Análise da cadea industrial completa de EVA/POE

Nos últimos anos, co rápido desenvolvemento da industria fotovoltaica, a demanda de materias primas de partículas de película fotovoltaica (EVA/POE) está a aumentar rapidamente. Segundo as estatísticas, a capacidade mundial de produción de películas está case totalmente concentrada en China, e o EVA e o POE son os principais materiais de envasado, polo que China segue a depender en gran medida das importacións. En 2021, a dependencia da importación de EVA de China segue a ser superior ao 50 %, o POE está monopolizado por fabricantes estranxeiros, que dependen basicamente das importacións, da rápida expansión da demanda posterior e da baixa taxa interna de materiais de EVA e POE para o desenvolvemento dun amplo espazo de mercado.

1. Tipos de películas fotovoltaicas e comparacións

A industria fotovoltaica chinesa comezou cedo e desenvolveuse a un alto grao, e ten unha alta proporción de capacidade de produción en moitas partes da cadea industrial.

O EVA/POE como materia prima principal da película fotovoltaica, o grao de localización é baixo. En 2021, a capacidade de produción de EVA da China era de 1.772 millóns de toneladas, o que representa o 27 % da mundial; e a capacidade de produción global de POE/POP superaba o millón de toneladas. Debido ao proceso de polimerización, catalizadores de metaloceno, α-olefina e outros aspectos, a capacidade de produción de POE concéntrase principalmente en mans de Dow, Mitsui, LG e outras empresas. A China aínda non ten unha industrialización a grande escala das aplicacións de POE.

Actualmente hai catro tipos principais de películas fotovoltaicas no mercado: película EVA transparente, película EVA branca, película POE e película EPE coextruída. A película EVA transparente converteuse no material de encapsulado principal no mercado actual debido á súa vantaxe de prezo e rendemento de procesamento, representando arredor do 52 %; a película EVA branca engádese á resina EVA cunha certa cantidade de dióxido de titanio e outros recheos brancos para mellorar a reflectividade da luz secundaria, utilízase principalmente para o encapsulado posterior de módulos de vidro simple e dobre. Cando se usa EVA branco en lugar de EVA transparente, a ganancia de potencia do módulo de vidro dobre pode alcanzar os 7-10 W. Cando se usa EVA branco en lugar de EVA transparente, a ganancia de potencia dos módulos de vidro dobre pode alcanzar os 7-10 W, mentres que a ganancia de potencia dos módulos de vidro simple é de 1-3 W.

A película POE é o material de encapsulamento principal para módulos de dobre vidro debido á súa resistencia PID única, así como á súa alta resistividade e resistencia á hidrólise; a película EPE está fabricada porextrusión de EVAe resina POE mediante un proceso de coextrusión, que combina o bo rendemento de procesamento do EVA coa boa resistencia ao PID e ao vapor de auga do POE. Segundo a previsión da CPIA, nos próximos anos, a cota de mercado da película de EVA transparente e branca de EVA diminuirá, mentres que a cota de mercado da película de EPE aumentará significativamente.

2. Estado e perspectivas do mercado de EVA

O EVA na cadea da industria química nos niveis medio e inferior da posición, materias primas directas para etileno e acetato de vinilo, coa rápida expansión da capacidade de produción de EVA, a demanda de acetato de vinilo de etileno creceu significativamente e, nos últimos cinco anos sen unha expansión efectiva, a contradición entre a oferta e a demanda é cada vez máis prominente.

O EVA ten catro procesos de produción: polimerización en solución, polimerización en emulsión, polimerización en suspensión e método de polimerización continua a alta presión. A produción industrial actual é totalmente polimerización continua a alta presión, que se pode dividir en métodos de tubo ou de caldera. A tecnoloxía tubular de Basilea e a tecnoloxía de caldera de ExxonMobil son os piares da produción fotovoltaica. O método tubular de Basilea está equipado cunha válvula de pulso, que permite que as paredes interiores do reactor se laven durante o proceso de reacción, o que reduce a adhesión do polímero e a formación de manchas cristalinas, o que resulta nunha proporción alta e consistente de material fotovoltaico. O método de caldera non está equipado cunha válvula de pulso, baixo presión ultraalta, o EVA disólvese en etileno e VA e precipita na parede do tubo cando está frío, facendo que a parede se pegue, canto máis longa sexa a precipitación, e finalmente caia para formar puntos cristalinos.

