沈霆(中國(guó)石化鎮(zhèn)海煉化分公司,浙江 寧波 315207)
隨著全球“減碳”的發(fā)展趨勢(shì),多國(guó)政府不斷出臺(tái)政策支持新能源汽車發(fā)展,全球新能源汽車發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。我國(guó)發(fā)展新能源汽車以推廣電動(dòng)汽車為主,近二年國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車發(fā)展勢(shì)頭非常強(qiáng)勁。2022 年上半年,盡管受疫情及供應(yīng)鏈影響,全球汽車銷量出現(xiàn)整體下滑,然而新能源汽車表現(xiàn)較好,銷量逾422 萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)66.38%,其中,我國(guó)新能源汽車銷量在260 萬(wàn)輛左右,占全球銷量六成以上[1]。
在發(fā)展新能源汽車中,各國(guó)均以推廣電動(dòng)汽車為主,全球進(jìn)入了以電池為主的新能源汽車時(shí)代。隨著電池技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步、充電設(shè)施的逐步完善,全球電動(dòng)汽車(包括純電動(dòng)汽車BEV、插電混合動(dòng)力車PHEV)市場(chǎng)規(guī)模發(fā)展迅速,特別是在2021 年,全球電動(dòng)汽車市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)超高速增長(zhǎng),全年電動(dòng)汽車銷量達(dá)675 萬(wàn)輛,在汽車市場(chǎng)中占有率大幅升至8.3%(如圖1示)[2],較2012 年0.2% 的市場(chǎng)占有率增加了41 倍。據(jù)全球知名電動(dòng)車行業(yè)資訊機(jī)構(gòu)EV-Volumes 數(shù)據(jù),2022 年1—6 月全球銷售電動(dòng)汽車416 萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)66%,市場(chǎng)占有率已達(dá)12%。
圖1 全球電動(dòng)汽車銷量和市場(chǎng)份額情況(單位:千輛)
近10 年來(lái),我國(guó)政府通過(guò)“863 計(jì)劃”持續(xù)、有序、系統(tǒng)地支持研發(fā),培育了一批有較強(qiáng)創(chuàng)新力的企業(yè)、科研團(tuán)隊(duì),已形成完整的從上游原材料供應(yīng),到中游動(dòng)力電池研發(fā)生產(chǎn),再到下游充電設(shè)施建設(shè)的產(chǎn)業(yè)鏈。在國(guó)家政策及國(guó)內(nèi)大體量市場(chǎng)的雙重推動(dòng)下,我國(guó)電動(dòng)汽車行業(yè)呈現(xiàn)飛速發(fā)展,2012 年,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)售出電動(dòng)汽車約1.279 1 萬(wàn)輛,而截至2021 年,年銷售量已飆升至352.1 萬(wàn)輛,增幅逾274 倍,市場(chǎng)占有率也從0.7%陡升至13.4%[3]。其中,2015 年銷量超過(guò)美國(guó),成為全球最大電動(dòng)汽車市場(chǎng)。
2022 年,我國(guó)電動(dòng)汽車行業(yè)高景氣度延續(xù)。年初以來(lái),盡管受局部性疫情、全球芯片供應(yīng)緊張等問(wèn)題影響,國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車產(chǎn)銷仍保持高速增長(zhǎng)。1—7 月份,電動(dòng)汽車銷售319.4 萬(wàn)輛,市場(chǎng)份額占比躍升至22.1%。目前,我國(guó)電動(dòng)汽車保有量逾1 100 萬(wàn)輛,約占汽車保有量的3.49%。
