磷化工行业概述

成都 | 2024第十一届磷化工产业绿色智能发展技术创新论坛（9月27日-29日）

磷化工产业链

二、磷肥-磷资源的最主要下游

肥料是农业重要的生产资料，农作物生产需要三种元素，氮、磷、钾，分别对应三大类肥料氮肥、磷肥、钾肥，复合肥会将氮肥（尿素等）、磷肥（过磷酸钙或者磷铵等）与钾肥（氯化钾）混合，形成不同的营养元素配比，以适应不同使用场景等。 

磷肥的消费结构上，磷酸一铵（MAP）、磷酸二铵（DAP）市场占比达到85%以上，是现阶段最主流的磷肥产品。其次是NPK复合肥、重钙和低浓度磷肥等。MAP、DAP主要用于补充磷元素，氮元素贡献量较少。

我国MAP和DAP产量和消费量均呈现下降趋势，去产能效果较好。在全国磷肥去产能、零增长的大背景下，MAP产能从2016年的2680万吨下降到2021年的1981万吨，产量从2334.92万吨下降到1252.58万吨，DAP产能从2016年的2600万吨下降到2021年的2205万吨，产量从1752.63万吨下降到2021年的1354.36万吨。去产能加快了行业集中度提升的趋势，行业格局向好。2021年磷酸一铵CR10 为57.6%，磷酸二铵CR10为87.1%，2016年磷酸一铵CR10为36.6%，磷酸二铵CR10为69.2%，集中度均有提升。我国主要的磷酸一铵生产企业有湖北祥云、湖北新洋丰、云天化、四川龙蟒等，主要的磷酸二铵生产企业有云天化、贵州开磷、贵州瓮福、湖北宜化等。

三、黄磷-磷化工重要中间产品，但高耗能高污染

黄磷是一种白色至黄色略脆的蜡状固体，是磷元素的单质，磷化工重要的中间产品，黄磷最大的下游应用为生产热法磷酸，其次为草甘膦，其他下游应用有三氯化磷、五氧化二磷等。

黄磷是一种高耗能的产品，黄磷冶炼分电炉法和高炉法，我国以电炉法为主，这种方法实收率高、产品纯度高，电炉法是将磷矿石、硅石和焦炭的混合料加入电炉中，由通过炉盖的石墨电极（作为导电级）将电能转变成热能，从而把混合料加热至熔融状态，使元素磷升华后再将含磷气体进行冷凝、分离和精制得到元素磷。这是一个高耗能的过程，一吨黄磷需要消耗14000度电，黄磷的成本构成中，电力成本是第一大成本，约占总成本的37%，其次是磷矿石和焦炭。

我国黄磷产量占全球的80%，随着我国经济发展对环保耗能的要求提高，黄磷产业治理也在进行中，2016年以来我国黄磷开始供给侧改革，多家黄磷厂被关停，黄磷产能开始下降。2017年开始黄磷产能从最高点154.1万吨下降到136.5万吨。黄磷产量从88.19万吨下降到77.75万吨。

我国黄磷企业产能分布情况

四、磷酸-湿法取代热法为趋势，净化磷酸前景广阔

磷酸按照生产方法分为两种，热法磷酸和湿法磷酸。

热法磷酸是采用黄磷燃烧水合的方法产生，此种方法生产出磷酸纯净度高，不需要繁复的除杂工艺，但由于原材料为黄磷，成本高耗能高；湿法磷酸是采用硫酸酸解磷矿石的方法，依托于制肥产业链，将酸解之后的粗制磷酸进行后续复杂的除杂、萃取等一系列的净化操作之后，可以产生纯净度较高的湿法净化磷酸，此种方法尽管后续工艺繁杂，但和热法相比成本仍然偏低，但技术工艺壁垒较高。

湿法制取磷酸分为二水、半水、半水-二水法三种，三种方法区别是所产生磷石膏的结晶水的比例。目前我国主流的装置为二水磷酸装置，半水-二水、半水磷酸装置较少，但二水磷酸装置产生的磷石膏总磷比例高、烘干废能，总磷含量高影响石膏建材质量，导致磷石膏利用成本高，处理难度大。发展方向为半水-二水法，技术操作范围窄，工艺难度较大。

在工业级以上磷酸方面，我国热法磷酸占多数，主要依托于我国的黄磷产业发展，湿法磷酸占少数，但是在国外湿法磷酸是主流路线，国外湿法占比在70%。我国湿法净化磷酸生产主要采用溶剂萃取法，萃取溶剂最多选用碳原子数4 ~ 5的脂肪醇，萃取设备主要有槽式、塔式、乳化泵和微反应器等类型，洗涤设备主要用塔式，有脉冲塔、筛板塔等。 