3. Estado do subministro de EVA

Segundo o diferente contido de VA, o EVA pódese dividir en tres categorías de variedades: resina de EVA (contido de VA do 5% ao 40%), elastómero de EVA (contido de VA do 40% ao 70%) e emulsión de EVA (contido de VA do 70% ao 95%). A seguinte análise refírese á resina de EVA.

Segundo as estatísticas do IHS, en 2021, a capacidade de produción global de EVA foi de 6.5 millóns de toneladas, representando o 88 % das tres rexións do nordeste asiático, América do Norte e Europa occidental. A capacidade de produción da China continental foi de 1.77 millóns de toneladas (o que representa o 27 % da capacidade global), Corea do Sur 1.18 millóns de toneladas (18 %), Xapón 640 000 toneladas (10 %), Taiwán e China 510 000 toneladas (8 %).

Entre 2017 e 2020, a taxa de crecemento da capacidade de produción global de EVA foi relativamente lenta. En 2021, no pico de carbono e na neutralidade de carbono, impulsada pola industria fotovoltaica global cara a unha nova etapa de desenvolvemento, o EVA tamén marcou o comezo de novas oportunidades de desenvolvemento. En 2021, a nova capacidade de produción global de EVA alcanzou os 1.1 millóns de toneladas, das cales 800,000 toneladas de nova capacidade de produción serán en China e 300,000 toneladas en Corea do Sur. Nos próximos anos, a nova capacidade de produción global seguirá estando concentrada principalmente en China. Segundo as nosas estimacións, espérase que entre 2022 e 2024 a nova capacidade de produción global de EVA alcance os 1.08 millóns de toneladas, cunha taxa de crecemento media anual do 5.3 %.

A capacidade de produción de EVA da China distribúese principalmente na base química do carbón costeira e do interior, a capacidade de produción de EVA da China oriental representou o 66 %, o norte e o noroeste da China o 17 % e o 17 % respectivamente; desde o punto de vista da demanda augas abaixo, o leste e o sur da China representaron o 90 % do consumo interno total, e as dúas rexións están claramente diferenciadas. O leste da China, debido á rápida expansión das empresas de películas de caucho e as empresas de cables, o consumo de materiais fotovoltaicos e materiais para cables representou un nivel relativamente alto, mentres que o sur da China concéntrase principalmente no campo dos adhesivos termofusibles, materiais para calzado, escuma e adhesivos termofusibles, entre outros consumos.

Nos últimos anos, co desenvolvemento das grandes empresas de refino e da transformación do carbón en olefinas, as empresas privadas víronse inundadas pola vía EVA, a diversificación do corpo de subministración formou unha situación tripartita privada estatal.

Actualmente, só tres empresas nacionais, Searborn, Lianhong e Formosa Plastics, poden producir EVA transparente de calidade fotovoltaica entre 2021 e 2022, aínda que xa se puxeron en funcionamento varios dispositivos, pero non se produciu un incremento efectivo no caso do material fotovoltaico. A oferta actual segue a estar dominada por Searborn, Lianhong, Formosa Plastics e outras fontes estranxeiras. Os dispositivos actuais que poden producir material fotovoltaico estiveron a plena produción, mentres que o resto dos dispositivos producen material fotovoltaico con dificultades, alta viscosidade e longo prazo. As unidades restantes teñen dificultades para cambiar a materiais fotovoltaicos, xa que a alta viscosidade e o longo tempo de produción bloquean as tubaxes. En canto á nova capacidade de produción, Sinochem Quanzhou, Yangzi Petrochemical e Yanchang Yulin non produciron material fotovoltaico. En 2022, o incremento de material fotovoltaico débese principalmente a dispositivos ZPMC e LG. Dushanzi entregou recentemente 200,000 toneladas de EVA, e espérase que a posta en servizo do material sexa ás 9.30.

A longo prazo, o EVA aínda ten moita planificación de nova capacidade, pero se a produción de materiais fotovoltaicos aínda require un ciclo de produción longo: o ciclo de construción do proxecto é duns 3 anos; despois da produción, a primeira produción de LDPE despois do cambio á produción de EVA necesita de 0.5 a 1 ano; a produción estable de produtos cualificados, as probas dos fabricantes de películas posteriores necesitan de 3 a 6 meses, o ciclo completo do proxecto leva uns 4 anos e non todos os materiais fotovoltaicos de saída, tubulares. O límite superior do rendemento do material fotovoltaico é do 80 % ao 100 % para o método do tubo e do 10 % ao 30 % para o método da cuberta.

