硅基新材料行业发展趋势报告

硅基新材料行业发展趋势报告

传统产品普遍存在产能过剩问题，电石、烧碱、聚氯乙烯、磷肥、氮肥等重点行业产能过剩尤为明显。以乙烯、对二甲苯、乙二醇等为代表的大宗基础原料和高技术含量的化工新材料、高端专用化学品国内自给率偏低，工程塑料、高端聚烯烃塑料、特种橡胶、电子化学品等高端产品仍需大量进口。坚持把科技创新作为引领发展的第一动力，提高科技创新对产业发展的支撑和引领作用，强化企业技术创新主体地位，推动产业链协同创新，着力突破一批智能制造和大型成套装备等核心关键共性技术，为建设石化和化学工业强国提供技术支撑。硅烷行业概况（一）功能性硅烷简介功能性硅烷与硅橡胶、硅油及硅树脂并称为有机硅材料四大门类。从结构上来说，通常将主链为-Si-O-C-结构的有机硅小分子统称为功能性硅烷。从功能上来看，功能性硅烷多为杂交结构，多数产品在同一个分子中同时含极性和非极性两类官能团。功能性硅烷通式为RSiX3，其中R代表氨基、乙烯基、环氧基及甲基丙乙烯酰氧基等基团，此类基团容易和有机聚合物中的官能团反应，从而使硅烷和有机聚合物链接。X代表能够水解的基团，如卤素、烷氧基、酰氧基等，用以改善聚合物与无机物实际粘接强度。功能性硅烷同时含亲有机和亲无机两类官能团，可以作为无机材料和有机材料的界面桥梁或者直接参与有机聚合材料的交联反应，从而大幅提高材料性能，是一类非常重要、用途非常广泛的助剂。功能性硅烷有不同的分类方法：按活性有机基团与Si的相对取代位置可分为γ-取代和α-取代两种类型；根据取代基种类分类，其中的含硫硅烷、氨基硅烷、乙烯基硅烷、环氧硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷是国内生产和消费较大的品种；按用途可分功能性硅烷，可分为硅烷偶联剂、硅烷交联剂及其他功能性硅烷。硅烷上游为化工原料制造业，主要包括硅块、三氯氢硅、氯丙烯、无水乙醇等常见的化工原料；其下游应用领域跨度非常广，包括橡胶制品、建筑、纺织、汽车、皮革、造纸、涂料、医药医疗等行业。（二）硅烷行业市场规模1、全球功能性硅烷市场根据全国硅产业绿色发展战略联盟研究报告，2002年全球功能性硅烷产能仅13．5万吨，产量10．3万吨，开工率76．3%。发展到2018年，全球功能性硅烷产能为59．6万吨，产量为41．5万吨，开工率为69．6%。全球功能性硅烷在过去20年高速发展，年均产能复合增速接近10%。2021年全球功能性硅烷产能约为76．5万吨，全球功能性硅烷产量约为47．8万吨，2021年产量相比2020年有所上升，主要是中国地区产量带动全球产量上升。预计2023年全球功能性硅烷产能为76．2万吨，2019-2023年均增长约5．0%；预计2023年产量达到约53．8万吨，2018-2023年均增长约5．3%。2、我国功能性硅烷市场根据市场调研机构MarketsandMarkets发布的报告，从2015年开始，亚太地区硅烷需求强劲，是推动全球硅烷市场增长的主要因素。中国作为世界主要硅烷消费国，引领亚太地区硅烷市场的发展，同时中国已成为全球最大的生产国根据全国硅产业绿色发展战略联盟研究报告，中国功能性硅烷产能从2002年的2．5万吨发展到2021年的55．8万吨，产能年均复合增速约17．8%。国内产量从2002年的1．5万吨发展到2021年的32．3万吨，产量年均复合增速超过17．5%。2019年初以来，全球主要经济体均出现不同程度的增长放缓迹象，以中美及欧美贸易摩擦、英国脱欧为代表的逆全球化行为进一步冲击世界各国经济，化工行业景气度有所回落。在下游需求增速有所放缓、行业供应能力继续提高的情况下，2019年我国硅烷行业开工率同比基本保持稳定。2021年中国功能性硅烷生产企业40多家，产能约55．8万吨（不含中间体，下同），产量约为32．3万吨，消费量为21．9万吨，较2020年分别增长13．6%、16．0%和9．6%，其中销量增长较快主要得益于2021年中国风电等复材能源行业快速增长，带动了硅烷消费领域的增长。随着国内行业的进一步发展，预计2026年中国功能性硅烷产量为38．1万吨，消费量为33．9万吨，行业进一步往中国集中。从市场份额的变化趋势看，国外功能性硅烷生产厂商受制于成本压力、产业配套等因素，大规模扩展生产能力的可能性较低。在我国环保督查趋严的背景下，国内功能性硅烷行业集中度进一步提高，龙头企业形成了较强的产业链及成本优势，加之技术水平不断提升，在国际市场的竞争优势逐步确立并将继续扩大。