外加剂行业发展深度报告

1、 外加剂行业发展深度报告 核心观点外加剂行业呈现 成长逻辑，未来 5 年市场规模突破千亿。外加剂是一种能够显著改善混凝土性能的化学物质，目前 70%为 影响混凝土流变性能的减水剂，其中第三代高性能减水剂性能突出，占比近 80%。第三代减水剂的生产分成聚醚单体生产、浓缩 液合成以及泵送剂复配三个环节，但产业链上下游的集中度存在 较大差异。外加剂行业下游客户主要为商混站及建筑央企，具备 一定的周期性特征，近年来随着商品混凝土比例的提升和机制砂 的广泛使用，行业周期性减弱成长性增加。我们预计 2025 年外 加剂市场有望达到 1180 亿元，其中减水剂市场 840 亿元，聚羧 酸系减水剂市场有望达到

2、 786 亿元。行业集中度快速提升，双龙头竞争格局稳定。供给需求两端同步改善，推动外加剂行业集中度提升，2019 年 CR3 约为 19.43%，CR10 约为 30.00%。主要表现为两方面：供 给侧：环保政策及化工标准趋严，小微企业逐渐退出。需求侧： 河砂禁采推动机制砂产品应用比例，外加剂复配难度加大，下游 客户对产品品质及服务要求不断提高。因此外加剂集中度提升趋势明显，形成苏博特、垒知集团双龙头并立格局。同时建筑央企 等客户转向集采模式，以及水泥防水龙头企业进入市场，行业运行预计更加规范，有利于龙头企业市占率的提升。强者恒强仍为投资主线。外加剂行业目前正处在行业景气阶段，我们观察到龙头企

3、业呈现 两大发展趋势：融资借力加速全国布局：龙头企业纷纷顺势发 布融资计划，紧锣密鼓布局全国产能。苏博特 2 年内预计新增聚 羧酸减水剂产能 62.5 万吨、功能性材料产能 20 万吨；垒知集团 2 年内预计新增高性能减水剂产能 60 万吨、聚醚单体产能 5 万吨。检测业务协同发展：同时苏博特与垒知集团背靠建筑科研院， 在检测业务方面具有天然优势，有望迎来检测行业风口。建筑检 测行业毛利率长期维持在 40%50%的高位区间，且现金流状况优 良，且具有轻资产运营、回撤小等优势，是外加剂行业龙头未来 必争之领域。一、外加剂行业呈现成长逻辑，未来 5 年市场规模突破千亿1.1 高性能减水剂成为市场主

4、流，一、二代减水剂逐年退出混凝土外加剂是一种能够显著改善混凝土性能的化学物质。外加剂在搅拌混凝土过程中掺入，用量占其质 量不超过 5%，但是对混凝土的性能影响较大，经济效益较高。随着科技进步，传统意义上不采用外加剂的混凝 土已不能满足现代施工工艺的技术要求，外加剂已经成为现代混凝土中除水泥、砂、石、水之外不可或缺的第五组分。按使用用途划分，外加剂可分为：1）改善混凝土拌和物流变性能的减水剂；2）其他功能性外加剂，包括 调节凝结时间、硬化性能的外加剂，如缓凝剂、早强剂和速凝剂等；改善混凝土耐久性的外加剂，如引气剂、 防水剂和阻锈剂等；改善混凝土其他性能的外加剂，如膨胀剂、防冻剂、着色剂等。截至

5、2017 年，外加剂中减 水剂产量占比达 66.61%，为最主要的外加剂产品；膨胀剂占比 21.55%，速凝剂占比 6.03%，缓凝剂占比 5.61%。现存的减水剂生产工艺中，第三代高性能减水剂（聚羧酸系减水剂）显著优于一代、二代产品。第一代普 通减水剂，主要为木质素磺酸盐类减水剂，原料来源于造纸工业废液，因其减水率低而逐渐淘汰。第二代高效 减水剂主要以萘系为主（还包括蒽系、氨基磺酸盐、脂肪族、密胺系等），原材料主要为工业萘、甲醛等。高效 减水剂可以大幅降低混凝土的水灰比，提高混凝土强度，但缺点在于污染严重，因此随着环保趋严而逐渐被淘 汰。第三代高性能减水剂，即聚羧酸系减水剂，具有低掺量、高减