4. Comercio Internacional EVA

O comercio interrexional de produtos de EVA non ten unha circulación rexional activa; o nordés asiático é o centro do comercio mundial, con máis de 850,000 toneladas entre as principais rexións comerciais, e o comercio mundial total entre as grandes rexións en 2018 foi de 850.000 toneladas. América do Norte, o nordés asiático e Europa Occidental exportaron EVA netamente, das cales os Estados Unidos exportaron 90,000 toneladas, o nordés asiático 88,000 toneladas e o occidental 90,000 toneladas. Por países, a China continental e a India son os importadores de EVA máis importantes do mundo. No nordés asiático, China é o maior importador mundial con comercio activo. A capacidade de produción de EVA de China é actualmente insuficiente e depende en gran medida das importacións. Nos últimos cinco anos, a dependencia das importacións mantívose en máis do 50 %. En 2021, as importacións de EVA de China alcanzaron as 1,116,700 toneladas. Segundo a estrutura das importacións, Corea do Sur, Taiwán e Tailandia representaron o 70 % das importacións de China.

5. Demanda de EVA

Grazas ao rápido desenvolvemento da industria fotovoltaica e outras industrias, o consumo de EVA na China está a medrar rapidamente e, en 2021, o consumo de EVA na China alcanzou os 2.053 millóns de toneladas, cunha taxa de crecemento composta do 9.52 % nos últimos cinco anos. A estrutura do consumo augas abaixo: material fotovoltaico 37 %, escuma 28 %, material para cables 17 %, adhesivo termofusible 7 %, revestimento 7 %, película agrícola 1 %, material fotovoltaico como primeiro gran consumo augas abaixo, e espérase que o futuro aínda se expanda.

Segundo a previsión da capacidade instalada fotovoltaica global da CPIA, e combinada coa tendencia na cota de materiais de película adhesiva, mídese a demanda futura de EVA, no caso medio.

1. Segundo os datos instalados, a taxa de crecemento da instalación fotovoltaica global alcanzará un pico entre 2021 e 2023, tras o cal a taxa de crecemento diminuirá relativamente.

2. A demanda incremental de resina EVA no caso medio alcanzou as 240,000 toneladas (2021), 210,000 toneladas (2022), 150,000 toneladas (2023) e 100,000 toneladas (2024), respectivamente, xunto coa nova capacidade de produción global de material fotovoltaico, o material fotovoltaico segue sendo escaso en 2022 e espérase que o auxe continúe.

3. Posteriormente, a medida que a produción nacional de EVA se acelere, a taxa de autosuficiencia de EVA aumentará gradualmente, pero seguirá mantendo un alto grao de dependencia das importacións.

Estado e perspectivas do mercado de POE

Os elastómeros de poliolefina son unha clase de materiais de poliolefina fabricados por copolimerización de etileno con propileno ou outras α-olefinas (por exemplo, 1-buteno, 1-hexeno, 1-octeno, etc.). En comparación cos plásticos de poliolefina, o contido de monómeros de copolímero dentro da cadea molecular é maior e a densidade é menor. Os elastómeros de poliolefina son principalmente copolímeros de etileno-propileno e copolímeros de etileno/α-olefina, dos cales os elastómeros de copolímero de etileno-propileno inclúen a goma de etileno-propileno binaria (EPM) e a goma de etileno-propileno terciaria (EPDM) dous, os elastómeros de copolímero de etileno/α-olefina son principalmente copolímero aleatorio de etileno/α-olefina (POE) e copolímero en bloque de etileno/α-olefina (OBC) dous.

Debido á súa estrutura molecular especial, o POE ten boas propiedades reolóxicas, propiedades mecánicas, propiedades anti-UV, boa tenacidade a baixas temperaturas e tamén ten boa afinidade coa poliolefina, amplamente utilizado no campo da modificación e preparación de películas adhesivas.

Desde o punto de vista do uso final, o mercado interno está dominado pola industria do automóbil, cun consumo do 68 %, o campo da modificación de polímeros do 19 %, o campo dos fíos e cables do 9 % e outros campos do 4 %. A dependencia básica de China de POE das importacións e o mercado de consumo aínda está por cultivar; o seguimento pode substituír parte do caucho e o plástico.

