华泰 | 化工:四代制冷剂应用窗口渐启

财富   财经   2025-01-03 07:17   上海  

四代制冷剂(HFOs)应用窗口或逐渐开启,国内企业发力突围

HFOs臭氧消耗潜能值(ODP)为0、全球变暖潜能值(GWP)低,伴随全球二代/三代制冷剂(HCFCs/HFCs)配额逐步削减,HFOs开发推广或是制冷剂行业发展的必然趋势。我们认为:应用端受益于2024年海外HFCs配额削减、国内配额制下HFCs价格中枢上移,以及HFOs&HFCs混配方案推广等驱动,生产端伴随海外HFOs专利保护期渐近、行业企业突破规模化技术和降本,HFOs应用窗口或逐步开启。国内氟化工企业依托氯碱和含氟原料一体化配套,以及研发投入等优势,延伸HFOs有望具备竞争优势。


点击小程序查看研报原文



核心观点

海外HFCs配额削减、HFCs价格中枢上移等或加速HFOs应用渗透

由于技术和成本等约束(据我们测算,氯碱原料一体化和外购六氟丙烯生产R1234yf的成本分别4-7.5万元/吨和5.5-13.5万元/吨,远高于二代/三代制冷剂1-2万元/吨的成本),HFOs应用尚不成熟,但是:1)2024年欧盟/美国/日韩等大部分发达国家HFCs配额将削减40%,HFOs作为替代方案,需求或逐步增长;2)2024年以来中国HFCs配额制的实施,HFCs价格的显著上行,或驱动产业链加快探索替代路径;3)伴随HFCs价格上移,海外企业早期推广的HFOs&HFCs混配方案,甚至单一HFOs应用方案的性价比或逐渐提升。在应用端多重因素催化下,HFOs的应用窗口或逐步开启。


主流HFOs海外专利保护期渐近,国内企业加码布局有望助力成本下移

由于全球主流开发推广的HFOs产品专利(如R1234yf/R1234ze/R1233zd等)由海外企业主导,海外对HFOs生产和应用专利的保护期限制,成为行业企业布局HFOs较难避开的环节,但海外企业主流HFOs产品在中国专利的到期时间普遍在2026-2035年,伴随专利保护限制期渐近,HFOs或迎来快速发展阶段。另一方面,近年国内通过技术引进/合作或者自主研发,部分企业已初步具备HFOs的早期技术和产能,未来伴随企业不断突破规模化生产能力和推动成本下降,亦有望助力HFOs产品的开发和应用推广。


短期HCFCs/HFCs景气或延续,关注氟化工企业布局HFOs的中长期价值

阶段而言,HCFCs/HFCs仍是主流的制冷剂品种,而我国作为全球主要的供给力量,伴随2024年以来HFCs配额制的实施,供给有序化叠加下游空调、汽车等需求支撑,行业步入景气周期。考虑HFOs规模化生产和降本需一定时间,且作为替代品的HFOs成本和价格较高,我们预计HCFCs/HFCs景气周期将较长,预计25-26年主流产品(R22/R32/R134a等)均价约4.5万元/吨和5万元/吨,行业企业将充分受益。中长期而言,布局HFOs技术和产能的企业值得关注,制冷剂头部企业依托上游配套,延伸HFOs有望具备竞争优势。


风险提示:制冷剂政策变化;四代制冷剂技术进步缓慢;需求不及预期。



正文

核心观点

基加利修正案下,伴随全球二代/三代制冷剂(HCFCs/HFCs)配额逐步削减,四代产品(HFOs)的开发和推广成为制冷剂行业未来发展的必然趋势。本报告从应用端和生产端对全球HFOs的发展进行分析,并结合目前HFOs市场应用情况和成本测算等,展望当下主流二代/三代制冷剂景气的持续性。从结论来看:


应用端和生产端有望共同发力,助力HFOs市场逐步开启

应用端而言一方面,2024年欧盟/美国/日韩等大部分发达国家HFCs配额将削减40%,HFOs作为替代方案,需求或迎来增长;另一方面,中国作为全球HFCs的主要供给国家,2024年以来HFCs配额制下主流产品价格的显著上行(24Q4以来多数品种价格攀升至4万元/吨以上),海外企业早期推广的HFOs&HFCs混配方案,甚至单一HFOs应用方案的性价比或逐渐提升,有望助推产业链加快探索HFOs应用。生产端而言,海外主流HFOs产品在中国专利的到期时间普遍在2026-2035年,伴随专利保护限制期渐近,叠加中国企业先发规划产能建设,HFOs或迎来发展阶段。


国内制冷剂头部企业逐步加码HFOs,有望助力行业降本并打造一体化优势

据我们测算,以R1234yf为例,氯碱/氟原料一体化和外购六氟丙烯(HFP)生产R1234yf的成本分别4-7.5万元/吨和5.5-13.5万元/吨,其中具备氯碱/氟原料一体化配套的制冷剂企业生产HFOs成本将显著低于外购HFP等中间体原料的企业。考虑到远期HFOs应用的必要性,我们认为国内制冷剂龙头企业加码布局HFOs,有望助力行业降本并打造一体化优势,形成长期竞争力。


HFOs降本和规模化应用尚需时日,HCFCs/HFCs较长景气周期可期

考虑海外HFOs首批专利到期时间需在2026-2035年,且考虑技术成熟度等因素,未来企业实际规模化生产HFOs的初期成本或将高于我们的估算值,我们认为HFOs降本和规模化应用尚需时日。因此当前主流的HCFCs/HFCs由于配额制下供给约束、叠加空调/汽车等需求支撑,景气周期有望较长,且考虑作为替代品的HFOs成本和价格较高,我们预计HCFCs/HFCs将具备较大的涨价弹性空间,预计25-26年主流产品(R22/R32/R134a等)均价约4.5万元/吨和5万元/吨。


区别于市场的观点

目前市场对HFOs的系统性研究较少,报告从应用端和生产端对全球HFOs的发展前景进行分析,并对HFOs的市场应用情况和成本等进行探讨,对制冷剂行业研究具备一定前瞻性。另一方面,结合对HFOs价格和成本水平的分析,我们认为由于替代品成本/价格高企的问题,未来1-2年供需共振下HCFCs/HFCs将具备较大的涨价弹性空间,制冷剂头部企业仍将具备较强的配置价值。


HFOs:第四代制冷剂产品,应用窗口期或逐步开启

制冷剂经过多年发展,目前已有四代产品,其中:一代为氯氟烃(CFCs),因严重破坏臭氧层,全球已淘汰并禁止;二代为氢氯氟烃(HCFCs),主要为HCFC-22和HCFC-142b等,其消耗臭氧潜能值(ODP)较CFCs低,但仍对臭氧层存在破坏效应,发达国家已基本淘汰完毕,国内目前实行配额制逐渐减产并进入淘汰末期;三代为氢氟烃(HFCs),主要品种为HFC-32、HFC-134a、R125及混配制剂R410a等(注:HCFC-和HFC-均可简称R,全文同此处理),HFCs的ODP为0,是目前主流的制冷剂,但全球变暖潜能值(GWP)较高,部分发达国家已开始削减,国内2024年正式进入配额期;四代为氢氟烯烃(HFOs),ODP为0且GWP较低,但受限于技术和价格等,目前仅部分发达国家推广,主流产品尚未确定。