6、水等优点，其减水率不低于 25%，最高可达 40%以上，可配制出高强、超高强、高耐久性和超流态混凝土。相比其他类型减水剂，聚羧酸系减水剂主要原 材料为环氧乙烷，合成工艺中无废液、废气、废渣排放等因素，属于环保型产品，从而成为了减水剂的主流产 品。随着施工方对外加剂减水率要求逐渐提高，一代、二代减水剂逐年被替代。2007 年二代高效减水剂仍然为 主流产品，产量占比整个减水剂市场的 79.30%，三代高性能减水剂处于起步阶段，占比 14.60%。但此后 10 年 里由于水利、水电、桥梁等工程施工方对减水剂减水性能的要求逐渐提高，三代高性能减水剂面临的需求也逐 年增长，并对一代、二代减水剂逐年替代。

7、截至 2017 年，三代高性能减水剂占比 77.60%，二代高效减水剂占 比降至 21.40%，一代普通减水剂占比仅 1.00%。1.2 减水剂合成复配集中度分化，龙头产品服务优势降低原材料波动影响减水剂产业链较长，环节众多，第三代高性能减水剂的生产环节可以划分成聚醚单体生产、聚羧酸减水剂 浓缩液合成以及泵送剂复配三个环节。聚醚单体生产环节的主要原材料为环氧乙烷，其上游直接面临着石油化 工企业，因此受石化行业供需状况的影响，环氧乙烷价格波动较为频繁。中游减水剂企业将聚醚单体合成为聚 羧酸减水剂浓缩液（母液），并且进一步复配成各类聚羧酸系泵送剂，以满足下游商品混凝土企业以及建筑开发 商的个性化需

8、求。由于商品混凝土的搅拌过程中需要按水泥质量的一定比例来添加减水剂等产品，因而外加剂 行业受下游地产、基建周期影响较为明显。1.2.1 上游供应商集中度较高，龙头产品及服务优势可对冲原材料价格波动影响上游供应商集中度较高，主要是国内化工企业。外加剂原材料主要系环氧乙烷、工业萘以及聚醚单体等化 工原料，环氧乙烷为易燃易爆的危险化学品，因此对生产聚醚单体的技术要求高，目前国内主要是奥克股份、 克隆股份、皇马科技等少数企业拥有成熟的生产技术与量产能力，因此行业集中度较高。以垒知集团为例，2019 年第 1 大供应商采购金额占比达 20.23%，20172019 年前 5 大供应商采购金额占比成本均超

9、过 40%，主要系上 游奥克股份等聚醚单体生产商集中格局集中。苏博特与红墙股份 2018 年前 5 大供应商采购金额占比成本均超过 60%。苏博特、垒知集团等企业外加剂原材料成本占比超过 80%。据垒知集团年报披露，公司外加剂的原材料占 其营业成本的比重历年均在 80%以上；据苏博特年报披露，2019 年外加剂产品成本中原材料成本占比 91.15%， 直接人工占比 2.64%，制造费用占比 6.21%。由于占据市场份额 80%左右的聚羧酸系减水剂的主要原材料为聚 醚单体，而聚醚单体主要由环氧乙烷合成，因此环氧乙烷价格变化会明显影响原材料成本，对外加剂产品价格以及毛利率水平的产生一定影响。环氧乙

10、烷价格波动幅度小于上游乙烯价格，我们判断明年环氧乙烷价格将保持相对平稳。通过拟合环氧乙 烷与乙烯价格序列，我们发现虽然二者价格高度相关，但是在乙烯价格波动更加剧烈，环氧乙烷价格波动相对 有限，调节能力更强。2018Q4 以来，环氧乙烷价格出现明显下跌，2019 年华东地区环氧乙烷继续从年初的 9300 元/吨一路下跌至年底的 7600 元/吨，外加剂行业内公司毛利率均面临着不同程度的回升。2020 年一季度新冠疫 情在全球蔓延，国际原油价格下滑带动乙烯价格走低，对环氧乙烷成本面支撑弱化，因此环氧乙烷价格迅速下 跌，2020Q1 跌至 5800 元/吨的历史低位。二季度乙烯价格触底反弹，带动环氧

