趙 燕，殷 茜，王在花，陳 紅

（中國石油蘭州化工研究中心，甘肅蘭州 730060）

隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與用電需求的日益增長，國家電網(wǎng)公司結(jié)合“一帶一路”國家發(fā)展戰(zhàn)略，加快構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，特別是電網(wǎng)改造、特高壓工程相繼投入建設(shè)以及在國外疫情還未出現(xiàn)拐點(diǎn)的情況下，全球電線電纜產(chǎn)品訂單向我國市場轉(zhuǎn)移，我國電線電纜行業(yè)市場迎來新機(jī)遇。聚烯烴（聚乙烯和聚丙烯）以其優(yōu)異的電性能，被廣泛應(yīng)用于電力輸送，取代了聚氯乙烯在該領(lǐng)域的應(yīng)用[1，2]。

1 聚乙烯電纜專用料

1.1 國內(nèi)聚乙烯電纜專用料生產(chǎn)情況

國內(nèi)聚乙烯電纜專用料生產(chǎn)企業(yè)主要有揚(yáng)子巴斯夫、燕山石化、神華榆林、上海石化、齊魯石化、茂名石化、蘭州石化等少數(shù)幾家企業(yè)（見表1）。2020 年我國PE 電纜專用料產(chǎn)量在13.8×104t；其中HDPE 電纜專用料產(chǎn)量1.5×104t，LDPE 電纜專用料產(chǎn)量12.3×104t。

目前國產(chǎn)的聚乙烯電纜專用料以LDPE 電纜專用料為主，多數(shù)產(chǎn)品經(jīng)過化學(xué)交聯(lián)改性后應(yīng)用于電力電纜35 kV 以上絕緣層，個(gè)別牌號(hào)經(jīng)過化學(xué)交聯(lián)改性后只能應(yīng)用于電力電纜10 kV 以上絕緣層（見圖1）。

圖1 2016-2025 年我國聚乙烯電纜專用料產(chǎn)量數(shù)據(jù)分析及預(yù)測

未來發(fā)展趨勢來看，國內(nèi)聚乙烯電纜專用料的生產(chǎn)仍主要集中于LDPE 電纜專用料領(lǐng)域。以中國為代表的亞洲地區(qū)新興國家電線電纜行業(yè)將保持快速發(fā)展趨勢，預(yù)計(jì)我國LDPE 電纜專用料將由2020 年的12.3×104t 增長至2025 年的18.5×104t，2020-2025 年產(chǎn)量年均增速預(yù)計(jì)在8.6%[1]。

1.2 我國聚乙烯電纜專用料進(jìn)口情況

從我國聚乙烯電纜專用料整體的進(jìn)口量數(shù)據(jù)來看（見圖2），2020 年，我國聚乙烯電纜專用料進(jìn)口量達(dá)到22.5×104t，進(jìn)口依存度在62.1%，2016-2020 年進(jìn)口量年均增速在7.9%。其中，LDPE 電纜專用料進(jìn)口量占比53.7%，HDPE 電纜專用料進(jìn)口量占比42.2%。預(yù)計(jì)到2025 年，我國聚乙烯電纜專用料進(jìn)口量將上升至35.4×104t，2020-2025 年進(jìn)口量年均增速預(yù)計(jì)將擴(kuò)大至9.5%；其中LDPE 電纜專用料進(jìn)口量占比預(yù)計(jì)將提升至56.5%。

圖2 2016-2025 年我國聚乙烯電纜料專用進(jìn)口量數(shù)據(jù)分析及預(yù)測

1.3 國產(chǎn)與進(jìn)口聚乙烯電纜專用料性能對(duì)比

國內(nèi)電纜行業(yè)及聚乙烯電纜專用料生產(chǎn)發(fā)展迅速，但進(jìn)口依存度依然面臨居高不下矛盾，主要原因如下：（1）國內(nèi)生產(chǎn)廠家單條生產(chǎn)線平均規(guī)模較小，生產(chǎn)效率及管理經(jīng)驗(yàn)對(duì)比國外先進(jìn)企業(yè)仍有差距；（2）聚乙烯電纜料要求基礎(chǔ)料純凈、干燥、無灰塵、無雜質(zhì)、性能穩(wěn)定、生產(chǎn)環(huán)境全封閉，而國內(nèi)聚乙烯行業(yè)買方市場趨勢明顯，聚乙烯生產(chǎn)企業(yè)面臨下游企業(yè)隨用隨購的采購方式，經(jīng)常面臨生產(chǎn)不穩(wěn)定的問題，而所產(chǎn)基料批次不同，往往性能會(huì)有一定的差異；（3）國外先進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)手段更加先進(jìn)，且許多產(chǎn)品是由大產(chǎn)能裝置直接共聚而來，生產(chǎn)過程封閉程度更高，產(chǎn)出產(chǎn)品性能更加穩(wěn)定[1，3，4]。