我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了從萌芽到蓬勃發(fā)展的階段,如今正邁向全面電動(dòng)化的新階段,在全人類推動(dòng)低碳轉(zhuǎn)型環(huán)境下,電動(dòng)汽車將迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展空間。隨著動(dòng)力電池等關(guān)鍵技術(shù)的不斷進(jìn)步,汽車制造商正通過(guò)技術(shù)讓電動(dòng)汽車更好用,現(xiàn)今市場(chǎng)因素為電動(dòng)汽車行業(yè)帶來(lái)的驅(qū)動(dòng)正在顯現(xiàn)。據(jù)國(guó)家信息中心數(shù)據(jù)顯示,在不限行和不限購(gòu)的三四線城市,每五個(gè)人買車,就有一個(gè)人是買新能源汽車,2022 年1—6 月份,我國(guó)新能源汽車屬于私人消費(fèi)的占比已達(dá)80%,說(shuō)明我國(guó)新能源汽車私人消費(fèi)已經(jīng)起步。2021 年,我國(guó)新能源汽車平均續(xù)航里程在500 公里左右,而至2022 年平均續(xù)航里程已升至600 公里,甚至可以達(dá)到更高續(xù)航能力。為實(shí)現(xiàn)全面普及電動(dòng)汽車目標(biāo),全球科學(xué)家一直積極致力于電池技術(shù)的研發(fā),也不斷取得新突破,尤其是目前新研發(fā)的鋰硫電池,據(jù)研究資料顯示,這種新型電池在不增加重量情形下,其能量密度很高、續(xù)航能力翻倍。
國(guó)內(nèi)車企加快布局新能源汽車,2022 年4 月,比亞迪宣布已全面停止公司燃油車的生產(chǎn);2022 年5 月,長(zhǎng)城汽車旗下的長(zhǎng)征汽車宣布從6 月5 日起全面停產(chǎn)燃油車,二家公司未來(lái)將專注于純電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力汽車以及氫燃料電池等業(yè)務(wù)。
2.1.1 替代汽油消費(fèi)增加
2009—2021 年,我國(guó)汽油消費(fèi)以年均6.45% 的增長(zhǎng)率從約6 172 萬(wàn)噸增至12 282 萬(wàn)噸,汽油消費(fèi)在近幾年出現(xiàn)增速放緩跡象(見(jiàn)表1)。2009—2016 年,電動(dòng)汽車對(duì)汽油的替代消費(fèi)量從不足300 噸/ 年升至40 萬(wàn)噸/年左右,而在2016 年以后替代消費(fèi)量出現(xiàn)快速增長(zhǎng),根據(jù)卓創(chuàng)資訊測(cè)算,2017 年電動(dòng)汽車對(duì)汽油替代比僅為0.91%,至2021 年替代比已達(dá)4%左右,電動(dòng)汽車的增長(zhǎng)已由政策驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向市場(chǎng)消費(fèi)拉動(dòng)的新階段。
表1 2009—2021 年我國(guó)汽油消費(fèi)情況
我國(guó)在《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》中,提出“力爭(zhēng)到2035 年,純電動(dòng)汽車成為新車銷售的主流”的發(fā)展規(guī)劃,電動(dòng)汽車的發(fā)展將進(jìn)一步碾壓汽油車發(fā)展空間,電動(dòng)汽車替代汽油消費(fèi)量將繼續(xù)上升,我國(guó)汽油消費(fèi)將受到重大影響。
2.1.2 油電混合動(dòng)力汽車(HEV)減排節(jié)油