11、乙烷价格回升到年初 7600 元/吨 的水平。三季度以来环氧乙烷价格时有波动，但波动幅度明显变小，价格逐渐收敛在 72007500 元/吨的区间。 综合来看，当前环氧乙烷价格逐渐步入平稳区间，未来一段时间内价格大幅波动的可能性不大。环氧乙烷价格与龙头企业毛利率的相关度逐渐弱化，产品及服务可对冲不利影响。行业毛利率水平大致会 经历 3 个阶段：1）2016 年以前，行业采取年度定价的策略，因此毛利率与环氧乙烷价格负相关关系明显。2） 20162020 年，行业逐步深化成本加成定价，每当原材料价格变动一定幅度，终端产品售价相应调整，毛利率 与环氧乙烷价格负相关关系弱化。但由于价格调整存在时滞，对单

12、季毛利率影响有限。同时，龙头企业的高质 量产品及服务优势，能够带来更高的议价权以及更稳固的毛利率空间。1.2.2 中游合成复配集中度分化，仅少数企业实现全国布局1）合成环节集中度高：参与合成环节的企业彼此间商业模式有所差异，一部分企业专门生产聚羧酸减水剂 浓缩液（或粉剂）并对外销售，大多数企业还将聚羧酸减水剂浓缩液继续用于复配生产泵送剂。从聚醚单体到 聚羧酸系减水剂浓缩液的合成环节涉及多种化学试剂的化学反应，具有一定的技术壁垒，能够掌握一整套合成 工艺的仅有几十家生产企业，因此合成环节集中度相对较高。2）复配环节竞争格局分散：泵送剂的复配环节流程较为简单，由于技术壁垒较低因此参与者众多，201

13、42016 年一度多达 6000 多家。泵送剂将直接面临终端商业混凝土企业等客户，由于泵送剂运输成本高，而产品单价仅 约 3000 元/吨，因而对运输费用较为敏感。考虑到运输的经济效益与服务的及时性，理想的运输半径大约在 150200 公里，因此复配环节区域性较强，集中度较低。除了少数几家实现全国化布局的头部外加剂公司，行业内绝大多数参与者均为区域型复配企业。主流的减 水剂生产企业如垒知集团、苏博特、红墙股份等均同时参与到减水剂的合成与复配环节，为客户提供解决方案， 且实现了全国化布局，但彼此之间在产品输送模式上有差异。截至 2020 年中报，垒知集团在全国 17 个省及直 辖市布局生产基地；

14、截止 2020 年 11 月，红墙股份在全国范围内设有近 30 个生产基地，因此垒知集团与红墙股 份的合成和复配环节均贴近客户；苏博特仅在江苏、天津、新疆、四川（在建）等 4 个省市布局减水剂合成基 地，需要将减水剂母液或者粉剂从生产基地运输至全国各地的复配工厂，复配为成品后就近对外销售。1.2.3 下游服务商混站及建筑公司，客户较为分散外加剂行业下游客户主要为建筑工程和混凝土公司，集中度较低。以垒知集团为例，20172019 年公司前 5 大客户合计销售金额占当年总收入比例依次为 8.57%、7.01%、7.70%，均不超过 10%，下游客户较为分散。苏 博特 20172018 年前 5 大

15、客户合计销售金额占比不到 6%，2019 年提升至 19.66%；红墙股份前 5 大客户销售金 额占比逐年下滑，2019 年比例为 21.36%。行业内公司（尤其垒知集团）对单个客户的依存度较低，因此企业扩 大服务半径更为重要。此前外加剂行业周期波动显著，受基建地产投资影响较大。由于行业景气下滑时外加剂行业销售会面临量 价齐跌，行业景气度上行时外加剂销售量价齐升，因而外加剂行业表现出较地产、商混等更为强烈的周期波动。 2013-2015 年，宏观经济增速放缓，房地产开发投资大幅下滑，房屋新开工面积在 2014-2015 年同比-10.74%、 -14.00%，商品混凝土总产量增速同比-7.97

