碳酸二甲酯产业研究:“基础+高端”供需两旺,新能源赛道前景广阔

来源：未来智库|发布时间：2021-08-02|浏览次数：

碳酸二甲酯产业研究:“基础+高端”供需两旺,新能源赛道前景广阔

一、碳酸二甲酯：应用广泛的有机溶剂和化学中间体

碳酸二甲酯简称 DMC，常温下是无色透明、略有气味、微甜的液体，难溶于水，可以与醇、醚、酮等几乎所有的有机溶剂混溶。DMC 作为一种重要的无毒有机化工中间体，由于其分子结构中含有羰基、甲基、甲氧基和羰基甲氧基，广泛应用于涂料、胶粘剂、电解液等领域，可以代替剧毒化学品而消除对环境的污染。
工艺路线多样化，酯交换法为主流
DMC 最早的生产路线为光气法，但由于光气的高毒性和腐蚀性及氯化钠排放的环保问题而使得这一路线已经被淘汰。目前国内普遍采用的合成路线为酯交换法、液相羰基化法和尿素两步法，其中酯交换法包括环氧丙烷酯交换法和环氧乙烷酯交换法。
酯交换法为当前主流生产工艺。从生产工艺和原料方面看，酯交换法工艺最为成熟，生产安全性高、产品收率高，尿素两步法存在尿素分解污染产品的问题，且催化剂成本较高；从催化剂和反应器方面看，液相羰基化法催化剂使用铜化合物，对设备有较强的腐蚀性，而且淤浆床的催化剂寿命短，还存在分离和回收的问题，增加了设备投资和操作费用；从清洁生产和环境保护方面看，酯交换法以 CO2 和环氧乙烷或环氧丙烷为原料，副产物为乙二醇或丙二醇，CO2 可以从工厂排放的废气中获得，减少碳排放有利于资源综合利用和环境保护；羰基化法有废水排放，而且存在设备腐蚀和易爆炸的安全隐患。虽然也存在投资大、成本高、副产物成分太高以及分离技术复杂等问题，但各方面综合比较，酯交换法反应条件温和、产率高，相对较优。

PO 法工艺成熟，EO 法成本更低。当前 PO 工艺占主导，但 PO 下游应用端在基建等领域同样占据重要地位，随着基建等市场发展，其对上游 PO 等原材料应用增多，将进一步挤压电解液溶剂用 PO 的量。EO 主要由乙烯类产品制取，上游原材料来源广泛，原材料端限制较小。同等 DCM 生产规模的操作和投资等固定成本相当；从可变成本来看，EO 价格要低于 PO。2020 年 7 月前，PO 较 EO 月均价高约 2000-2500 元/吨，且波动趋势相近；2020 年 7 月后 PO 价格激增，当前较 EO 高出近 1 万元/吨。
煤头路线制 DMC 规模不断扩大。近年来，煤化工路线的乙二醇（EG）副产 DMC 工艺的装备也陆续上马，部分生产厂家多配套副产 DMC 的提纯精馏装置，产品质量得到较大提升，半数左右厂家产品达到一级品产品标准，更有少量货源品质达到优等品标准。
绿色化学试剂，下游应用广泛
随着国内 DMC 规模的扩大，产品质量的提高，我国已经成为重要的 DMC 生产及消费国。在医药、农药等精细化工领域广泛用于合成许多高附加值的下游产品，其中一大应用为聚碳酸酯（PC）的生产；DMC 具有含氧量高、辛烷值高、汽油/水分配系数好、低毒和快速生物降解等优点，也是一种优良的汽、柴油添加剂；此外，DMC 还具有优良的导电性、高电介质常数、较高的电化学稳定性以及低黏度等特性，可以作为电池电解液的主要溶剂，目前已大量用于锂电池行业。