因環(huán)境政策和節(jié)能減排要求,國(guó)家頒布《乘用車燃料消耗量限值》和《乘用車燃料消耗量評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)》,鼓勵(lì)企業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)低油耗汽車,如通過(guò)汽車輕量化設(shè)計(jì)等推進(jìn)油耗降低。同時(shí),在內(nèi)燃機(jī)電動(dòng)化后,HEV 雖仍使用燃油,但內(nèi)燃機(jī)一直運(yùn)轉(zhuǎn)在高效率區(qū),節(jié)油量達(dá)30%以上。
全球電動(dòng)汽車高速發(fā)展推動(dòng)鋰電產(chǎn)品迎來(lái)高景氣,同時(shí),市場(chǎng)對(duì)汽車輕量化、智能化、舒適化的消費(fèi)需求,使塑料和復(fù)合材料在汽車行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,上游相關(guān)材料需求有望迎來(lái)爆發(fā)。
2.2.1 電解液溶劑
DMC (碳酸二甲酯)是一種低毒、安全、環(huán)保的綠色有機(jī)溶劑和化工中間體,下游除生產(chǎn)涂料、顯影液、膠黏劑和聚碳酸酯(PC)等傳統(tǒng)應(yīng)用外,近年隨著電動(dòng)汽車帶動(dòng)鋰離子電池的迅速發(fā)展,DMC 因具良好的電化學(xué)性能,被應(yīng)用于鋰離子電池電解液溶劑生產(chǎn),電池級(jí)DMC 消費(fèi)量逐年攀升。2021 年,我國(guó)DMC 用作鋰電池電解液溶劑的消費(fèi)量為17.9 萬(wàn)噸,同比提高42.1%;消費(fèi)占比約28%。目前,我國(guó)工業(yè)級(jí)DMC 和電池級(jí)DMC 產(chǎn)能合計(jì)約156 萬(wàn)噸/年,電池級(jí)DMC 因純度要求至少達(dá)到99.99%,超純級(jí)產(chǎn)品甚至要求達(dá)到99.999%,催化劑選擇要求高、提純難度大,國(guó)內(nèi)規(guī)?;a(chǎn)電池級(jí)DMC 的企業(yè)屈指可數(shù),有效產(chǎn)能約15 萬(wàn)噸/ 年,石大勝華憑借7.5 萬(wàn)噸/年的產(chǎn)能獨(dú)占榜首。
近年,國(guó)內(nèi)DMC 表觀消費(fèi)量大幅提高,2021 年消費(fèi)約64 萬(wàn)噸,除主要消費(fèi)領(lǐng)域PC 外,電解液行業(yè)需求穩(wěn)步增長(zhǎng),成為DMC 的主力下游。在動(dòng)力電池中,磷酸鐵鋰(LFP)電池對(duì)DMC 的需求顯著高于三元鋰電池,DMC 在磷酸鐵鋰電池電解液中的用量約合550 t/GW·h,是三元鋰電池中DMC 使用量的4~5倍。此外,DMC 還可作為電解液溶劑EMC 和DEC的合成原料,對(duì)DMC 原料的品質(zhì)要求高于工業(yè)級(jí)。電池級(jí)DMC 價(jià)格隨供需波動(dòng)較大,近二年,磷酸鐵鋰電池憑借成本和安全性優(yōu)勢(shì)保持高速增長(zhǎng),2021年在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超越三元鋰電池,市場(chǎng)對(duì)電池級(jí)DMC 需求旺盛,促進(jìn)電池級(jí)產(chǎn)品價(jià)格走高。2021 年11 月,工業(yè)級(jí)DMC 均價(jià)為7 800 元/噸,而電級(jí)池均價(jià)16 000 元/噸,電池級(jí)與工業(yè)級(jí)DMC 價(jià)差一度拉大至8 200 元/噸。
2.2.2 隔膜
在鋰離子電池中,隔膜的主要作用是使電池的正、負(fù)極分隔開(kāi)來(lái),防止兩極接觸而短路,同時(shí)能提供鋰離子傳輸通道,起到導(dǎo)通電流的作用。因?yàn)樯鲜鲎饔?,則要求生產(chǎn)鋰離子隔膜的聚烯烴材料必須具備優(yōu)異的電化學(xué)穩(wěn)定性、良好的力學(xué)性能和高溫尺寸穩(wěn)定性等。有針對(duì)性開(kāi)發(fā)耐腐蝕、耐拉扯、具備獨(dú)特官能團(tuán)性質(zhì)聚烯烴專用材料已成為行業(yè)研發(fā)焦點(diǎn),市場(chǎng)上被廣泛應(yīng)用的鋰電池隔膜材料幾乎都是以聚烯烴隔膜作為主要材質(zhì),其中包括超高分子量的聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)隔膜及涂覆材料隔膜,其中鋰電池用PE專用料呈現(xiàn)了廣闊的市場(chǎng)前景。