据IHS,2019年全球HCFCs消费量约108万吨,其中以中国大陆为主(占比约55%),伴随全球HCFCs排放配额削减,多数国家(包括国内)HCFCs消费转用做下游含氟高分子材料等原料为主的居多;2019年全球HFCs消费量约96万吨,其中北美和中国大陆占比分别约26%/38%。从制冷剂具体应用领域和品种来看,据CEMAC,目前空调领域主要品种为R32、R125、R134a以及R410a(系R32和R125约1:1混合)等三代制冷剂;车用空调制冷剂领域以R134a为主,同时R1234yf等四代制冷剂在部分发达国家开始应用;冰箱制冷和工商制冷等领域也普遍使用R134a和R32等单质或R404a等三代制冷剂。




全球二代制冷剂进入淘汰尾声,国内配额削减后企业自用为氟聚合物原料为主

二代制冷剂(HCFCs)因对臭氧层仍有破坏作用,按照《蒙特利尔协定书》,全球作为制冷剂使用的HCFCs已进入淘汰尾声,其中发达国家于2020年需削减99.5%,仅保留少量用于存量设备的维修,发展中国家(含中国)的HCFCs配额需于2015年和2020年分别削减10%和35%,同时2025年将削减67.5%,2030年基本淘汰,仅保留2.5%用于存量设备的维修。




国内生态环境部2013年开始每年下发二代制冷剂的生产和使用配额,其中2025年总生产配额已削减至14.4万吨(其中R22配额14.9万吨),较2013年削减了约62%(其中R22削减约52%)。伴随HCFCs作为制冷剂使用配额的削减,近年来国内R22和R142b等主流的二代制冷剂品种开始逐渐转为下游含氟高分子和含氟精细化学品等生产的原材料(作为下游原料的HCFCs扩产不受配额的约束),据百川盈孚,2023年国内R22的下游消费占比中,用于制冷领域(空调+工商制冷)的占比仅39%,其余主要用于含氟聚合物和挤塑板等领域,R142b用于制冷剂领域的占比仅25%,其余用于PVDF和发泡剂等领域。




R22作为HCFCs中的主要产品,相较2024年,2025年国内企业生产/内用生产配额将分别削减3.3/3.1万吨至14.9/8.1万吨,其中R22企业生产配额CR3/CR5为76%/87%,东岳集团/巨化股份/江苏梅兰拥有配额4.4/3.9/3.1万吨,占比29%/26%/21%。由于近年来R22配额削减的同时,需求端出口和国内维修市场体量仍较大,叠加产品集中度较高、竞争格局优异,2024年以来R22价格持续攀升,24Q4整体处于3万元/吨以上的历史高价区间。




国内三代制冷剂2024年配额制正式实施,远期用量仍将逐步削减

三代制冷剂(HFCs)虽然ODP值为0,但由于其GWP值较高、温室效应较强,2016年《蒙特利尔协定书》缔约方达成《基加利修正案》,旨在限控HFCs的生产和使用。根据《基加利修正案》,欧盟/美国/日韩等大部分发达国家HFCs生产和使用配额需于19年/24年/29年/34年/36年分别完成10%/40%/70%/80%/85%的削减,大部分发展中国家(含中国)的HFCs配额需于23年冻结,并于29年/35年/40年/45年分别完成10%/30%/50%/80%的削减,俄罗斯等五个国家、印度等十个国家削减安排略有不同,但亦分别设定了削减安排。我国于2021年正式接受《基加利修正案》,成为修正案的第122个缔约方,按照协议内容,国内HFCs生产和使用配额于2023年底冻结,2024年配额制正式施行。




据CEMAC、IHS和百川盈孚,近年来欧洲、美国和日本HFCs产量已逐年削减,2020年合计较2012年减少约33%,国内方面,由于制冷剂企业为在基线年来临之前争取更多配额,行业扩产较多,2020年国内产量约62万吨,较2012年增长约77%。据IHS,2019年中国大陆HFCs产能约119万吨,占全球比重达74%,考虑欧美和日本等大部分发达国家2024年再度削减HFCs的生产和消费,中国HFCs成为全球HFCs供给的主导变量。