二、供给端：新产能逐步投放，供应增量显著

DMC 产能大幅提升，供应格局巨变
2020 年国内 DMC 产能大幅扩张。近几年，新增产能陆续出现，山西中科惠安 5 万吨/年间接尿素工艺装置与重庆万盛煤化 7 万吨/年甲醇液相羰基化工艺装置、浙石化 20 万吨/年 EO 酯交换法于年内投产出货，华鲁扩产至 5 万吨/年，截至目前总产能为 103.8 万吨/年。
产能集中在华东地区，CR3 占比稳定。目前国内 DMC 产能区域集中度较高，主要集中在华东地区，占比高达 84%，特别是山东地区是我国碳酸二甲酯生产的主要地区，主要原因是靠近消费地。
产能利用率已逐渐从疫情中恢复，整体处于较低水平。2020 年国内 DMC 产量约为 51 万吨，较去年同期增加约 6%。原有厂家产量较去年基本变化不大，虽然新增产能较多，但受疫情等因素影响整体产能利用率较低，全年仅为 52%左右。2021 年随着下游需求复苏，上半年产量达到 33.7 万吨，同比大幅增加 51.7%，未来还有继续提升的空间。

电池级 DMC 产能仍有瓶颈
电池级 DMC 纯度要求高，技术壁垒明显。电池级的 DMC 应用于电解液溶剂，在使用前必须严格控制质量，纯度要求一般在 99.99%以上，甚至达到高纯级 99.999%，才能满足锂离子电池电解液的要求。严格控制有机溶剂的水分，对于配制合格锂电池电解液有着决定性影响。电池级 DMC 提纯的方法一般为精馏法和冷却结晶法，相对由于工业级 DMC 纯度要求更高，技术壁垒相对也更高。
需求端：“基础+高端”，双轨拉动
2021 年以来 DMC 下游需求大幅增长。2020 年受疫情影响，下游需求放缓。进入 2021 年以来，DMC 表观消费量出现大幅提高，上半年均保持 50%以上的同比增长，2 月份同比增速一度接近 150%。DMC 库存量也由 2020 年的高位震荡，到目前的低位维持平稳，侧面反映出旺盛的需求增长形势。
电解液溶剂、聚碳酸酯、传统领域三分天下。伴随电动汽车和可移动设备的蓬勃发展，DMC 用作锂电池行业电解液溶剂等高端领域的消费量占比大幅提升，2020 年占比约 30%，预计未来电动汽车领域产能将持续激增，DMC 电解液溶剂的需求将进一步扩张；作为聚碳酸酯的主要原料，DMC 的大规模生产就是伴随着 PC 的非光气合成工艺而发展起来的，随着聚碳需求的快速增长，2020 年占比增加至 32% 以上。目前，电解液溶剂、聚碳酸酯、显影液等传统需求在 DMC 下游领域三分天下，形成了“基础+高端”的供需格局，聚碳酸酯 PC 和电解液溶剂成为了 DMC 需求拉动的核心双轨。

PC 产能扩张，拉动 DMC 需求稳定增长

我国 PC 需求量大，长期以来自给不足。2016 年国内 PC 需求量近 170 万吨，但产能只有 87 万吨，产量更是只有不到 60 万吨，供需缺口超过 100 万吨/年，由此导致进口依存度居高不下，维持常年在 80%的高位。
技术及政策支持，PC 产能大幅扩张。伴随技术壁垒的突破及国家相关产业政策的出台，我国 PC 行业迅速崛起。近 5 年 PC 处于产能扩张期，受新冠疫情影响增速呈现明显下降态势，全年增产 28 万吨，达到 194 万吨，产能同比增幅 16.9%，非光气法为 93 万吨，中国已成为最大的 PC 生产国，2016-2020 年产能年均扩张率在 22%，进口依存度也由 2016 年的 77%降到 2020 年的 67%。2021 年，我国大型项目投产较预期集中，将有 88 万吨产能释放，2022 年新增产能 170 万吨。
国内产能不断增加的同时，PC 进口量依然居高不下，进口替代空间仍较大。2020 年 PC 进口量 163 万吨，较上年同期依然小幅增长 3%，可见供需缺口有扩大之势，未来进口替代空间较大。
PC 国产替代与产能扩张，将显著带动 DMC 需求增长。在进口量居高不下的背景下，我国 PC 装置产能利用率却仅有 60%左右，未来企业在扩大生产规模的同时，产品结构存在较大的改善空间。作为 DMC 下游双轨之一，PC 国产化以及非光气法产能的提升将继续对工业级 DMC 需求形成拉动。生产 1 吨 PC 约消耗 0.4 吨 DMC，2021 年新增 52 万吨非光气法产能达到 145 万吨，按 70%的开工率， PC 非光气法产量将达到 29 万吨，相对于 2020 年的 15 万吨增加近一倍。

