化工新材料行业深度研究：政策引领及产业转型升级，加速行业发展

　　1、政策引领及产业转型升级，化工新材料步入快速发展期

　　化工新材料是新能源、高端装备、绿色环保、生物技术等战略新兴材料的重要基础材料， 与传统材料相比，化工新材料具有性能更优、附加值更高、技术难度更大等特点，细分领域包括工程塑料、特种橡胶及弹性体、高性能纤维等传统合成材料的高端产品，以及高性能膜材料、电子化学品、新能源和生物化工领域高性能专用和精细化学品等。

　　新材料是新一轮科技革命和产业变革的基石和先导，2018 年中美贸易摩擦发生以来，国家 加大对信息技术、高端制造和新材料等领域的政策支持，“十四五”规划和 2035 远景目标 提出，大力发展战略新兴产业，加快壮大新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、 高端装备、新能源汽车、绿色环保以及航空航天、海洋装备等产业；2021 年 12 月，工信部发布《重点新材料首批次应用示范指导目录（2021 年版）》，其中包含先进基础材料、关键战略材料、前沿新材料三大类共 300 余种材料，化工新材料领域包括高性能纤维及复合 材料、先进半导体材料和新型显示材料等多个品种。

　　2、全球化工新材料市场空间广阔，海外龙头兼具技术和规模优势

　　据中国石油和化学工业联合会，2019年全球化工新材料产值达3700亿美元，其中北美、欧洲和日本等发达国家和地区新材料产能较大且技术成熟，如碳纤维领域日本/美国/德国的企业占据全球主要份额；液晶背光源发光材料领域以日本企业为主；高性能工程塑料以美国、德国为主；特种橡胶方面日本、美国占据较大的市场份额。

　　全球新材料龙头企业也主要集中在美国、德国和日本等国家，例如美国埃克森美孚围绕聚烯烃和合成橡胶等高性能化不断开发高端产品，2020年营业收入达1803亿美元，其中化学品业务收入231亿美元；德国巴斯夫在多种基础原料及精细化学品方面均具备专有技术， 2020年营业收入达727亿美元；德国拜耳在聚氨酯、涂料及中间体等高分子材料领域处于领先地位，2020年营业收入达509亿美元；日本三菱化学在功能性材料方面拥有技术优势， 碳纤维、聚碳酸酯等领域处于领先地位，2020年营业收入达331亿美元。

　　目前全球化工新材料产业发展整体步入高技术引领、产品迭代速度快、产业规模和需求不断扩大等特点，随着世界经济的持续增长，企业和金融资本发展化工新材料的动力不断增 强，未来化工新材料的需求空间有望继续扩大。据中国石油和化学工业联合会预计，到 2025年全球化工新材料市场规模将达到 4800 亿美元，2019-2025 年复合增速达 4.4%，其中高 端聚烯烃、特种工程塑料、电子化学品、碳纤维等领域需求增长有望延续。

　　3、国内多数品类处于国产替代黄金期，产业链迎来布局良机

　　近年来，在国家政策引领及企业技术进步等推动下，我国化工新材料行业发展已具备一定基础。据中国石油和化学工业联合会，国内 2019 年化工新材料产值约6000 亿元，总消费规模约9000 亿元（进口额达3000 亿元），其中氟硅树脂和橡胶、聚氨酯材料、部分新能源材料等方面发展相对较快，如超高分子量聚乙烯、水性聚氨酯、脂肪族异氰酸酯、氟硅橡胶等国产化率较高且部分实现出口，T800级以上碳纤维、聚碳酸酯、生物基聚酰胺56 等技术实现产业化，但整体上高端聚烯烃、工程塑料、功能性膜材料、高性能纤维和高端 电子化学品等诸多领域自给率仍然较低。

　　从生命周期角度，国内特种工程塑料、气凝胶、半导体材料、OLED 材料、湿电子化学品 等诸多新材料产品仍处于概念期/导入期或成长初期，相较而言，发达国家在多数新材料领域研究和应用拓展较早，不少产品已进入成长后期或成熟期，未来国内追赶空间较大。

　　从需求角度，随着国内产业结构优化升级，半导体、电子电器、新能源、信息通信、航空航天等相对新兴领域发展势头良好，有望带动上游化工新材料需求持续增长。例如，半导体领域，据SEMI，20年中国IC产业销售额约 1280亿美元，15-20年CAGR达17%，预计25年将达2570亿美元，CAGR（21-25年）约15%；面板显示领域，据DSCC，近年来全球显示面板产能逐渐向中国转移，预计中国大陆面板产能份额将由20年53%提升至25年 71%；新能源领域，据GGII，预计25年国内新能源汽车销量将达到580万辆（21-25年CAGR约33%）。据中国石油和化学工业联合会，在下游旺盛需求带动下，预测到25年国内化工新材料产值有望接近1.5万亿元，“十四五”期间复合增长率达8.6%。