作為世界上最大的鋰電池生產(chǎn)國(guó),中國(guó)對(duì)隔膜的需求日益增加,國(guó)產(chǎn)隔膜所占市場(chǎng)份額不斷上升,然而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中低端產(chǎn)能擴(kuò)張較快,產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重,擴(kuò)大高端產(chǎn)品產(chǎn)能,如超薄濕法隔膜,可以滿足市場(chǎng)對(duì)更高能量密度產(chǎn)品的需求。根據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2021 年國(guó)內(nèi)鋰離子電池生產(chǎn)量為324GW·h,較前一年增長(zhǎng)126.57%。預(yù)計(jì)2025 年達(dá)到615 GW·h,如按1 GW·h 鋰電池對(duì)應(yīng)隔膜需求量1 500 萬(wàn)平方米來(lái)進(jìn)行測(cè)算,則我國(guó)鋰電隔膜2025 年需求將達(dá)392.3 億平方米。按當(dāng)前主流7 μm 的PE 膜每平方米4.1 g 重進(jìn)行核算,2025 年預(yù)計(jì)需求可達(dá)37.8 萬(wàn)噸[4]。
2.2.3 汽車輕量化:車用塑料
據(jù)業(yè)內(nèi)統(tǒng)計(jì),一輛汽車整車重量如能減少10%,則可節(jié)油6%~8%,二氧化碳排放降低5~8 g,出于環(huán)保和節(jié)能考慮,汽車輕量化已成為全球汽車發(fā)展的趨勢(shì)。在實(shí)現(xiàn)汽車輕量化中,石化材料應(yīng)用以塑料為主,包括高端聚烯烴、聚酰胺(PA,俗稱尼龍)、PC、PC/ABS合金、熱塑性聚酯(PBT) 等,其他還有高性能橡膠、高性能纖維等。近年,塑料在汽車車身上應(yīng)用越來(lái)越多,“以塑帶鋼”趨勢(shì)顯而易見(jiàn),以奔馳旗下smart foetwo 為例,其車身80%都是塑料件[5]。據(jù)報(bào)道,如果一輛汽車采用塑料光纖替代電線,可減重10~20 kg,約實(shí)現(xiàn)30%的輕量化。塑料是一種很常見(jiàn)的材料,塑料及其復(fù)合材料因柔韌性較好、耐化學(xué)腐蝕、絕緣性好,單位質(zhì)量的塑料抗沖擊性不亞于金屬,無(wú)論是在傳統(tǒng)汽車還是新能源汽車生產(chǎn)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,如:PP 主要應(yīng)用于儀表盤、保險(xiǎn)杠、門內(nèi)飾板、蓄電池外殼、空調(diào)零部件等;PE 主要應(yīng)用于油箱、行李架、刮水器等;PC 主要用于保險(xiǎn)杠、車門把手、前燈、擋泥板等;PBT 主要用于反射鏡外殼、安全氣囊通電部件、霧燈等。在車用塑料中,包括PP、PE、ABS 等在內(nèi)的通用塑料因?yàn)閮r(jià)格便宜,使用比例較高,其次是PA、PC、PBT 等工程塑料。
在我國(guó),絕大部分轎車中塑料用量?jī)H占汽車總重量的5%~7%,而歐美汽車行業(yè)一直將塑料在汽車整車上用量的多少作為衡量汽車制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志,在汽車塑料用量上逐年提升較快,其中德國(guó)汽車用量最多,占整車用料的15%以上。塑料在我國(guó)汽車上的應(yīng)用還有較大提升空間,特別是工程塑料消費(fèi)潛力較大,目前工程塑料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用已從汽車內(nèi)外飾零部件延伸至結(jié)構(gòu)性及功能性部件。在我國(guó)汽車行業(yè)中,用量最大的工程塑料是PA,約達(dá)10 kg/輛;其次是PBT,每輛車使用量約為7 kg。歐美等國(guó)汽車行業(yè)中,用量最大的是PBT,達(dá)到19 kg。