动力电池爆发式增长，电解液溶剂需求快速提升
新能源汽车产销量激增，锂电池市场空间广阔
政策推动，新能源汽车替代化石燃料大势所趋。随着全球一体化愈加深入，环境保护、能源消费结构调整受到各国政府高度关注，低碳、绿色、环保已经成为未来发展趋势，新能源汽车产业成为各国政府发展规划和鼓励扶持的重点领域。
我国出台多重政策扶持，为锂电池行业带来了新的发展机遇。我国也不断出台相关政策，将有效推动行业内的企业在技术创新、产品创新、设备研发、工艺配方改进等方面加大投入，产业结构将进一步优化升级。同时，行业标准的制定在资质认证方面提出了较高的要求，行业具有一定的进入壁垒，在规模、技术、市场、品牌等方面具备优势的龙头企业将拥有更好的发展态势，有助于行业产业集中度的提高。

新能源汽车市场的爆发式增长。近年来，全球汽车电动化趋势愈发明朗，随着碳排放标准愈发严格，促使新能源汽车加速渗透。2019 年和 2020 年，全球新能源汽车销量分别为 222 万辆和 312 万辆，预计 2021 年，全球销量将接近 450 万辆，2025 年销量将达到 1640 万辆，2021-2025 年复合增长率达到 39.3%。
我国新能源汽车销量近年来整体也呈增长趋势。2020 年新能源汽车产量超过 140 万辆，在新冠疫情的影响下新能源汽车销量仍然实现了 10.9%的增长，新能源汽车产销量连续 6 年蝉联世界第一，累计销售 550 万辆。我国计划到 2025 年，动力电池、驱动电机等关键技术取得重大突破，新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的 20%左右，高度自动驾驶汽车实现限定区域和特定场景商业化应用，充换电服务便利性显著提高，新能源汽车市场竞争力明显增强，给我国新能源汽车领域的发展提供了坚实的政策保障。2021 年以来，新能源汽车销量增速较快，我国 2021 年 1-5 月份新能源汽车产量达到 102 万辆，同比增速达到 262%。
动力电池需求随新能源汽车增长不断提升。2020年，中国动力电池装机量为 63.6GWh，出货量为 79.9GWh；2021 年 1-6 月，在下游新能源汽车销量累计同比增长 224%的背景下，我国动力电池产量累计 74.7GWh，同比累计增长 217.5%。随着新能源汽车积分制度执行、补贴政策的延续、传统车企业加大在新能源汽车领域的投资布局加快、造车新势力的持续爆发，我国新能源汽车市场仍将维持高速增长的态势，与之配套的锂电池出货量也将持续增长。

2020 年我国动力电池市场集中度进一步提升。国内动力电池行业市场中，CR10 市场集中度达到 95.9%，同比上升 6.3%，动力电池市场龙头效应进一步凸显。同时，得益于行业政策及需求推动，国内多家企业扩产锂电池项目。

锂电池电解液：电池核心材料，与新能源需求共振
锂电池电解液是电池中离子传输的载体。电池在循环过程中发生一系列副反应会影响电池的循环稳定性，而循环稳定性与电池在充放电循环的容量保持率直接相关。因此若要在多次充放电循环中保证较好的容量保持率，需要通过加入添加剂等方式对电解液进行改进。
锂盐、溶剂、添加剂三大元素构成“锂电池血液”。常用电解质锂盐有六氟磷酸锂（LiPF6）、高氯酸锂（LiClO4）、四氟硼酸锂（LiBF4）等；其中，从成本、安全性等多方面考虑，六氟磷酸锂是商业化锂电池采用的主要电解质由于导电性良好，电化学性质稳定，是目前主流的电解质。添加剂按功能可分为成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、过充保护添加剂、控制电解液中 H2O 和 HF 含量的添加剂、改善低温性能的添加剂、多功能添加剂。
国内锂电池电解液行业市场规模逐步上升。近年来，随着下游新能源汽车行业的持续发展，数码电池的应用场景不断丰富以及储能电池市场的逐渐打开，行业内主要锂离子电池电解液厂商不断新建产能，将带动下游溶剂市场出货量快速增长，且有望持续。动力电池是电解液下游占比最大的应用领域，中国动力电池的需求不断上升，中国锂电池电解液市场规模从 2016 年的 61.2 亿元增加到 2019 年的 77.1 亿元，电解液的市场规模与锂电池的产量呈一定比例关系，锂电池需求量的不断增加，促进电解液的市场规模不断上升。
数量质量“双量”齐升，产能不断优化。电解液行业投资成本、进入门槛较低，前期行业产能扩张迅速，产品长期供过于求导致价格不断下行，小企业在成本方面不占优势，且技术落后和缺乏规模效益，随着龙头企业产能的不断释放，小企业的市场份额将被大企业进一步挤占，未来，在成本控制、规模效益、研发技术等方面表现优秀的优质企业竞争能力将不断提升，强者愈强趋势明显。鉴于电解液库存周期短，多为按订单生产，产品质量较高和拥有较大规模产能的电解液企业容易获得批量采购订单，电池行业集中度的提升加速了中小电解液厂商的退出。