目前我国已经工业化生产的净化技术来源于三家，瓮福技术、四川大学技术和华中师大技术，瓮福技术生产可以满足HG/T4069—2008一等品要求，也可生产食品级磷酸，川大技术只能生产w（H3PO4）75%的磷酸，如要生产w（H3PO4）85%的磷酸，需要增加深度脱氟工序，华师技术生产的工业级磷酸产品质量满足HG/T4069—2008合格品要求，开工率稍低，但最近技术不断改善，华师技术工业化生产逐渐成熟。若按照同样的产品标准，三种技术的成本相差不大。 

2021年开始，由于新能源电池材料磷酸铁锂需求提升，高纯度磷酸的需求增加，湿法净化磷酸建设逐渐普及开来。川恒股份、兴发集团等公司均开始建设湿法净化磷酸产能，湿法磷酸在工业级以上磷酸的占比有望提升。

五、草甘膦-用量最大的农药品类

农药分为除草剂、除菌剂和杀虫剂，其中除草剂市场最大占到40%，除草剂中氨基酸类除草剂市场规模最大，占比23.6%，氨基酸类除草剂主要包括草甘膦、草铵膦、双丙铵膦三个品种（或者叫做有机膦类），草甘膦是用量最大的氨基酸类除草剂，2019年草甘膦消费73万吨，占世界农药消费的17%，是世界最大的农药品种。草甘膦为美国孟山都（现拜耳公司）的科学家发明的一种广谱非选择性除草剂，于1976年上市，草甘膦高效低毒，处于毒性最低的农药品类，被国外农民广泛采用。

2020年氨基酸类除草剂市场达到67.15亿美元，相比2000年市场规模增加了2.2倍，其中草甘膦为56亿美元，草铵膦10.5亿美元，双丙铵膦为0.65亿美元。从2016年开始草铵膦消费规模持续提升，草甘膦消费维持稳定，由于抗草甘膦超级杂草的出现，草铵膦从2017年的6.11亿美元增长到2020年10.5亿美元，是较有潜力的除草剂品种。

根据中农纵横和百川盈孚数据，2021年全球草甘膦的产能约为113万吨，并且产能分布较为集中。国外生产企业主要为德国拜尔/孟山都（37万吨），其余大约70%为我国产能，我国产能主要分布在沿江省份，四川产能占比25%、江苏为18%、湖北为17%、浙江为15%、安徽为4.5%。过去六年由于环保巡视影响，中国草甘膦累计退出中小产能达到30多万吨，草甘膦生产企业已缩减至12家左右，退出路线大多是甘氨酸法。企业产能方面，兴发集团总产能18万吨排名第一，其次为福华化工产能15万吨，新安化工产能8万吨，江山股份7万吨，好收成韦恩产能7万吨。国外有德国拜耳IDA法产能37万吨。

六、其他磷酸盐-广泛用于水处理剂、动物饲料等

磷酸盐市场主要分为饲料级的磷酸钙盐、工业用磷酸钠盐以及其他精细磷盐产品。

饲料磷酸钙主要品种为磷酸二氢钙、磷酸氢钙，、磷酸一二钙、磷酸三钙。饲料磷酸盐需要按照一定比例加入到动物饲料中使用，比例依据饲养动物的品种来定，因此饲料磷酸盐的需求与畜牧业饲料需求正相关。我国饲料产量在2016年至今总量平稳波动，磷酸氢钙消费量在2016-2021年也维持下降后升总量平稳波动趋势。

工业磷酸盐主要包括三聚磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠等产品。三聚磷酸钠是我国产能最高的磷酸盐种类，用于生产洗衣粉、印染助剂、食品添加剂、陶瓷原料分散剂等，具有保水剂、水质软化剂、乳化剂、防腐剂的性质，生产洗衣粉是下游最主要的应用，其次用于食品工业、印染工业等，由于含磷洗衣粉会造成水体的富营养化污染环境，三聚磷酸钠在洗衣粉中的应用逐渐下降，下游需求缩减。六偏磷酸钠也主要用于水处理工业，受环保影响下游开工率下降，需求下降。

七、磷酸铁锂-乘新能源电池东风，下游需求快速增长

磷酸铁锂是一种重要的锂电池正极材料，正极材料约占电池总成本的40%左右，正极材料的性能在很大程度上决定了锂离子电池的综合性能。钴酸锂、锰酸锂、三元镍钴锰(铝)酸锂、磷酸铁锂是四种已经大规模应用的正极材料，其中磷酸铁锂电池在安全性、成本、高温性能、循环性能方面具有突出的优势，是商用电动汽车动力锂离子电池的理想正极材料，预计未来在储能领域也有较好的应用前景。

由于下游磷酸铁锂电池需求的高增长，我国磷酸铁锂产能从2020年开始增长迅速增长，2021年产能已经达到68.9万吨/年，2021年同比增长90%，2022年及以后将投产的在建产能预计将有71万吨/年，届时磷酸铁锂产能将达到140万吨/年。 企业产能分布上，湖南裕能产能14万吨/年居行业第一位，德方纳米12万吨/年，居行业第二位，其次是湖南升华、融通高科、湖北万润，CR3为47.9%，CR10为88.9%。

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