2 UHMWPE 鋰電池隔膜專用料研究

UHMWPE 鋰電池隔膜是目前最具競爭力的隔膜材料之一。近年來，隨著新能源汽車電池續(xù)航能力要求的不斷提升，UHMWPE 鋰電池隔膜需求量也迅速增加，迎來擴(kuò)產(chǎn)潮；同時(shí)，其較高的毛利潤也使隔膜廠商對(duì)生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)熱情有增無減，都在嘗試突破國外技術(shù)壁壘，掌握自主制備工藝。

國內(nèi)（非外資）UHMWPE 生產(chǎn)企業(yè)嘗試突破國外技術(shù)壁壘，開發(fā)具有競爭力的UHMWPE 鋰電池隔膜專用料依然存在較大難度：一是進(jìn)口的UHMWPE 鋰離子電池隔膜專用料基本被美國、韓國、德國和日本等少數(shù)國家壟斷，國內(nèi)研發(fā)和生產(chǎn)起步較晚，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)匱乏；二是國內(nèi)企業(yè)對(duì)生產(chǎn)隔膜用到的UHMWPE鋰電池隔膜專用料的研究不夠深入，國產(chǎn)UHMWPE鋰電池隔膜專用料配方研究欠缺系統(tǒng)性，生產(chǎn)出的隔膜一致性、均勻性等比較差，合格率偏低，量產(chǎn)化能力有待進(jìn)一步提高。

2.1 我國UHMWPE 鋰電池隔膜專用料生產(chǎn)情況

2020 年僅有南京塞拉尼斯和揚(yáng)子石化有UHMWPE 鋰電池隔膜專用料量產(chǎn)品產(chǎn)出，兩家企業(yè)累計(jì)年產(chǎn)量在1.4×104t 左右（見表2）。另外，河南沃森（UHMWPE 產(chǎn)能1.0×104t/a）有鋰電池隔膜實(shí)驗(yàn)料投放試用，但沒再進(jìn)一步量產(chǎn)。

表2 2020 年我國UHMWPE 鋰電池隔膜專用料生產(chǎn)企業(yè)統(tǒng)計(jì)

由于隔膜原料市場導(dǎo)入周期比較長，短期我國UHMWPE 鋰電池隔膜專用料量產(chǎn)企業(yè)預(yù)計(jì)仍將以塞拉尼斯（南京）和揚(yáng)子石化兩家企業(yè)為主；預(yù)計(jì)到2025年，我國UHMWPE 鋰電池隔膜專用料產(chǎn)量將增長至2.1×104t，2020-2025 年產(chǎn)量年均增速預(yù)計(jì)在8.4%左右（見圖3）。

圖3 2016-2025 年我國UHMWPE 鋰電池隔膜專用料產(chǎn)量數(shù)據(jù)分析及預(yù)測

2.2 我國UHMWPE 鋰電池隔膜專用料進(jìn)口情況

2020 年我國UHMWPE 鋰電池隔膜專用料進(jìn)口量在1.2×104t 左右，進(jìn)口依存度在45.4%；進(jìn)口資源主要來自泰科納（塞拉尼斯）、日本三井和大韓油化三家企業(yè)，泰科納（塞拉尼斯）、日本三井和大韓油化是全球主要的UHMWPE 鋰電池隔膜專用料供應(yīng)商（見表3）。

表3 2020 年我國UHMWPE 鋰電池隔膜專用料進(jìn)口數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

2016-2020 年，我國UHMWPE 鋰電池隔膜專用料進(jìn)口量年均增速在23.5%左右，2020 年總進(jìn)口量達(dá)到1.17×104t，進(jìn)口依存度45.4%。由于國內(nèi)非外資企業(yè)UHMWPE 研發(fā)和生產(chǎn)能力仍比較有限，再加上新產(chǎn)品打入市場的認(rèn)證周期較長，未來五年我國UHMWPE鋰電池隔膜專用料國產(chǎn)量增速滿足需求增速。預(yù)計(jì)到2025 年，我國UHMWPE 鋰電池隔膜專用料進(jìn)口量年均增速仍高達(dá)14.6%左右；2025 年進(jìn)口量預(yù)計(jì)將上升至2.3×104t，進(jìn)口依存度預(yù)計(jì)將上升至52.3%。

2.3 UHMWPE 鋰電池隔膜專用料應(yīng)用情況

重點(diǎn)對(duì)UHMWPE 鋰電池隔膜專用料采購規(guī)模領(lǐng)先的五家鋰電池隔膜生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行了調(diào)研（見表4）。2020 年五家企業(yè)對(duì)國產(chǎn)UHMWPE 鋰電池隔膜專用料采購總量為7 700 t，對(duì)進(jìn)口資源采購總量為7 800 t；占全國UHMWPE 鋰電池隔膜總消費(fèi)量的60.4%[5，6]。