电解液整体供应偏紧，价格持续走高。2021 年，国内电解液市场整体呈现原料紧张的状态，DMC、EC、VC 等市场整体供不应求。此前，由于电解液扩产周期短，投资门槛较低，因此行业长期处于供过于求的状态。进入 2021 年之后，电解液原料供应逐渐紧俏，企业整体开工率下落，2021 年新增产能主要集中在天津金牛和法恩莱特两家企业，主要龙头企业新增产能或将持续到明年落地。
电解液溶剂：碳酸酯类占主导，DMC 渗透率最高
锂电池电解液溶剂的比例通常为 80-90%，锂盐占比 8%左右，添加剂占比 5-10%，具体配比是根据下游客户的需求而定的。有机溶剂是电解液的主体部分，与电解液的性能密切相关，一般用高介电常数溶剂与低粘度溶剂混合使用。
聚碳酸酯类有机溶剂占主导，DMC 渗透率最高。磷酸铁锂电池对 DMC 的需求要显著高于三元电池， DMC/EMC/EC/DEC/其他的使用比约为 40%/15%/30%/10%/5%；三元电池则使用 EMC 较多，DMC/EMC/EC/DEC/ 其他的使用比约为15%/40%/30%/10%/5%。2021年1-5月，我国磷酸铁锂电池产量累计29.9GWh，占总产量50.3%，同比增长 360.7%;三元电池产量累计 29.5GWh，占总产量 49.6%，同比增长 153.4%，除 2020 年初受疫情影响之外，磷酸铁锂首次超过三元电池，且凭借成本和安全性优势，将继续保持高速增长。

国内电解液溶剂市场话语权逐渐增强。全球电解液用溶剂生产区域主要集中在中国，加之中国在原材料、人工等领域综合成本较低，中国电解液溶剂具有较强的行业话语权。2020 年全球电解液用溶剂市场出货 28.5 万吨，国内溶剂市场占比超过 70%，达到了 20.7 万吨。随着国内产能的进一步投产以及产业链全球化加快，未来中国溶剂市场在全球行业竞争中，话语权有望进一步提升。预计 2021 年电池级 DMC 需求将达到 22.8 万吨，2025 年将超过 60 万吨，年复合增长率为 34%。
DMC 整体格局：供需两旺，成本与产品系列为王
需求持续增长，将吸引更多企业入场
纵观历史，DMC 价格随供需波动较大。2016-2020 年工业级 DMC 震荡上行，2016 年初位于价格低位，2018 年底价格位于相对高位；2019 年工业级 DMC 大致呈倒“N”走势，至 2020 年工业级 DMC 达到近 5 年价格高位，上半年整体受新冠疫情的影响需求乏力，低位震荡运行，下半年需求增量，原料持续高位支撑，加之供应短时紧张，工业级 DMC 直线冲高。2021 年上半年，DMC 市场价格波动较为频繁，价格多在 5500-7000 元/吨区间内波动。
新增产能逐步投产，下游需求整体上升，预计 2021 下半年 DMC 价格震荡上涨。聚碳酸酯方面，非光气法聚碳酸酯，浙石化 26 万吨/年装置运行待稳、海南华盛新材料 26 万吨/年、中沙天津 26 万吨/年装置计划今年投产。电解液溶剂方面，碳酸甲乙酯/碳酸二乙酯同样存扩产及新建计划，产能同样或有释放，下游对 DMC 的需求整体呈上升趋势。预计 2021 下半年碳酸二甲酯震荡上涨，平均价格涨跌幅在 500-800 元/吨左右。
长期来看，未来几年在 PC 和电解液溶剂两大需求领域的拉动下，DMC 下游需求格局将持续显著改善，与积累的新增产能形成协同共振效应。预计 2022 年前后 DMC 将摆脱当前低开工率和产能过剩的局面，转为供需紧平衡，届时可能有其他乙二醇以及化工企业进入 DMC 市场，加大行业竞争压力。
产品系列完备，具有成本端优势的企业将脱颖而出
煤头路线成本优势明显，前景广阔。在煤制乙二醇装置大幅产能过剩背景下，市场景气一般，部分企业进行技术改造，利用现有乙二醇装置的合成器来生产 DMC，无需新建气化装置和公辅设施，投资大致与传统的酯交换法相当，同时具有工艺简单、产品选着性好的特点。

