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氟化工行业报告:萤石价值中枢提升制冷剂开启景气周期

2024-03-09 钛白粉
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  我国已成为全世界最大的氟化工生产和消费国。氟化工产业链环节众多,从产品附加值和市场关注度考虑,本系列报告(一)首先着眼于萤石、制冷剂的探讨。

  从氟化工产业链的价值分配来看,各环节盈利能力呈现出“微笑曲线”分布,且偏向中下游的产品附加值更高。萤石属于稀缺资源,行业格局有望重塑,且存供需失衡可能;制冷剂供给格局改善,中长期逻辑有望强化;含氟聚合物的高端化发展是必由之路;氟化液附加值极高,是氟化工产业链中的蓝海市场。

  氟化工泛指一切生产含氟元素(F)化学品的工业,氟作为自然界化学性质最活泼的元素之一,其存在范围广,并赋予了物质稳定性高等特性,具备极高的商业价值。

  我国氟化工行业起源于二十世纪五十年代,目前已成为国家战略新兴起的产业的重要组成部分,同时也在半导体和新能源领域起着十分重要的作用。

  根据中国氟化工行业“十四五”发展规划,我国各类氟化工产品的总产能超过 640万吨,总产量超过 450 万吨,总产值超过 1000 亿元,已成为全世界最大的氟化工产品生产和消费大国。

  萤石(主要成分为氟化钙)是氟化工产业的源头,主要用以制备为性质活泼的氢氟酸,氢氟酸再与其余物质反应后,便可向产业链中下游提供氟元素。

  氟化工产品可分为无机氟化物和有机氟化物,其中无机氟化物包含氟化盐和电子级氟化物(含氟电子特气等),前者壁垒低,后者附加值和市场关注度更高;有机氟化物则主要包含制冷剂、含氟聚合物和含氟精细化学品,市场规模大,产品附加值更高。

  从产品附加值和市场关注度考虑,萤石、制冷剂、含氟聚合物、氟化液环节是本系列报告重点探讨的对象。简言之,萤石行业格局重塑,且存供需失衡可能;制冷剂供给格局改善,中长期逻辑有望强化;含氟聚合物的高端化发展是必由之路;氟化液附加值极高,是氟化工产业链中的蓝海市场。

  从氟化工产业链的价值分配来看,各环节盈利能力呈现出“微笑曲线”分布,且偏向中下游的产品附加值更高。

  最上游的萤石不可再生,具备稀缺性,它的毛利率通常维持在 40%以上,处于产业链较高水平;

  中上游的氢氟酸和代表无机氟化物的氟化铝因为壁垒较低,竞争非常激烈,毛利率仅维持在 10-15%;

  制冷剂因争夺配额原因,近年来毛利率已低至 15%以下,部分产品甚至会出现亏损,但 24 年配额落地后,制冷剂环节的盈利能力有望大幅修复;

  由于我国含氟聚合物产能偏向中低端,毛利率也仅在 20%左右,因此高端化发展是该环节的未来方向;

  含氟精细化学品中,含氟中间体附加值较大,其中六氟系列(新宙邦)比三氟系列(中欣氟材)体现的更明显,新宙邦的有机氟化学品毛利率超过了 60%。此外,3M 的 Novec-7200 氟化液单吨售价接近 50 万元,且下游集中于高的附加价值的半导体和数据中心等领域,是氟化工中挑战与机遇并存的蓝海市场。

  龙头企业技术创新重塑行业格局。我国资源开采过度,萤石储量不到全球 25%,而产量却接近全球的三分之二,单一萤石矿山的储采比仅约 10 余年,远低于全球均值的 30 余年。其次,矿山安全生产成为焦点问题。我国中大型萤石矿山数量较少,年开采量 5 万吨以内的小型矿山占比超过 90%。资源有限叠加安全环保趋严,金石资源凭借技术创新撬动伴生矿资源,有望重塑萤石产业格局,话语权将不断抬升。

