲光伏业协会预测，2021-2025年期间全球光伏新增装机容量预计将超1000GW。光伏胶膜是光伏机组的重要组件，而POE胶膜相较EVA胶膜具有透水率低、紫外稳定性强、玻璃化转变温度低等优势。

光伏电池组件分为N型电池与P型电池。根据中国光伏行业数据， 2020年P型PERC单晶电池量产转化效率行业均值为22.8%，基本已经达到了量产性能极限。与P型电池相比，N型电池拥有转换效率高、温度系数低、光衰减系数低、弱光响应等综合优势，不仅BOS成本更低，N型电池在全生命周期内的发电量也高于P型。根据各主流厂商扩产计划，2022年N型电池扩产规划或达到40-50GW，实现规模化量产。N型需求起量将对产业链各环节竞争格局带来影响，其中对电池封装保护要求的提高，直接影响组件胶膜市场份额的变化，POE胶膜产品渗透率将进一步提升。这是由于N型电池的PID效应在受光面更为敏感。对PID衰减大的N型组件，在光照恢复后，也无法满足低衰减率的指标。而纯POE胶膜由于具有优异的绝缘性能，契合N型电池对PID的技术要求，增加组件正面发电量的保护是N型电池在封装方面的首选。同时纯POE胶膜相较于EVA胶膜或EPE胶膜来说，拥有更低的水汽透过率，能够满足N型电池的长期耐候性要求。基于上述背景，我们预计未来POE光伏市场需求将快速增长。

根据《聚烯烃弹性体和塑性体产品及应用现状》文章，国外POE生产企业主要包括Dow、Exxon、Mitsui、SK、SABIC、Borealis、LG，上述企业合计POE产能达到102.1万吨/年，大部分具备相关专有生产技术，其中Dow产能占比最大，具备44.1万吨/年POE产能。

2020年全球、国内POE消费量分别达到120万吨、50万吨，其中全球光伏料消费占比为15.50%。以国内POE消费量每年增速10%推算，我们预计到2025年国内POE需求量将超80万吨。受限于催化剂专利壁垒、聚合工艺研究缺乏、高碳α烯烃短缺等因素，国内目前尚未实现POE大规模工业化应用，供应主要依赖进口。我们认为，随下游汽车、光伏等行业市场需求快速增长，POE国产化迫在眉睫。

3.3 国内高碳α-烯烃自主研发进程加快，部分项目进入工业化示范阶段

根据芦鹏曾所著《α-烯烃的生产技术与应用进展》，α-烯烃指在分子链端部具有双键的单烯烃，根据其碳链长度有不同的应用。高碳α-烯烃指碳数大于等于6的α-烯烃，其应用于聚乙烯共聚单体可开发出机械加工性能、耐热性能更优异的聚乙烯产品，目前受到广泛应用的主要为1-己烯、1-辛烯。

α-烯烃的生产方法主要有乙烯齐聚工艺、蜡裂解工艺、烷烃催化裂解工艺、煤化工抽提工艺、萃取分离法、脂肪醇脱氢法、烯烃二聚和歧化、高温费托合成等。各种方法获取的产品分布有所不同。高碳α-烯烃生产难度大，壁垒高，作为POE的重要原料受到海外企业的严密技术封锁，限制其转让。

CNCET数据显示，世界α-烯烃总产能约为565万吨/年，其中按产品种类分，属于高碳α-烯烃的己烯-1、辛烯-1产能分别约为124万吨/年、112万吨/年。

目前国内部分企业已具备1-己烯、1-癸烯生产能力，尚未实现1-辛烯的大规模工业化生产。2018年我国辛烯-1表观消费量为1500吨，全部依靠进口。己烯-1方面涉及生产能力7.5万吨/年，2018年表观消费量为8.7万吨。

近年来，国内高碳α-烯烃自主研发进程加快，已初步完成相关技术自研攻关，部分企业建成1-辛烯合成工业试验装置，进入工业化示范阶段。

本文来源于：海通国际研究部、聚烯烃人等

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