汽車市場(chǎng)的快速變化,預(yù)示著我國(guó)汽油需求迎來(lái)下降拐點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)將快于預(yù)期。作為煉化生產(chǎn)企業(yè)只有做到未雨綢繆,方能決勝千里。
在油品市場(chǎng)面臨逐步萎縮情形下,煉廠如何對(duì)重芳烴進(jìn)行化工利用是關(guān)鍵。要深入調(diào)研化工產(chǎn)品細(xì)分市場(chǎng),增加高端化學(xué)品特別是“卡脖子”產(chǎn)品產(chǎn)能,避免生產(chǎn)市場(chǎng)已過(guò)剩產(chǎn)品。與國(guó)內(nèi)其他大煉化企業(yè)相比,浙江石化芳烴產(chǎn)業(yè)鏈較為完善,除PX-PTA-聚酯外,其還對(duì)純苯下游進(jìn)行了深耕細(xì)作,如發(fā)展純苯-SM-ABS/PS/SBS/SIS、純苯-雙酚A-PC 產(chǎn)業(yè)鏈。
統(tǒng)籌考慮國(guó)際、國(guó)內(nèi)兩個(gè)市場(chǎng),既要深耕國(guó)內(nèi)市場(chǎng),也要大力開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng),積極將國(guó)內(nèi)過(guò)剩產(chǎn)能轉(zhuǎn)移至全球其他區(qū)域。要適應(yīng)汽油由增量市場(chǎng)向存量市場(chǎng)的轉(zhuǎn)變,摒棄“市場(chǎng)增長(zhǎng)”思維,采取更為積極的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)策略,更加積極主動(dòng)地關(guān)注下游客戶的需求變化情況,增加客戶粘性,在存量市場(chǎng)中取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),形成有效利潤(rùn)。
受低碳轉(zhuǎn)型等因素影響,國(guó)際著名石化公司積極探索適合公司特點(diǎn)的新能源轉(zhuǎn)型路徑,加快布局新能源賽道。法國(guó)道達(dá)爾公司2016 年5 月收購(gòu)Saft 公司進(jìn)入電池生產(chǎn)領(lǐng)域,與寶馬和林德等公司合作開(kāi)展加氫業(yè)務(wù);巴斯夫重點(diǎn)發(fā)展鋰電池正極材料,并向上游鈷、鎳資源領(lǐng)域延伸。PP 和PE 是多數(shù)石化企業(yè)的主要化工產(chǎn)品,企業(yè)可以發(fā)揮原料自身生產(chǎn)優(yōu)勢(shì),按“基礎(chǔ)+高端”經(jīng)營(yíng)策略,加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)著名科研院所和高校的合作,盡早布局新能源汽車、鋰電池相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈,謀劃車用塑料、隔膜、正負(fù)極材料等產(chǎn)品的生產(chǎn),促進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。以大風(fēng)化工為例,該公司已擁有PO+CO2-DMC-PC 完整產(chǎn)業(yè)鏈,同時(shí)還有PC 改性提質(zhì)的加工生產(chǎn)線,一方面可通過(guò)不斷提高自身精制能力,進(jìn)軍鋰離子電池電解液市場(chǎng),另一方面進(jìn)一步做大做強(qiáng)PC 改性業(yè)務(wù),創(chuàng)立大風(fēng)化工自己的品牌,逐漸衍生出具有全國(guó)乃至全球影響力的PC 樹(shù)脂牌號(hào),在國(guó)內(nèi)龐大新能源汽車市場(chǎng)中分得紅利。