  萤石供需存失衡可能,价值中枢不断抬升。随着新能源产业的发展,萤石供需平衡存在失衡风险。依照我们的测算,2025/2030 年我国萤石需求量有望达到 657/851万吨,较 2022 年增长 19%/55%。萤石供需缺口有望呈现持续扩大态势,价格中枢有望不断攀升。

  萤石又称氟石,是自然界中较常见的一种矿物,可以与其他多种矿物共生。萤石是氟的大多数来自,能够提取制备氟元素及其各种化合物。

  萤石(CaF2)主要由氟化钙组成,钙原子与周围八个氟原子配位,形成理想的四面体。萤石颜色多样,是自然界中颜色最多的矿物,萤石的致色机理则反应了矿物的形成条件和生长历史。

  采矿:根据矿山种类,萤石矿的开采可大致分为单一矿山开发和伴生矿开发两大类型,伴生矿的开发技术难度较大,单一矿山的安全生产是行业痛点。

  选矿:萤石矿经预选挑出高品位萤石块矿并抛去废石,剩余的原矿经选矿作业制成萤石精粉。萤石选矿一般都会采用浮选法,采用的工艺流程一般来说包括分拣、破碎、磨矿、分级、粗选、精选等步骤,所用药剂主要为油酸、纯碱、硫酸、水玻璃等。

  与之对应,商品萤石矿可大致分为酸级萤石精粉、高品位萤石块矿和冶金级萤石精粉。其中酸级萤石精粉大多数都用在制备氢氟酸,作为下游氟化工的原料。

  萤石是宝贵的可用尽且不可再生的战略性资源,“是与稀土类似的世界级稀缺资源”。在我国 2016 年制定的《全国矿产资源规划(2016—2020 年)》中,萤石被列入我国“战略性矿产目录”。

  除了我国外,萤石同样是美国和欧盟关键矿产中的一种,被列入了关键矿产目录清单。

  根据美国地质调查局公布的世界萤石储量数据,2023 年底世界萤石总储量为 2.8亿吨氟化钙,较 2022 年增加了 2000 万吨,主要增量来自我国和蒙古国。

  2023 年全球萤石资源主要分布在墨西哥、中国、南非、蒙古等,储量分别为 6800万吨、6700 万吨、4100 万吨和 3400 万吨,合计占比为 75%。日本、韩国、印度、欧盟、美国几乎少有萤石资源储量,形成结构性稀缺。

  近年来全球萤石产量稳步增长,2023 年达到了 880 万吨。与萤石储量分布不同,2023 年我国萤石产量为 570 万吨,占全球比重为 65%,随后才是墨西哥、蒙古和南非,三者产量占比分别为 11%、11%和 5%。

  近年来我国萤石产量和表观消费量中枢持续上行,分别从 2010 年的 330/276 万吨增长至 2023 年的 570/634 万吨,表观消费量的年复合增长率约为 7%。

  萤石储采比远低于全球。我国萤石资源开采过度,储量不到全球 25%,而产量却接近全球的三分之二。储采比越高代表的可开采年数越多,我国单一萤石矿山的储采比仅约 10 余年,远低于全球均值的 30 余年,资源保障能力严重不足,资源安全堪忧。

  萤石小矿多,行业集中度很低。根据中国矿业联合会 2019 年 12 月发布的《中国萤石矿山行业调查报告》,目前全国相关萤石矿山企业约 700 家,单一型萤石矿山约 750 个,伴生型萤石矿山约 10 家。全国大型萤石矿山 23 家占 3.1%,中型矿山 49家占 6.5%,年开采量 5 万吨以内的小型矿山占 90.4%。

  在国内萤石资源面临严重挑战的情况下,国外发达国家已及时采取有关的措施对萤石开采管控严格,如英国萤石储量 400 万吨,储采比高达 333.3。美国储量约 400万吨,现在已经基本停止开采,其国内需求基本全部来自进口。