2024年以来,国内HFCs配额制正式实施,在配额落地催化,空调、汽车等需求景气,叠加主流品种集中度较高、供给格局显著优化等因素带动下,2024年以来主流HFCs产品价格价差亦呈现上行态势,行业整体亦步入景气周期。






四代制冷剂应用尚不成熟,但二/三代制冷剂价格高位或驱动产业链加速布局HFOs

目前全球尚未找到符合零ODP、低GWP、高效、安全等的理想替代制冷剂,可能的趋势之一是在不同的应用领域采用不同的替代品,而包括替代品的选择以及替代技术路线的设计等目前也存在诸多分歧,但是基加利修正案下,远期而言全球三代制冷剂亦将逐渐削减和淘汰,开发四代制冷剂或替代性制冷方案是行业未来必然的趋势。



目前仅海外部分高端汽车的空调制冷领域开始采用R1234yf等作为R134a的替代品种,主因受生产成本和专利技术等限制,R1234yf等产品价格高企,高端汽车对制冷剂价格敏感性相对较低,而空调、冰箱等对制冷剂价格更加敏感的领域,HFOs渗透仍较缓慢。我们认为,一方面2024年欧盟/美国/日韩等大部分发达国家HFCs配额削减40%(参考图表12),对HFOs等作为制冷剂的替代方案需求或逐步提升,另一方面,伴随国内二/三代制冷剂配额制的实施,供给约束后主流产品价格的显著上行,或驱动产业链加快探索替代性解决方案,HFOs布局窗口或逐步开启。



海外专利保护和成本高企是HFOs主要瓶颈,国内企业有望逐步突围

制冷剂潜在替代方案较多,HFOs或为主流趋势

目前潜在的制冷剂替代方案包括HFOs(如R1234yf、R1234ze)、碳氢制冷剂(HCs,如异丁烷R600a、丙烷R290)和传统换热介质(如水R718、合成氨R717、二氧化碳R744)等。HCs方面,R290等碳氢化合物存在易燃易爆等问题,应用和推广限制因素较多,而水/合成氨/二氧化碳等传统换热介质存在换热效率较低和使用条件苛刻(如二氧化碳制冷需高压)等问题。而HFOs主流产品分子结构仍以氟碳化合物为主,具备安全性能好和制冷效率高等优势,有望成为未来制冷剂替代方案的主要研究方向。





另一方面,虽HFOs产品价格较高,但由于HFCs和HFOs的分子结构相容性较强,近年来海外企业如霍尼韦尔和科慕等亦尝试推广三、四代制冷剂混配使用的方案,混配产品既可降低GWP值,也可兼顾经济性。





HFOs受海外专利限制但保护期限渐近,国内企业加码布局有望助力降本及应用推广

由于海外巨头企业在HFOs领域布局早于国内,目前全球主流开发和推广的HFOs产品(如R1234yf、R1234ze、R1233zd等)专利仍由海外企业为主,据CEMAC,以R1234yf为例,1992-2016年期间全球R1234yf专利集中在霍尼韦尔、杜邦和阿科玛等企业,中国企业占比仅约9%,而海外巨头企业对生产和应用专利的保护期限制,也成为行业企业布局HFOs难以避开的环节。



但据《中国氟化工行业氢氟烃(HFCs)逐步削减趋势研究》(浙江省化工研究院有限公司,2016年)统计数据,海外企业HFO-1234yf在中国生产专利的最早到期时间为2026年5月(霍尼韦尔),而研究较多的1,1,2,3‑四氯丙烯路线(霍尼韦尔)则最早在2028年10月到期;HFO-1234ze最早到期时间为2018年5月(北美埃尔夫爱托),而研究较多的1,1,1,3,3-五氯丙烷路线(霍尼韦尔)则最早在2026年11月到期;HFO-1233zd最早到期时间为2029年11月(阿科玛),而研究较多的1,1,1,3,3-五氯丙烷路线(霍尼韦尔)则最早在2031年8月到期;HFO-1336mzz最早到期时间为2028年6月(杜邦),研究较多的技术路线2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷路线(杜邦)则最早在2029年3月到期。由此可见,海外企业主流HFOs产品在中国的专利到期时期普遍在2026-2035年期间,伴随专利保护限制期结束,中国及全球HFOs有望迎来快速发展阶段。