　　从研发角度，据EUIndustrial R&D Investment Scoreboard，19年全球研发投入Top2500企业中，国内占据536家（较14年增加235家），国内研发投入总额约1188亿欧元（14-19年CAGR约27%），在化工领域，19 年国内研发投入约17亿欧元，14-19年CAGR达36%，且国内占全球的比重由 14年1.7%提升至19年7.4%。在国内化工行业转型升级大背景下，我们认为化工新材料研发向国内集中仍有持续提升的空间，部分中高端领域在政策支持或下游企业需求倒逼下，国内有望较快取得突破，在气凝胶、合成生物、石墨烯等一些全球性的新兴领域，国内企业或能在早期即具备一定的领先优势。

　　具体到企业来看，万华化学、华鲁恒升、金发科技、兴发集团等传统化工企业通过自主研发或引进新技术消化吸收再创新，在新材料领域不断取得突破，光威复材、飞凯材料、晨化股份、沃特股份、长阳科技等企业在细分领域市场逐渐占据一定份额，向专业化化工新材料企业成长。我们认为在政策引领及产业资本投入增长等驱动下，国内化工新材料产业链迎来布局良机，已具备产能规模或技术储备的相关上市公司有望充分受益。

　　4、化工新材料品类丰富，细分领域各具特色

　　高端聚烯烃：聚烯烃领域的差异化品种

　　高端聚烯烃属于聚烯烃材料的特殊品种，主要包括茂金属聚烯烃（mPE、mPP）、聚烯烃弹 性体（POE）、聚丁烯-1（PB-1）和超高分子量聚乙烯（UHMWPE）等，相比 PE、PP 等 传统聚烯烃合成材料，高性能聚烯烃通常生产工艺技术含量更高、产品性能更加优异，产品附加值也更高。

　　茂金属聚乙烯：国外规模化应用趋于成熟，国内企业加快产能布局

　　茂金属聚乙烯（mPE）由乙烯和α-烯烃（如 1-丁烯、1-己烯、1-辛烯）共聚得到。通过单 活性茂金属催化剂，可精密控制结晶结构、分子量分布、单体含量等，使其具有良好的性能。mPE 是目前应用进展最快的茂金属聚合物，据中国石油和化学工业联合会，2020 年全球需求量预计超过 1800 万吨，其中 mLLDPE 占比最大，接近 1500 万吨，主要用于各种薄膜制品，mMDPE 和 mHDPE 则主要用于地热管道、滚塑和注塑制品等。

　　目前全球 mPE 生产企业以国外大型化工龙头公司为主，埃克森美孚、陶氏化学、巴斯夫等 均拥有自主 mPE 牌号，并进行技术封锁，其中埃克森美孚在美国和新加坡各有 130 万吨和 190 万吨产能，陶氏化学在美国和泰国分别有 60 万吨和 65 万吨产能，两家公司为目前全 球最大的 mPE 生产企业。

　　茂金属催化剂是高性能聚烯烃工艺中核心壁垒，国内对茂金属催化剂及聚烯烃的研发相对 较晚，在规模和产品性能等方面与国外公司差距较大，高端专用料 mPE 仍需大量进口，据 中国石油和化学工业联合会，截至 2019 年国内齐鲁石化、大庆石化、独山子石化等企业可 实现 mPE 工业化生产，总产量约 12 万吨，而消费量已达 60 万吨，自给率仅 20%。

　　近年来国内加大 mPE 研发投入，陆续取得规模化应用进展，如齐鲁石化采用北京化工研究 院自主研发茂催化剂，以 1-己烯为共聚单体生产 mPE 并形成系列产品；兰州石化在 6 万吨 LDPE 装置上生产 mPE 管料，各项指标达到同类先进质量水平。据中国石油和化学工业联 合会，随着中国石化、中国石油及民营企业发力，在传统气相法装置大规模排产 mPE 产品， 预计未来 5 年内国内产量有望达 30 万吨，国产化程度将得到提升。

　　茂金属聚丙烯：国内商业化应用仍在萌芽阶段

　　采用茂金属催化剂技术也可生产不同品种的茂金属聚丙烯（mPP），如高性能等规聚丙烯、 抗冲共聚聚丙烯、无规聚丙烯、间规聚丙烯和均聚聚丙烯弹性体等。相比传统催化剂生产 的聚丙烯产品，MPPE 分子链段更加规整，透明性好，挥发物和析出物含量更低，可广泛应用于纺丝、医疗、食品包装等领域。目前全球 mPP 生产较为集中，主要包括 Lyondell Basell、 埃克森美孚、道达尔（Total）、JPP、三井化学等少数几家企业。