预计未来市场上，我国硅烷产品将继续占据行业主导地位，并进一步提高国际市场份额。促进两化深度融合建立石化和化学工业智能车间、智能工厂以及智慧化工园区标准应用体系，加快智能工厂和智慧化工园区试点示范。推动工业互联网、电子商务和智慧物流应用，实现石化和化学工业研发设计、物流采购、生产控制、经营管理、市场营销等全链条的智能化，大力推动企业向服务型和智能型转变。培育石化和化学工业与互联网融合发展新模式。构建面向石化生产全过程、全业务链的智能协同体系。在炼化行业，重点推进原油调和、石油加工、仓储物流、销售服务供应链的协同优化。建立健全化肥、农药、涂料等生产监督及产品追溯系统，采用物联网、射频识别、物品编码等信息技术，推进生产企业商品编码体系建设，建立产品追溯数据库。积极开展互联网+农资活动，鼓励生产企业建立农户基础信息库，提高农化服务水平，实现供需协同。推广农资电商等商业新模式。推进重大项目建设综合考虑资源供给、环境容量、安全保障、产业基础等因素，有序推进七大石化产业基地及重大项目建设，增强烯烃、芳烃等基础产品保障能力，提高炼化一体化水平。加快现有乙烯装置升级改造，优化原料结构，实现经济规模，提升加工深度，增强国际竞争力。加快推动芳烃项目建设，弥补供应短板。在中西部符合资源环境条件地区，结合大型煤炭基地开发，按照环境准入条件要求，稳步开展现代煤化工关键技术工程化和产业化升级示范，着力提升资源利用和环境保护水平，提高装置竞争力，促进煤炭资源清洁高效利用。实施创新驱动战略完善以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的产业技术创新体系，加强产学研用纵向合作，强化工艺技术、专用装备和信息化技术的横向协同，大力推进集成创新，构建一批有影响力的产业联盟。在化工新材料、精细化学品、现代煤化工等重点领域建成国家和行业创新平台。围绕满足国家重大工程及国计民生重大需求，支持开展互联网双创平台建设，着力突破一批共性关键技术和成套装备。加快化工新材料等新产品的应用技术开发，注重与终端消费需求结合，加快培育新产品市场。加强知识产权保护，加大人才培养和引进，营造大众创业、万众创新的良好社会氛围。功能性硅烷行业与上下游行业之间的关联性及影响功能性硅烷行业上游为化工原料制造业，主要包括三氯氢硅、氯丙烯、无水乙醇，行业下游主要为橡胶制品、复合材料、光伏耗材、建筑涂料、纺织、汽车、医药医疗等。行业上游原材料中，三氯氢硅受环保督查趋严的影响，行业集中度进一步提高，存在价格大幅波动的可能性。氯丙烯等为石化产品，其价格受石油等基础原料价格和市场供需关系影响，呈现不同程度的波动。无水乙醇主要受玉米、木薯等生物质原料价格波动及市场行情的影响。功能性硅烷品种繁多、应用广泛，在改善下游产品性能方面有重要作用。随着下游行业的产业升级，终端客户对产品品质要求的不断提高，功能性硅烷行业的整体需求呈稳定上升趋势。另一方面，单个下游行业的波动虽对行业整体的影响相对较小，但仍不排除会对个别硅烷品种造成一定的负面影响。功能性硅烷行业技术水平及技术特点从全球范围看，国际巨头在高端功能性硅烷产品上具有一定优势。近年来，国内的功能性硅烷生产技术有明显提升。国内部分领先企业经过多年发展，已经积累了一定的技术实力，在工艺参数及副产物循环利用上取得了一定成效，形成了全产业链的生产能力，正在逐步缩小与国际知名化工企业的差距。促进传统行业转型升级严格控制尿素、磷铵、电石、烧碱、聚氯乙烯、纯碱、黄磷等过剩行业新增产能，对符合政策要求的先进工艺改造提升项目应实行等量或减量置换。探索建立落后产能法制化、市场化退出机制，引导企业开展并购重组，发挥市场优胜劣汰的竞争机制和倒逼机制，充分利用安全、环保、节能、价格等措施，推动落后和低效产能退出，为先进产能创造更大的市场空间。利用清洁生产等先进技术改造提升现有生产装置，降低消耗，减少排放，提高综合竞争能力和可持续发展能力。加强应用研发，开拓传统产品应用消费领域，扩大消费量。强化品牌意识，提高产品质量，健全品牌管理体系，打造一批知名度、美誉度较高的国际知名品牌。整合优化生产服务系统，重点发展科技服务、研发设计、工程承包、信息服务、节能环保服务、融资租赁等现代生产性服务业，为行业提供社会化、专业化服务。