表4 我國UHMWPE 鋰電池隔膜專用料下游應(yīng)用企業(yè)調(diào)研（單位：t）

3 聚丙烯鋰電池隔膜專用料研究

3.1 國內(nèi)聚丙烯鋰電池隔膜專用料生產(chǎn)情況

2020 年，國內(nèi)僅有遼寧華錦和獨(dú)山子石化兩家企業(yè)實(shí)現(xiàn)了聚丙烯鋰電池隔膜專用料的量產(chǎn)，兩家企業(yè)累計(jì)產(chǎn)量在4 140 t。其中，遼寧華錦和獨(dú)山子石化兩家企業(yè)在未來幾年均有加大聚丙烯鋰電池隔膜專用料生產(chǎn)力度和下游市場推廣的計(jì)劃（見表5）。

表5 2020 年我國聚丙烯鋰電池隔膜專用料生產(chǎn)企業(yè)統(tǒng)計(jì)

預(yù)計(jì)到2025 年，我國聚丙烯鋰電池隔膜專用料將增長至9 000 t，2020-2025 年產(chǎn)量年均增速預(yù)計(jì)在16.8%左右；量產(chǎn)企業(yè)預(yù)計(jì)仍以遼寧華錦和獨(dú)山子石化兩家企業(yè)為主導(dǎo)。

3.2 我國聚丙烯鋰電池隔膜專用料進(jìn)口情況

2020 年我國聚丙烯鋰電池隔膜專用料進(jìn)口量在12 450 t 左右（見表6）；進(jìn)口資源主要來自大韓油化和新加坡TPC 兩家企業(yè)；其中，2020 年大韓油化貢獻(xiàn)總進(jìn)口量的92.0%。

表6 2020 年我國聚丙烯鋰電池隔膜專用料進(jìn)口數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

隨著以獨(dú)山子石化、遼寧華錦在聚丙烯鋰電池隔膜專用料領(lǐng)域進(jìn)一步加大研發(fā)力度，我國聚丙烯鋰電池隔膜用料自給率將會(huì)得到一定程度的提升，相應(yīng)的進(jìn)口依存度將有一定程度的下降趨勢預(yù)期。預(yù)計(jì)到2025 年，我國聚丙烯鋰電池隔膜專用料進(jìn)口量年均增速在1.5%左右；2025 年進(jìn)口量預(yù)計(jì)將上升至1.34×104t，進(jìn)口依存度預(yù)計(jì)將下降至59.8%。

3.3 我國聚丙烯鋰電池隔膜專用料供需分析

從需求來看，2016-2020 年我國聚丙烯鋰電池隔膜專用料需求量年均增速在12.7%左右；預(yù)計(jì)未來五年（2020-2025 年）需求年均增速在6.2%左右。由于預(yù)期未來五年國產(chǎn)聚丙烯鋰電池隔膜專用料增量無法覆蓋需求增量，預(yù)計(jì)我國聚丙烯鋰電池隔膜專用料供應(yīng)缺口將由2020 年的1.245×104t 放大至2025 年的1.34×104t[7]。

4 聚丙烯電容膜專用料

聚丙烯電容器膜對(duì)原料品質(zhì)要求很高，原料的好壞直接影響電容器膜及電容器的質(zhì)量。因此在BOPP膜行業(yè)中，電容器膜相對(duì)于普通包裝膜具有更高的附加值，其原料的價(jià)格也相對(duì)更高。

4.1 我國聚丙烯電容膜專用料生產(chǎn)情況

2017 年8 月，中原石化（6×104t/a 老線裝置）使用北化院超高活性催化劑，通過直接聚合法成功產(chǎn)出首批27 t BOPP 電容器膜實(shí)驗(yàn)料，牌號(hào)名稱為PPHFC03，并于2018 年1 月在湖北龍辰電子試用成功；但是PPH-FC03 并未采用傳統(tǒng)的脫灰工序生產(chǎn)，而是通過直接聚合的方法生產(chǎn)；目前該款產(chǎn)品仍未批量應(yīng)用，其性能指標(biāo)仍需要持續(xù)改進(jìn)。

2018-2020 年中原石化聚丙烯電容膜專用料PPH-FC03 產(chǎn)量分別在72 t、349 t 和104 t，近三年生產(chǎn)規(guī)模比較有限。我國其他聚丙烯生產(chǎn)企業(yè)暫未聽聞?dòng)芯郾╇娙菽Ｓ昧袭a(chǎn)品生產(chǎn)。