完备的产品系列将给企业带来整体竞争优势。国内 DMC 生产企业通过不断向碳酸二甲酯系列产品产业链纵向延伸，形成了以 DMC 系列产品为主导的一体化生产体系，具有碳酸乙烯酯（EC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸丙烯酯（PC）和 DMC 五种电解液溶剂产品，并积极布局六氟磷酸锂电解质、电解液添加剂等相关产品，实现了上下游生产环节互为原料，减少了对于外部原料依赖的同时，通过规模效应和系统优化对生产过程、成本控制、质量优化等拥有更强的自主性，实现产业链配套，保证下游客户供应稳定，增强客户粘性，使相关产品竞争力一直处于行业较高水平。

三、重点企业分析

华鲁恒升：大力布局 DMC，规模、成本双核驱动
30 万吨/年 DMC 项目呼之欲出，积极拥抱新能源。华鲁恒升原有乙二醇装置生产规模为：乙二醇 50 万吨/年，碳酸二甲酯 1.5 万吨/年，混合一元醇 3.3 万吨/年，轻质二元醇 2.2 万吨/年及重质二元醇 1.1 万吨/年。目前 30 万吨/ 年煤制 DMC 项目在稳步推进，预计将于 2021 年下半年投产，并且产品规格不断向锂电级拓展，未来华鲁恒升有望进一步提高精馏能力，产品水平将进一步提升。依托煤头装置的低成本优势，公司在 DMC 高端应用，尤其是电解液溶剂领域有望实现弯道超车，给公司盈利再添强劲驱动力。
己二酸、尼龙产业链项目将相继投产，荆州基地落定再造一个华鲁。公司在建项目充沛，后期成长不断：（1）己二酸项目：16.67 万吨己二酸技改项目已经完成投产，21 年开始贡献业绩；（2）尼龙产业链项目：公司积极响应山东新旧动能转换，十三五发展瞄向 150 万吨绿色化工新材料项目。目前规划的尼龙产业链项目除己二酸外、还预计新增己内酰胺 30 万吨、甲酸 20 万吨、PA6 切片 20 万吨、硫铵 48 万吨等，预计 2021 年底全部投产，继续加码未来成长。（3）荆州第二基地项目：20 年 10 月，公司已与湖北江陵县、荆州市政府签订协议，拟在当地建设现代煤化工基地，计划一期投资不少于 100 亿元，建设功能化尿素、醋酸、有机胺等产品，当地政府在项目用地、危化仓储和码头、铁路专用线、项目用电、项目动力岛、项目政策支持等方面给予保障。7 月 3 日，公司 85 万吨/年尿素产能置换方案公示，公司荆州基地新增产能将由湖北宜化等三家企业合计 85 万吨尿素产能置换而来。华鲁恒升荆州合成气综合利用项目计划 2021 年 7 月开工，2023 年 6 月投产。
预计华鲁 2021 年、2022、2023 年净利润预测分别为 73.9、79.7、86.1 亿元。对应 PE 为 6.9X、6.4X、 5.9X，维持买入评级。

风险分析

下游需求增速不及预期，行业技术更迭风险，新增产能投放不及预期。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）