16、%、-6.24%；同期垒知集团营收增速分别同比-0.95%、-24.81%，波动 幅度更为剧烈。此后，房地产行业对稳定宏观经济的重要性开始凸显，带动混凝土及外加剂行业业绩回升。1.3 外加剂行业逻辑从转向，2025 年市场规模有望突破 1000 亿1.3.1 商混提升和机制砂使用推动行业独立成长逻辑根据中国混凝土网数据以及垒知集团占比推算，2019 年外加剂总销售规模约为 1504 万吨，整体呈现出一定的周期波动特征。我们以 3000 元/吨的价格进行估算，2019 年外加剂市场约 451 亿元。销售价格方面，以苏 博特为例，高性能减水剂销售均价高于其他外加剂，但随着工艺逐渐成熟，市场容量扩张

17、，价格逐年下降。高 效减水剂以及其他外加剂则自 2015 年以来价格趋于稳定。20172019 年外加剂产量平均增速明显高于水泥及商品混凝土，行业具备相对独立的逻辑。回顾我们之 前的讨论，外加剂周期波动显著，因此年度同比增速难以直观地与水泥、混凝土比较。因此，我们计算 20152019 年水泥、商品混凝土、外加剂产量增速的 3 年移动平均（整体法），发现水泥增速较低甚至为负，商品混凝土增 速高于水泥增速，而混凝土外加剂虽然增速波动较大，但是近 3 年明显高于商品混凝土，我们认为主要是混凝 土和机制砂两方面有所贡献。20152019 年外加剂产量的 CAGR 为 6.03%，其中水泥贡献-0.1

18、9%的增速，混凝 土商品化率提升贡献了 5.54%的增速，机制砂渗透率提升贡献了 0.68%的增速。我国混凝土商品化率逐渐走高，带动外加剂放量发展。因为商品混凝土从制备到使用现场的距离较远，为 保持混凝土特性，需要添加各类外加剂产品，因此商混在混凝土产量的占比影响着外加剂行业的发展。2017 年 美国、日本、澳大利亚的混凝土商品化率超过 80%，英国、法国的混凝土商品化率也在 70%以上，而我国仅为 44.8%，差距明显。据中国产业信息网整理，我国混凝土商品化率从 2013 年的 40.8%逐步提升至 2019 年的 48%。 但与发达国家相比，我国混凝土商品化率还有很大提升空间。机制砂替代天

19、然砂，积极推动外加剂单位用量的上升。随着机制砂用量的提升，为了达到同样的混凝土初 始坍落度及扩展度，外加剂掺量需要提高，且由于机制砂中石粉含量要高于河砂，机制砂颗粒呈不规则形状， 导致混凝土初始流动性差，因此要求混凝土减水剂质量要好（减水率要高，保坍性能要好）、单位用量要足。采 用机制砂以后，1 立方米混凝土的外加剂用量从 67kg 有望逐步提升至 1213kg，渗透率几乎翻倍。第三代减水剂加速替代传统产品，外加剂单位价格仍有提升空间。第三代高性能减水剂因其“高减水、无 污染”的特性，对一代、二代减水剂形成加速替代。我们预计 2019 年整个行业减水剂占比外加剂份额为 70%， 减水剂中第三代

20、高性能减水剂占比可达到 80%。1.3.2 外加剂行业规模 2025 年有望达到 1180 亿元，其中减水剂突破 840 亿元基于以下假设，我们对 20202025 年外加剂市场空间进行测算：1）由于我国宏观经济增速放缓，地产和基建投资增速回落，假设未来五年混凝土产量增速能够维持 3-4%， 而 2020 年受疫情及南方洪水影响，增速为 0%；2）假设 20202025 年国内混凝土商品化率逐年提升，每年提升 2%；3）假设单位立方米的外加剂用量每年增长 10%：机制砂所需外加剂单位用量较传统河砂提升 22%左右，目 前机制砂消费量占砂石总消费量 85%，假设商品混凝土所用砂石中机制砂渗透率也