4.2 我國聚丙烯電容膜專用料進(jìn)口情況

2020 年我國聚丙烯電容膜專用料進(jìn)口量在9.45×104t 左右；進(jìn)口資源主要來自大韓油化、北歐化工、新加坡TPC、巴塞爾等企業(yè)（見表7）。由于國內(nèi)聚丙烯電容膜專用料國產(chǎn)化程度偏低，國內(nèi)聚丙烯電容膜專用料依然以依賴進(jìn)口產(chǎn)品消費(fèi)為主。

表7 2020 年我國聚丙烯電容膜專用料進(jìn)口數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

以上進(jìn)口產(chǎn)品均可應(yīng)用于汽車配件、電器配件、電網(wǎng)建設(shè)、照明等。

受限于國內(nèi)技術(shù)瓶頸和下游市場較長的導(dǎo)入周期影響，國產(chǎn)聚丙烯電容膜專用料短時(shí)間內(nèi)難以取得大規(guī)模增長。所以，未來我國聚丙烯電容膜專用料仍有進(jìn)一步增長空間，預(yù)計(jì)到2025 年，進(jìn)口聚丙烯電容膜專用料將增長至10.0×104t 左右。

4.3 國產(chǎn)與進(jìn)口聚丙烯電容膜專用料性能對(duì)比

國產(chǎn)電容器膜料僅中原石化PPH-FC03 一個(gè)牌號(hào)，在應(yīng)用過程當(dāng)中市場反饋產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)標(biāo)進(jìn)口產(chǎn)品時(shí)仍有不足，主要體現(xiàn)在：（1）加工性能方面，市場反饋該產(chǎn)品在生產(chǎn)時(shí)煙霧較大，破膜率相對(duì)北歐化工等進(jìn)口產(chǎn)品有明顯的不足；目前已實(shí)現(xiàn)200 m/min 的速度加工，但尚未嘗試并實(shí)現(xiàn)420 m/min 的高速加工；（2）質(zhì)量穩(wěn)定性方面，客戶反映北歐化工產(chǎn)品可以連續(xù)使用半年，甚至一年時(shí)間不用對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，產(chǎn)品批次間基本無差異，但其他產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性與北歐化工產(chǎn)品有一定差距，需要經(jīng)常調(diào)整工藝參數(shù)；（3）電性能，從檢測結(jié)果來看，國產(chǎn)原料生產(chǎn)的薄膜擊穿電壓明顯偏低，且在高溫環(huán)境下，電容衰減明顯較為迅速。

以上原因?qū)е聡鴥?nèi)電容膜企業(yè)對(duì)國產(chǎn)原料信心不足，加之價(jià)格上優(yōu)勢不明顯，就更缺乏更換原料的動(dòng)力。但近年來隨著國際局勢的變化，電力行業(yè)愈發(fā)意識(shí)到國產(chǎn)化的重要性后，預(yù)計(jì)這種現(xiàn)象在未來會(huì)有所改善[8]。

4.4 我國聚丙烯電容膜專用料下游應(yīng)用企業(yè)調(diào)研

對(duì)聚丙烯電容膜專用料采購規(guī)模領(lǐng)先的五家鋰電池隔膜生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行了調(diào)研（見表8）。2020 年五家企業(yè)對(duì)進(jìn)口聚丙烯電容膜專用料采購總量在43 300 t，占全國總消費(fèi)量的45.8%。

表8 我國聚丙烯電容膜專用料下游應(yīng)用企業(yè)調(diào)研

5 結(jié)論

通過文獻(xiàn)與國內(nèi)市場調(diào)研，對(duì)我國介電聚烯烴樹脂的發(fā)展總結(jié)了以下幾點(diǎn)建議：

（1）對(duì)聚乙烯電纜專用料的研發(fā)和生產(chǎn)重點(diǎn)應(yīng)定位在LDPE 電纜專用料領(lǐng)域，HDPE 電纜專用料可做次要關(guān)注。

（2）UHMWPE 和聚丙烯鋰電池隔膜原料的導(dǎo)入周期比較長，若進(jìn)入鋰電池隔膜原料研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域，需要加強(qiáng)在隔膜原料開發(fā)、中游隔膜企業(yè)生產(chǎn)和終端電池生產(chǎn)等上中下游領(lǐng)域的合作關(guān)系。

（3）可靠的聚丙烯電容膜至少具備高介電強(qiáng)度、低介質(zhì)損耗、合理的粗糙度、厚度偏差小、成膜率高等性能，對(duì)聚丙烯電容膜專用料要求高；若進(jìn)入聚丙烯電容膜專用料研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域，需要加強(qiáng)在電容膜聚丙烯催化劑的開發(fā)和聚合工藝的優(yōu)化。