由于HFOs分子结构中碳链更长,氟或氯原子取代数目和位置的控制难度更高,且存在顺式结构和反式结构等不同构型分子的调控等问题,HFOs生产技术通常较HCFCs和HFCs要求更高,起始反应原料通常是结构更为复杂的卤代代烷烃或烯烃等,催化剂和反应温度、压力等的选取和控制要求也通常更为严苛,且目前主流企业针对同一种HFOs产品的生产工艺亦开发出不同的合成路径。




参考浙江环新乙烯和四氯化碳为原料生产三氟丙烯,再由三氟丙烯合成R1234yf的工艺流程,据其招股说明书(申报稿),公司规划新建的3000吨/年R1234yf,对应三氟丙烯消耗约4000吨/年(即R1234yf对三氟丙烯单耗约1.33t/t),而公司13-16H1三氟丙烯单位生产成本在4-4.5万元/吨,由此可见生产R1234yf仅原料三氟丙烯的单吨成本即在5万元/吨以上,考虑其他材料的消耗及加工费用等,R1234yf的单位生产成本则更高。



另据永和股份《包头永和新材料有限公司新能源材料产业园项目环境影响报告书》(2023年5月),公司规划依托40万吨/年废盐综合利用、18万吨/年一氯甲烷、24万吨/年甲烷氯化物等项目,配套建设12万吨/年 R22、4.8万吨/年HFP(六氟丙烯)、2万吨/年 HFO-1234yf、2.3万吨/年HFO-1233zd联产HFO-1234ze装置等,公司采用甲烷氯化物→R22→四氟乙烯→HFP→HFO-1234yf,或乙炔→氯乙烯→五氯丙烷→HFO-1233zd联产HFO-1234ze的工艺路线,可实现四代制冷剂的工业化生产。



结合永和股份环评报告披露原辅材料和公用工程等单耗数据,以及2019年以来主要原材料的价格等数据,我们测算企业实现自氯碱原料一体化配套生产R1234yf的成本约4-7.5万元/吨,而外购HFP原料生产R1234yf的成本则预计在5.5-13.5万元/吨。虽然一体化配套后R1234yf生产成本较外购HFP可降低且成本波动性下降,但其生产成本仍远高于二代和三代主流产品的成本(1-2万元/吨左右)。



然而,虽然目前四代制冷剂主流技术集中在霍尼韦尔、科慕、阿科玛、大金和旭硝子等欧美或日本企业,但近年多家国内企业通过技术引进或者自主研发,部分企业已初步具备HFOs的早期技术和产能。未来伴随海外专利技术保护期到期,叠加国内企业不断突破规模化技术和推动成本下降,我们认为HFOs产品的应用有望逐步增长,据海关总署数据,2022年以来国内HFOs出口量整体已呈现增长态势。




短期HCFCs/HFCs景气延续,关注氟化工企业布局HFOs的中长期价值

阶段性而言,HCFCs/HFCs仍是主流的制冷剂品种(尤其HFCs),而我国作为HFCs主要供给力量,伴随2024年以来配额制的正式实施,供给有序化叠加下游空调、冰箱和汽车等需求支撑,行业步入景气周期。




考虑到HFOs海外专利到期仍需等待,叠加HFOs规模化生产和成本下降或需要一定时间,我们预计二/三代制冷剂景气周期将较长,且考虑作为替代品的HFOs成本和价格较高,我们预计HCFCs/HFCs将具备较大的涨价弹性空间,预计25-26年主流产品(R22/R32/R134a等)均价约4.5万元/吨和5万元/吨。中长期而言,由于2024年以来欧盟/美国/日韩等大部分发达国家HFCs配额的新一轮削减,叠加HFCs主流品种市场价格的上行,有望驱动产业链对HFOs的加速布局,拥有HFOs技术和产能的企业亦值得关注。国内制冷剂企业依托氯碱产业链和氟原料配套,以及研发投入等支撑,延伸HFOs未来有望具备先发优势和一体化优势。