21、是 85%，由于河砂禁采政策 趋严，到 2025 年机制砂渗透率有望提升至近 100%；4）减水剂销量占比外加剂的份额维持在 70%，其中聚羧酸系减水剂占比减水剂比重逐年提升 2%，对一代、 二代减水剂形成有效替代；5）假设外加剂（以含固量 20%为准）均价维持在 3000 元/吨，减水剂均价维持 3050 元/吨，聚羧酸系减水剂维持 3100 元/吨。据测算，2025 年外加剂销量有望达到 3936 万吨，其中减水剂销量达到 2755.36 万吨，聚羧酸系减水剂销量 达到 2534.93 万吨。2025 年外加剂市场规模有望达到 1180 亿元，其中减水剂市场 840 亿元，聚羧酸系减水剂市

22、 场有望达到 786 亿元，较目前实现翻倍。二、行业集中度快速提升，双龙头竞争格局稳定2.1 供给需求两端同步改善，推动行业集中度提升2.1.1 供给端：化工企业管理趋严，小微企业逐渐退出在环保政策及化工标准趋严的背景下，外加剂行业面临结构化调整，小微产能逐渐退出市场，促进了外加 剂行业集中度持续提升。2014 年住建部和工信部发布住房城乡建设部工业和信息化部关于推广应用高性能混 凝土的若干意见，提出要通过完善高性能混凝土推广应用政策和相关标准，建立高性能混凝土推广应用工作机 制，优化混凝土产品结构，到“十三五”末（即 2020 年末），高性能混凝土得到普遍应用；推动混凝土产业转 型升级，规范

23、行业准入，推进清洁生产。外加剂作为高性能商品混凝土必不可缺的元素，同样面临着更高的环 保要求与化工标准。天津“8.12”事件以来，化工企业特大爆炸事件引起重视；且 2015 年以来，国家对“碧水蓝天”提出要求， 化工企业供给侧改革开启。20162017 年间，政府对化工行业进行了四次环保督查，覆盖全国 30 个省市；天津、 江苏等多地政府出台环保政策，加快淘汰落后产能、化工入园，并限制新增化工园区。环氧乙烷作为一种危险 化学品，其受到的安全监管较为严格，且外加剂企业的生产环节也受到化工标准的制约。环保是制约化工供给 端的重要因素，随着环保、安全标准提高，监管执行力加强，外加剂企业数量将进一步减

24、少。一方面，一代、二代减水剂因其减水性能不足或污染严重而逐渐被取代，高性能减水剂生产线因其价格更 为昂贵而制造了一定的进入壁垒，不具备聚羧酸系减水剂复配工艺的小微产能逐渐离场；另一方面，龙头企业 具备规模与资金优势，更容易达到工业园区的入园要求，且逐步引领向上游聚醚单体生产延伸的趋势，而规模 较小的企业往往盈利能力薄弱，现金流匮乏，安全环保设施投资较少，难以向上游拓展，因而在竞争过程中市 场份额逐渐向龙头集中。2.1.2 需求端：机制砂增加加大复配难度，龙头企业技术服务优势突显多地政府出台环保政策，河砂禁采加速机制砂使用。在外加剂行业供给侧变化的同时，2016 年开始下游需 求也在发生转变。国

25、家住建部及各省市相继出台河砂、砂石土矿管理及环保政策，鼓励机制砂等河砂替代品的 研发、推广和利用，推动机制砂项目落地，比如福建省住建厅等八部门明确了截至 2021 年累计新增机制砂年产 能 7000 万立方米的工作计划。2019 年 11 月以来，全国范围内的政策文件相继出台，河砂（海砂）非法开采治 理进一步趋严，计划截至 2025 年形成完善合理的机制砂石供应保障体系，加快形成机制砂石优质产能。机制砂占比快速上升，需要更高的外加剂复配技术。砂石骨料是混凝土的重要构成，对混凝土性能的影响 较大。根据立鼎产业研究的数据统计，近年来随着砂石骨料价格的一路上涨，在混凝土的成本中，砂石占比可 达到 4

26、6%。由于环保政策的推进，机制砂占比近两年快速上升，2019 年预计达到 85%。如何匹配机制砂的产品 特征，调节其和水泥间的比例关系，是外加剂行业需要重点的研究方向。外加剂复配难度加大，下游客户对技术服务的要求不断提高，龙头企业市场竞争力凸显。与河砂相比，机 制砂具有颗粒粗糙、棱角多、级配差、石灰石粉含量多等缺点，在使用机制砂配制混凝土时易出现离析、泌水、 和易性差等现象。并且，使用不同的岩石原料制成的机制砂在含粉量、粒度、硬度等方面也存在差异。在针对 机制砂的减水剂复配过程中，一方面机制砂在破碎和粉磨过程中产生了缝隙和空洞，容易吸附自由水，因而对 减水剂的用量以及减水性能提出更高的要求；另