Estado do subministro de POE

A capacidade de produción global de POE está basicamente monopolizada por empresas estranxeiras; China aínda non conseguiu a súa aplicación industrial. Cunha capacidade de produción total global de POE/POP de máis dun millón de toneladas/ano, Dow Dow é líder no campo do POE, e a súa capacidade de produción é a máis alta; as calidades poden chegar a máis de 20 variedades; a gama de dedos fundidos está amplamente distribuída, de 1 a 30 g/10 min; a capacidade de investigación e desenvolvemento e a excelente calidade do produto. Ademais, Mitsui, LG, SK e outras empresas tamén desenvolveron os seus propios sistemas catalizadores e teñen un lugar no mercado do POE, e a industria do POE está moi concentrada.

Na actualidade, hai unha serie de empresas nacionais que se dedican á tecnoloxía POE, das cales Wanhua Chemical foi a que máis rápido progresou, completou a proba piloto e espérase que en 2024 se poñan en funcionamento 200,000 toneladas de plantas POE. Ademais, Maoming Petrochemical, Sierbund, Satellite Petrochemical e Wison Engineering propuxeron planificar POE ou estiveron na fase piloto. Espérase que POE acelere o proceso de localización.

Comparación do rendemento de EVA e POE

No campo da fotovoltaica, o rendemento do EVA e do POE ten as súas vantaxes e desvantaxes: o prezo máis baixo do EVA, o seu procesamento sinxelo, a súa resistencia ao almacenamento, a súa reticulación rápida e o seu bo rendemento de unión co vidro e a lámina traseira. A vantaxe do POE reside principalmente no bo rendemento do material, a súa excelente resistencia ao rendemento PID, a súa alta resistividade, a súa taxa de barreira de vapor de auga, a súa baixa temperatura e a súa resistencia ao amareleamento.

As desvantaxes do EVA residen principalmente en que o acetato de vinilo en ambientes de luz, osíxeno, humidade e calor é propenso á hidrólise, producindo ácido acético, corrosión da superficie celular, cinta de soldadura, etc., pero tamén coa reacción de Na no vidro, pode xerar unha gran cantidade de ións de Na en movemento libre, o que resulta nunha atenuación de potencia; ao mesmo tempo, o EVA é propenso a amarelar en ambientes de luz e calor, o que afecta á transmisión da luz, o que resulta na perda de potencia global do módulo.

As desvantaxes do POE son: a baixa polaridade do POE, a precipitación do solvente dos aditivos polares na superficie da película durante o procesamento da película, o que resulta nunha superficie lisa que é fácil de desprazar; dificultades de procesamento, o material é fácil de colgar no bordo da película; o prezo das partículas de POE é en xeral máis caro que o de EVA. A opinión xeral é que nos próximos anos, a aplicación de partículas de POE nas partículas de película tenderá a expandirse, principalmente debido aos seguintes factores.

1. Batería de tipo N: a eficiencia de conversión fotoeléctrica actual da batería de tipo P está preto do límite superior do 24.5 %, mentres que o límite superior da eficiencia de conversión da batería de tipo N é maior; o dopado na oblea de silicio da batería de tipo P con complexo de boro e osíxeno provocará unha aceleración da deterioración potencial, o que aumentará a escala de dopado da batería de tipo N e o rendemento antiatenuación. O efecto PID da batería de tipo N na superficie da luz é máis sensible á deterioración PID dos compoñentes grandes de tipo N, despois da recuperación da luz; tamén causará danos irreversibles. Ao mesmo tempo, cando as celas de tipo N usan un encapsulado de vidro único, a barreira de vapor de auga da placa traseira é deficiente, polo que a elección dunha película adhesiva POE para o encapsulado pode reducir a taxa de transmisión global de vapor de auga do módulo e prolongar o tempo de servizo do módulo, polo que a promoción de celas de tipo N pode aumentar a cantidade de POE.

2. Gran potencia da batería: Nos últimos anos, a potencia dos diferentes tipos de compoñentes da batería aumentou significativamente, a xeración de calor aumenta, a temperatura terá un maior impacto na potencia máxima, a tensión de circuíto aberto e outras propiedades eléctricas da batería, polo que o rendemento eléctrico dos materiais de envasado será cada vez maior.

3. Adelgazamento do vidro de cuberta e aumento dos compoñentes de dobre vidro: segundo os datos da CPIA, o grosor actual do vidro principalmente