发展成就十二五时期，面对国内经济增长速度换挡期、结构调整阵痛期、前期刺激政策消化期三期叠加的复杂形势和世界经济复苏艰难曲折的外部环境，我国石化和化学工业积极应对各种风险和挑战，大力推进转方式、调结构，全行业总体保持平稳较快发展，综合实力显著增强，为促进经济社会健康发展做出了突出贡献。（一）综合实力显著增强十二五期间我国石化和化学工业继续维持较快增长态势，产值年均增长9%，工业增加值年均增长9．4%，2015年行业实现主营业务收入11．8万亿元。我国已成为世界第一大化学品生产国，甲醇、化肥、农药、氯碱、轮胎、无机原料等重要大宗产品产量位居世界首位。主要产品保障能力逐步增强，乙烯、丙烯的当量自给率分别提高到50%和72%，化工新材料自给率达到63%。（二）结构调整稳步推进区域布局进一步改善，建成了22个千万吨级炼油、10个百万吨级乙烯基地，形成了长江三角洲、珠江三角洲、环渤海地区三大石化产业集聚区；建成云贵鄂磷肥、青海和新疆钾肥等大型化工基地以及蒙西、宁东、陕北等现代煤化工基地。化工园区建设取得新进展，产业集聚能力持续提升，已建成32家新型工业化示范基地。产品结构调整持续深化，22种高毒农药产量降至农药总产量的2%左右，高养分含量磷复肥在磷肥中比例达到90．8%，离子膜法烧碱产能比例提高到98．6%，子午线轮胎产量比重提高到90．9%。随着新型煤化工和丙烷脱氢等技术获得突破，非石油基乙烯和丙烯产量占比提高到12%和27%，有效提高了我国石化化工产品的保障能力。（三）科技创新能力显著提升企业的创新主体地位进一步增强，建成了数百个石化化工企业技术中心。高强碳纤维、六氟磷酸锂、反渗透膜、生物基增塑剂等一批化工新材料实现产业化，一些拥有特色专有技术的中小型化工企业逐渐成为化工新材料和高端专用化学品领域创新的主体。氯碱用全氟离子交换膜、湿法炼胶等生产技术实现突破，建成了万吨级煤制芳烃装置。对二甲苯和煤制烯烃等一批大型石化、煤化工技术装备实现国产化，部分已达到国际先进水平。（四）节能减排取得成效在全国率先建立能效领跑者发布制度，涌现出一批资源节约型、环境友好型化工园区和生产企业。2011-2014年，全行业万元产值综合能耗累计下降20%，重点耗能产品单位能耗目标全部完成。行业主要污染物排放量持续下降。2014年石化和化学工业万元产值化学需氧量（COD）、氨氮和二氧化硫（SO2）的排放强度分别为0．43千克/万元、0．07千克/万元和1．79千克/万元，较2010年分别下降47．6%、40%和23．5%。煤化工、农药、染料等行业污染防治水平得到了进一步提升，磷矿石等化学矿产资源综合利用率不断提高，重金属排放得到了有效控制。（五）逐步深化超过90%的规模以上生产企业应用了过程控制系统（PCS），生产过程基本实现了自动化控制。生产优化系统（APC）、生产制造执行（MES）、企业资源计划管理系统（ERP）也已在企业中大范围应用，生产效率进一步提高。石化、轮胎、化肥、煤化工、氯碱、氟化工等行业率先开展智能制造试点示范。（六）国际合作成果显著十二五时期，石化和化工行业对外开放水平不断提高。巴斯夫、沙特基础工业公司、杜邦等国际化工跨国公司积极拓展在华业务，建设研发中心和生产基地，发展高新技术产业，产品档次明显提升。国内石化化工企业开展了一系列有影响力的跨国并购，中国化工收购马克西姆-阿甘公司、倍耐力公司等取得较好成效，提高了国内行业全产业链竞争优势。轮胎行业在天然橡胶资源丰富的东南亚地区重点布局，投资建设多家工厂。氮肥行业已向孟加拉、巴西、越南、新西兰等国家输出合成氨、尿素生产技术。钾肥行业在海外10多个国家投资了20余个项目，弥补了国内钾肥供应不足。发展环境十三五时期是我国石化和化学工业转型升级、迈入制造强国的关键时期，行业发展面临的环境严峻复杂，有利条件和制约因素相互交织，增长潜力和下行压力同时并存。从国际看，世界经济复苏步伐艰难缓慢，国际金融危机冲击和深层次影响在相当长时期依然存在，贸易保护主义升温。美国大规模开发页岩气、页岩油，伊朗重返国际原油市场，化石能源替代技术快速发展给国际油价回升带来较大不确定性。中东、北美等低成本油气资源产地的石化产能陆续投产，全球石化产品市场重心进一步向东亚和南亚地区转移，部分石化产品市场竞争更加激烈。同时，一带一路建设的深入实施，为国内企业参与国际合作提供了新的机遇。从国内看，十三五是全面建成小康社会的决胜期，随着新型工业化、信息化、城镇化和农业现代化加快推进，特别是《中国制造2025》、京津冀一体化、长江经济带等国家战略