　　据中国石油和化学工业联合会，目前国内 mPP 生产尚处于起步阶段，2019 年国内 mPP 消 耗量约 8-10 万吨，主要进口自埃克森美孚、Lyondell Basell、三井化学等企业。国内只有 少数石化公司进行工业化生产探索。未来伴随技术引进和国内企业自主研发，mPP 国产化 有望进一步取得突破。

　　聚丁烯-1：大规模应用仍需解决生产成本和产品性能稳定性等问题

　　聚丁烯-1（PB-1）是由丁烯-1 单体聚合而成的高分子材料，根据聚合程度可分为等规聚丁 烯-1（iPB）、间规聚丁烯-1（sPB）和无规聚丁烯-1（aPb），PB-1 系列复合材料包括 PB-1 热塑性弹性体（PB-TPE）和聚丁烯-1 合金（PBA）等。目前，应用较广的聚丁烯-1 材料主 要有 iPB、PBA 和 PB-TPE，其中 iPB 是一种半结晶性塑料，具有优异耐热蠕变性和耐环 境应力开裂性等特点，是理想的耐高温管材料，PBA 则克服了 iPB 成型慢、阻隔性不理想等缺点，PB-TPE 通过降低分子链的规整性获得一定弹性，可作为各类软材。

　　据中国石油和化学工业联合会，2017 年全球聚丁烯-1 消费量约 10 万吨，主要集中在欧美、 日韩等发达国家和地区，预计 2025 年超过 20 万吨。国外聚丁烯-1 主要生产企业有 Lyondell Basell 和三井化学等。目前国内有两套正式投产的聚丁烯-1 装置，东方宏业化工采用青岛 科技大学的自主专利技术建成年产 5 万吨的聚丁烯-1 生产装置，山东京博石化具备 1 万吨/ 年产能，另外山东瑞达化工建成 6 万吨/年装置，但一直未能正常生产。

　　聚丁烯-1 生产工艺主要包括淤浆法、液相本体法和气相法，淤浆法溶剂回收复杂、生产效 率低且成本较高；液相本体法可简化溶剂分离纯化但由于体系黏度较大，存在传质传热问 题，限制了转化率；气相法操作相对简单，但容易出现结块等问题，难以长时间运行。总 体上聚丁烯-1 不同工艺路线生产成本均较高，且工艺稳定性欠缺，因此商业化产品的价格 相对较高，限制了其应用和市场需求，同时产品存在晶型转变慢、结晶温度低和结晶慢等 问题，未来仍需专注工艺优化和产品性能改善等以提升市场竞争力。

　　聚烯烃弹性体：下游需求增长迅速，国产替代迎来机遇

　　聚烯烃弹性体（POE）指α-烯烃含量大于 20%的乙烯和长链α-烯烃无规共聚物，POE 的 特殊结构赋予其良好的弹性、热塑性和透明性等特点，可作为轻量化抗冲击改性材料、耐 用电缆材料、光伏电池长寿命封装材料等。据亚化咨询，2020 年全球 POE 产量和消费量 超过 100 万吨，国外对 POE 生产所需催化剂进行专利保护，全球 POE 由陶氏化学、埃克 森美孚、三井化学、LG 化学等企业垄断。陶氏化学是全球最大的 POE 生产商，据华经产 业研究院，2019 年其全球产能占比约 42%，并且计划 2025 年扩产至 190 万吨/年。

　　POE 因其良好的力学性能、耐紫外性能、耐老化性能及流变性能等可被作为光伏 EVA 料改 性剂或单独作为封装胶膜使用。据 CPIA，2020 年国内 POE/共挤型 POE 封装胶膜占比约 26%，在光伏组件整体需求增加和双玻组件渗透率提升等背景下，预计 2030 年渗透率将提 升至 36%。除光伏封装胶膜外，POE 在汽车轻量化改性材料、EVA 发泡材料等领域需求也 有望维持较快增长。据隆众资讯，2019 年国内 POE 消费量达 45 万吨，且预计未来几年需 求增速有望保持在 10%以上。

　　目前国内尚未实现 POE 工业化生产，近年来国家投入大量资源支持 POE 技术攻关，国内 科研机构、企业正加紧 POE 研发和生产应用，目前已有一定进展。据中国化工信息，茂名 石化在建 1000 吨/年中试装置、万华化学拟建 20 万吨/年 POE（其中 1000 吨/年中试已完 成，预计 2025 年前全面达产），政策支持和产业资本助力下，POE 国产替代有望取得突破。

来源：未来智库

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