27、一方面，由于其成分复杂而多变、质量参差不齐，复配难度较 大，此时经验丰富、研发投入多的龙头企业优势得以显现，有利于行业集中度提升。以垒知集团为例，公司配 备了超过 300 人的服务团队，除了总部配备一部分能够解决综合难题的服务人员，其余服务团队分布在 15 个生 产基地，每个基地平均分配 15-20 人，可以迅速对不同地区砂石材料、气候、水质等应用场景迅速做出反应， 解决客户的个性化需求。外加剂产品性能与防水产品有差别，技术服务效果当场检验，头部企业优势可快速显现。防水材料目前没 有明确的质保期要求，但大多防水企业承诺至少 5 年的质保期，且头部企业推出“30 年质保防水系统”，并缴 纳质保金

28、。虽然有质保金的约束，但是防水效果需要在长期中检验，加上下游客户并非都要求包工包料，使得 技术服务的重要性以及服务质量的可检验性大打折扣。相反，外加剂的功能在于改善混凝土性能，诸如坍落度、 和易性等工作性指标，缓凝速凝时间等功能性指标，以及泵送效果均可以现场检验；因此头部企业的技术服务 优势可以迅速被验证，在服务溢价越来越明显的外加剂市场，其龙头地位会进一步稳固。2.2 外加剂企业数量连续下降，行业形成双龙头竞争格局环保趋严叠加下游客户对产品性能要求提高，加速小微产能逐步退出市场，以减水剂为代表的外加剂行业 集中度有所提升。我国外加剂生产厂家数量一度多达 50006000 家，市场极其分散，近

29、年来已下降至 1000 多家。 据中国混凝土网统计，2018 年度中国聚羧酸减水剂企业 CR10 为 19.37%，CR3 为 12.50%，其中苏博特 5.48%、 垒知集团（科之杰）5.39%、红墙股份 1.63%。2019 年苏博特、垒知集团、红墙股份聚羧酸系减水剂销售额分别 为 23.27、18.89、8.58 亿元，基于此前估算的 2019 年 261.09 亿元聚羧酸系减水剂市场规模，可以推算出 2019 年聚羧酸系减水剂 CR3 约为 19.43%，CR10 约为 30.00%，减水剂市场集中度有所提升。据红墙股份公告显示， 整个外加剂市场 CR3 为 11.60%，小于聚羧酸减

30、水剂市占率，我们认为龙头企业在高端市场的占比更高。截至 2019 年，据中国混凝土网统计，苏博特和垒知集团减水剂销量分别为 97.29、86.00 万吨（以 20%浓度 计算），明显领先于 Top310 的公司，形成双寡头格局。行业前十的公司所销售的减水剂中聚羧酸系减水剂平均 占比 80%左右，优质产品占据主导地位。龙头企业拥有聚羧酸产能的绝对优势，可满足未来市场需求。产能方 面，垒知集团拥有国内最大的聚羧酸减水剂产能112 万吨，排名 2、3 的苏博特与红墙股份分别拥有 75.35、 60 万吨聚羧酸减水剂产能。2.3 央企推进集采+新进入者规范化，行业生态有望持续改善建筑央企等客户偏向集采模式，利好实现全国布局的龙头企业。外加剂行业下游商混和基建为最主要的客 户，基建客户大多为建筑行业央企，为了降本增效以及全集团规范化管理，越来越多以集中采购的方式来购买 所需的原材料及服务。目前集采招标的大趋势是逐渐摆脱价格优先的单一标准，对供应商的规模、产品品质与 服务优势，以及能否全国供应等提出更高的要求。龙头企业由于自身产品及服务优势，以及全国化的布局，能够一站式解决全国多地的供应，因此在集采中优势明显，市场份额将会进一步提升。海螺集团加快混凝土外加剂国内布局，目前已敲定 65 万吨产能，20