  除此之外,我国萤石矿还有着含杂低,贫矿多,伴生型萤石矿储量大但开采程度低等特点。

  (1)我国单一萤石矿品质优良:南非萤石含铁较高、蒙古国萤石含磷较高、墨西哥萤石含砷较高,而我国单一萤石矿资源含杂质低、品质优,被大量用于高端产业,他国资源难以替代,在全球优质萤石资源中占有主体地位,是我国优质优势矿种。

  (2)我国萤石资源主要分布在浙江、江西、福建、湖南、内蒙古等地:这些省区萤石基础储量约占全国萤石总量的近 80%,矿床数占 53%。

  (3)富矿少,贫矿多:在查明资源总量中,单一萤石矿平均 CaF2品位在 35%-40%

  左右,CaF2品位大于 65%的富矿(可直接作为冶金级块矿)仅占单一萤石矿床总量的

  (4)单一型萤石矿床数多,储量少,品质优;伴(共)生型矿床数少,储量大,

  品质差:我国主要萤石矿床 230 处,其中单一型萤石矿床 190 处,占总矿床数的 83%,

  萤石储量占总储量的 57%。而伴(共)生型萤石矿床数为 40 处,占总矿床数不到 20%,

  基于萤石资源危机的严重性,2010 年起国家开始出台多种措施保护萤石资源,

  2016 年 5 月 10 日,财政部发布关于全方面推进资源税改革的通知,萤石已列入资

  源税改革范围,7 月 1 日起实施,实行从价计征,税率幅度 1%-6%。《中华人民共和国

  资源税法》于 2020 年 9 月 1 日起施行,萤石原矿或选矿的资源税率调整到 1%-8%。

  在限制出口的政策指导下,2018 年我国正式成为萤石净进口国。但是 2021 年下半年以来,因墨西哥、加拿大两大矿山因自身原因停产,以及其他原因,进口数量急剧减少。据海关数据,2022 年全年萤石产品进口量约 27.86 万吨,出口量为 47.79万吨。

  2023 年我国再次成为萤石净进口国。2023 年我国萤石进口量为 101.71 万吨,同比增加 265%,出口量为 37.76 万吨,同比减少 21%。长久来看,我国萤石净进口量为正的趋势难以扭转。

  氢氟酸是萤石下游最主要的产品,其是由萤石与浓硫酸反应得到的氟化氢(HF)气体溶于水的产物,是一种无色、透明,有刺激性气味的液体,具有较强的腐蚀性。

  氢氟酸主要使用在于制冷剂以及作为新能源、新材料、国防、航天航空等领域原材料的含氟聚合物、含氟中间体和电子级氢氟酸等。

  值得注意的是,目前萤石法制备氟化氢产能占到全国产能的 95%,但利用磷化工副产的氟硅酸一样能制备氢氟酸,全国大概有 8-10 吨的氢氟酸产能来自于磷化工副产。但利用磷矿提氟得到的物质成分较为复杂,且受制于磷化工本身规模的要求,和技术和质量方面的制约,大概率是作为萤石制备氢氟酸的补充。

  目前下游制冷剂产量或逐年下滑,但在新能源产业的加快速度进行发展下,我国萤石需求有望迎来超预期增长。

  本章部分我们对 2023-2025 年以及 2030 年国内萤石的供需情况做预测,并预计在供需错配下,萤石价格中枢有望持续上行。

  制冷剂领域:根据生态环境部文件,2023 年我国二代制冷剂生产配额下降至21.48 万吨,2024 年下降至 21.35 万吨。根据《蒙特利尔议定书》,在 2013 年配额的基础上,2025 年将削减 67.5%,2030 年削减 97.5%。假设 2022 年我国三代制冷剂产量约为 78 万吨,2023 年约为 76 万吨,2024 年三代制冷剂约 74.6 万吨配额已落地,至 2030 年削减 10%。根据制冷剂对萤石的单耗测算,2025 年制冷剂领域对萤石的需求量为 155 万吨,2030 年为 127 万吨。