风险提示

制冷剂政策变化:

由于全球各国对于制冷剂的政策亦存在差异,如果未来制冷剂行业新增产能限制和配额约束等政策发生较大变化,以及三代制冷剂供给收缩进度以及四代制冷剂的推广进度不及预期等,将可能显著影响行业的供需格局及景气变化趋势,进而影响行业企业的盈利水平。


四代制冷剂技术进步缓慢:

由于四代制冷剂产品大规模推广仍需等待海外专利到期,同时需解决规模化生产和降本等问题,若未来行业企业技术进步和降本进度缓慢,将影响产品的开发和推广进程,进而对相应企业的盈利造成不确定性影响。


需求不及预期:

制冷剂产业链下游包括家电、汽车等诸多领域,若未来国内外需求不及预期,将影响行业企业的盈利水平。


相关研报

研报:《HFOs:制冷剂未来解法,应用窗口渐启》2024年12月31日

张雄 分析师 S0570523100003 | BVN325

庄汀洲 分析师 S0570519040002 | BQZ933

张宸 联系人 S0570124080036


关注我们


华泰证券研究所国内站(研究Portal)

https://inst.htsc.com/research

访问权限:国内机构客户


华泰证券研究所海外站

https://intl.inst.htsc.com/research 

访问权限:美国及香港金控机构客户
添加权限请联系您的华泰对口客户经理

免责声明

▲向上滑动阅览

本公众号不是华泰证券股份有限公司(以下简称“华泰证券”)研究报告的发布平台,本公众号仅供华泰证券中国内地研究服务客户参考使用。其他任何读者在订阅本公众号前,请自行评估接收相关推送内容的适当性,且若使用本公众号所载内容,务必寻求专业投资顾问的指导及解读。华泰证券不因任何订阅本公众号的行为而将订阅者视为华泰证券的客户。

本公众号转发、摘编华泰证券向其客户已发布研究报告的部分内容及观点,完整的投资意见分析应以报告发布当日的完整研究报告内容为准。订阅者仅使用本公众号内容,可能会因缺乏对完整报告的了解或缺乏相关的解读而产生理解上的歧义。如需了解完整内容,请具体参见华泰证券所发布的完整报告。

本公众号内容基于华泰证券认为可靠的信息编制,但华泰证券对该等信息的准确性、完整性及时效性不作任何保证,也不对证券价格的涨跌或市场走势作确定性判断。本公众号所载的意见、评估及预测仅反映发布当日的观点和判断。在不同时期,华泰证券可能会发出与本公众号所载意见、评估及预测不一致的研究报告。

在任何情况下,本公众号中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议。订阅者不应单独依靠本订阅号中的内容而取代自身独立的判断,应自主做出投资决策并自行承担投资风险。订阅者若使用本资料,有可能会因缺乏解读服务而对内容产生理解上的歧义,进而造成投资损失。对依据或者使用本公众号内容所造成的一切后果,华泰证券及作者均不承担任何法律责任。

本公众号版权仅为华泰证券所有,未经华泰证券书面许可,任何机构或个人不得以翻版、复制、发表、引用或再次分发他人等任何形式侵犯本公众号发布的所有内容的版权。如因侵权行为给华泰证券造成任何直接或间接的损失,华泰证券保留追究一切法律责任的权利。华泰证券具有中国证监会核准的“证券投资咨询”业务资格,经营许可证编号为:91320000704041011J。

华泰睿思
华泰证券研究所官方公众号。研究服务0距离,投资决策1点通。
 最新文章