  锂电领域:根据金石资源公告,一辆新能源汽车的萤石精粉用量约为 45kg,根据中国科创数据,新能源汽车动力电池的容量普遍在 50-100kwh,取平均值 75kwh,假设储能电池与汽车锂电池对萤石的需求程度一致,根据 GGII 数据,我国锂电池出货量 2025 年有望达到 1805GWh,2030 年有望达到 4000GWh。依此计算,2025 年锂电领域对萤石的需求量为 108 万吨,2030 年将达到 240 万吨。

  光伏领域:据 CPIA 预测,2025 年我国光伏新增装机量有望达到 220GW,IEA 预测未来全球光伏装机量的年均复合增长率为 20%,依此假设 2030 年我国新增装机量将达到 547GW。据光伏见闻公众号的数据,2020 年我国光伏行业使用的电子级氢氟酸约 10.5 万吨。依此计算,2025 年光伏领域对萤石的需求量为 54 万吨,2030 年将达到 134 万吨。

  其他领域:主要指含氟聚合物和氟化铝,考虑到含氟聚合物在萤石下游需求中占比较小,氟化铝行业相对平稳,保守预测其他领域未来需求增速为 3%。

  考虑到萤石矿的探测和开采周期较长(3 年以上),国内环保政策趋严带来的限制,我们判断未来行业新增供给大多分布在于金石资源和磷化工副产。

  金石资源:2022 年金石资源和包钢金石分别生产 41 万吨和 11 万吨萤石,假设后续金石资源每年产量维持在 45 万吨,包钢金石产量逐步增长至 80 万吨。

  磷化工副产:根据《磷矿伴生氟资源生产氟化氢的前景分析》,国内氟硅酸法氟化氢规划 41 万吨,其中无水氟化氢 17 万吨,假设其余为 40%浓度氢氟酸,则合计折算为 58.52 万吨萤石。假设 2024/2025 年分别投放 10%/20%产量,2030 年 70%的产能成功释放。

  其他矿山:国内其他小矿山在资源枯竭和环保趋严背景下,每年陆续退出部分产能,假设其他小矿山每年净淘汰产能为 10 万吨(根据已有数据,2023 年预计退出 30万吨)。

  进出口:在我国出台多项政策保护萤石资源的背景下,假设我国萤石净进口量逐年提升。

  依此计算,金石资源与包钢金石合计产量占国内产量的比例将从 9%提升至 20%。

  综合来看,在新能源领域对萤石需求的带动下,2025/2030 年我国萤石需求量有望达到 657/851 万吨,包含净进口的总供给量为 644/694 万吨,供需缺口呈现持续扩大的态势。

  值得一提的是,我国萤石进口以较低品位为主,高品位萤石进口较少,而新能源领域主要拉动高品位萤石的需求,因此预计供需错配的局面将在高品位萤石上体现得更为明显。

  2017-2018 年,随着我们国家环保政策的不断趋严,萤石行业的产能受到限制,产量增速趋缓,下游制冷剂产能释放带动需求,萤石价格于 2018 年底上涨至约 3600 元/吨。2020 年受到公共卫生事件影响,价格有所下滑,随后平稳运行。进入 2022 年四季度后,北方装置陆续停车,加之运输受到一定影响,萤石价格持续上涨至接近 3300 元/吨。2023 年一季度之后,萤石进入需求淡季,北方装置陆续开启,萤石价格逐步回落。2023 年 8 月,下游采购积极性出现回暖,受环保督察影响,矿山开工负荷持续降低,萤石价格迎来一波上涨。11 月后,下游主流制冷剂开工率逐步走低,萤石价格有所回调。截至 2024 年 3 月 6 日,我国萤石 97 湿粉市场均价为 3300 元/吨,同比 2022/2023 年均价上涨了 18%/3%。

  短期来看,需求端下游制冷剂有所削减,供给端金石资源伴生矿项目逐步投产,萤石价格上行或有压力。

  中长期来看,由于安全、环保、资源端监管严格等因素影响,我国萤石供给端扩张相对有限,且存在小矿山开采年限较长,资源逐步枯竭,落后矿山不断被淘汰的可能,叠加下游新兴领域对萤石需求的带动,萤石价格中枢有望不断攀升。

  制冷剂下游约 78%用在空调,剩下大多数都用在冰箱和汽车,我国是全球主要的空调、冰箱和汽车生产消费大国,也因此主导了全球制冷剂的生产和消费。

  2024 年 1 月,三代制冷剂配额正式落地。中短期看,今年将成为企业盈利修复之年,长期看,2025 年二代制冷剂退出较多,行业格局有望持续向好。

  R32 更为需要我们来关注。从各细分品种视角来看,目前 R22 仍在空调维修市场占据较大份额,而随着二代制冷剂配额的削减,R32 在维修市场的渗透率或将不断的提高,R32有望成为供需最为紧张的细分品种。

  看好三代制冷剂价格向上弹性。中短期看,考虑到四代制冷剂短期难以形成替代,叠加 3 月旺季的到来,我们预计三代制冷剂价格仍然具备向上空间;长期看,2025 年二代制冷剂退出较多,三代制冷剂供给格局较好,远期价格亦值得期待。

  估值已消化至合理偏低,市值仍有上行空间。随着制冷剂价格价差的扩大,相关公司的估值正被快速消化。依照我们的测算,如果制冷剂企业的合理估值为 20 倍,那么即使在悲观情形下,相关企业的合理市值较当前仍有较大上涨空间。

  制冷剂又称制冷工质、冷媒、雪种,是各种热机中借以完成能量转化的媒介物质。

  工作原理为利用制冷剂的相变来传递热量,即制冷剂在蒸发器中汽化时吸热,在冷凝器中凝结时放热。

  按照 1987 年颁布的《蒙特利尔议定书》以臭氧层消耗潜值(ODP)和全球变暖潜值(GWP)作为衡量制冷剂环保性的标准,制冷剂的发展一共经历了四代技术的变革。

  一代制冷剂已被淘汰,二代制冷剂是氢氯氟烃(HCFCs)类物质,在欧美国家已淘汰,在我国应用广泛,目前也处在淘汰期间。

  氢氟烃(HFCs)作为三代制冷剂,凭借着优秀的能效与环保特性,在国外应用广泛,目前处于淘汰初期。

  四代制冷剂是指氢氟烯烃(HFOs),拥有零 ODP 和极低的 GWP,被认为是未来可替代 HFCs 的新一代制冷剂,但生产所带来的成本高,目前未大规模应用。

  总而言之,从全世界来看,目前三代制冷剂为市场主流,应用最为广泛。从中国来看,制冷剂市场正处于三代对二代产品的替换期,对于三代制冷剂的使用比例尚低于发达国家。

  简言之,萤石制备氢氟酸后,再与各类基础化工原料反应即可得到制冷剂。有必要注意一下的是,一方面,制冷剂之间亦可存在原料与产品的关系,另一方面,二代制冷剂R22 和 R142b 分别可作为常见的单体 TFE 和 VDF 的原料,此类单体再进而聚合为各类含氟聚合物,而这类非制冷用途(非 ODS 用途),或作为原料用途的制冷剂则并不存在配额管控和限制。

  从需求结构看,家用空调占据制冷剂需求绝对比例。在新生产的下游产品中,空调对制冷剂的需求量占据制冷剂总需求的 78%,冰箱和汽车则分别只占到 16%和 6%。

  我国主导了全球空调、冰箱、汽车的生产,正因如此,我国制冷剂产能占全球的比重约为 65%。

  (特别说明:本文来源于公开资料,摘录内容仅供参考,不构成任何投资建议,如需使用请参阅报告原文。)

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