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受新能源需求拉动,光伏成为EVA最大需求领域,且EVA胶膜将长期主导光伏胶膜

发布时间:2022-08-29  来源:立鼎产业研究网  点击量: 1422 

EVA是一类功能优异的乙烯聚合物,VA含量越高产品价值量越大。乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)是继高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)之后,第四大乙烯系列聚合物,具有抗冲击强度高、耐低温性强、耐候性佳、化学稳定性、抗老化、耐臭氧强度、质地柔软、无毒无害等优点。根据VA(醋酸乙烯)含量占比,乙烯-醋酸乙烯共聚物可分为EVA树脂(VA含量5%-40%)、EVA橡胶(VA含量40%-80%)、VAE乳液(VA含量70%-95%)。VA含量越高,EVA的弹性、柔软性、粘结性、相溶性和透明性越高,产品价值量越高;VA含量越低,EVA更接近于聚乙烯的性能。

EVA树脂主要应用于光伏、发泡鞋材、电缆、薄膜等领域,其中不同下游对共聚物的性能及VA含量要求不同:1)光伏料:VA含量27%-33%,对材料光学性能、透明度、平整性、杂质比例等有较高要求;2)发泡鞋材:VA含量约10%,注重材料柔软度、弹性、耐候性;3)电缆料:VA含量12%-24%,对材料包容性、交联性要求较高;4)弹性薄膜:VA含量5%-10%,主要用于生产棚膜等膜带类产品,属于EVA的低端化运用,产品性能要求较低。

不同VA含量EVA树脂性能及主要应用


资料来源:公开资料

胶膜是重要的光伏封装材料,EVA粒子是核心原料。光伏胶膜用于保持太阳能电池和玻璃之间的良好粘合,避免气体、水汽的进入和液态水的积聚,从而提升组件的使用寿命。光伏胶膜原料主要包括EVA树脂(粒子),以及交联固化剂、紫外线吸收剂、抗氧剂、增塑剂等助剂材料,通过混炼塑化、流延挤出、冷却成型、收卷等工艺而成。根据福斯特公告,材料占胶膜成本约90%,其中EVA/POE粒子占材料成本约82%。常温下,光伏组件封装EVA胶膜呈现无粘性、半透明;在光伏组件层压过程中,EVA胶膜受热发生交联反应,交联剂分解产生自由基,引发EVA分子之间的结合,从而形成三维网状结构,导致EVA胶层交联固化。固化后的胶膜具有较高的透光率、粘接强度、热稳定性、气密性及耐老化性能,符合光伏电池片封装要求。

光伏胶膜生产成本拆分


资料来源:福斯特

EVA是最主流的胶膜,预计长期占据主导。光伏胶膜可分为透明EVA胶膜、白色EVA胶膜、POE(聚烯烃)胶膜、多层共挤POE胶膜,其中透明EVA胶膜、白色EVA胶膜为主流胶膜种类,2021年累计市占率接近80%。在4种胶膜材料中,透明EVA胶膜、白色EVA胶膜原料主要为EVA粒子,POE胶膜原料主要为POE粒子,多重共挤胶膜原料主要包括2/3质量分数的EVA粒子和1/3质量分数的POE粒子。POE胶膜具备抗PID性优势,但由于生产壁垒较高,目前尚未实现国产化,且POE胶膜具有良率低、相溶性差、运输过程中易滑动等性能缺陷,目前市占率较低。根据中国光伏协会《中国光伏产业发展路线图2021》,未来EVA胶膜仍将长期处于主导。

不同光伏胶膜市占率预测


资料来源:CPIA

1)透明EVA胶膜:透明EVA胶膜是一类较为传统的光伏胶膜,其特点为成本低、运用广,缺点为抗PID性能较弱(PID即电势诱导衰减,反映太阳能电池输出下降程度,抗PID是衡量光伏胶膜性能的重要指标);

2)白色EVA胶膜:白色EVA胶膜多用于单玻与双玻组件的下层封装,相比透明EVA胶膜具有更好的反射性从而提升光伏设备发电效率,白色EVA胶膜在传统单玻组件中可增益1-3W,在双玻组件中可增益7-10WPOE胶膜成本较高,抗PID性能优异,2020年市占率14%,多用于对性能要求较高的高端双玻组件;

3)多层共挤POE胶膜:多层共挤POE胶膜是一种“EVA-POE-EVA”三层结构的复合胶膜,结合了EVAPOE两种胶膜的优点,具有良好的耐候性、抗PID性、易加工性。根据海优新材招股书,目前行业采用的POE胶膜主要为单层胶膜,在应用中尚存在如下弊端:a.POE树脂本身为非极性材料,而配套使用的各类添加剂为极性材料,其相互相容性较差,导致POE胶膜中助剂析出严重而性能不稳定;b.POE胶膜表面较滑,导致电池片在组件生产过程中容易移位。在生产高效多主栅组件时使用的焊带为圆形,导致该现象更为严重;c.在光伏组件生产的层压工艺过程中,由于使用POE胶膜需要更长的层压时间,导致其生产效率明显低于使用EVA胶膜来层压;d.POE胶膜在使用过程中更容易产生气泡而导致光伏组件层压良率偏低。

多层共挤POE胶膜既具备POE材料的高阻水性和高抗PID性能,同时也具备EVA材料的双玻组件高成品率的层压工艺特性,且不受POE树脂原料供应相对短缺的影响。根据海优新材招股书,在实际使用中,多层共挤POE胶膜的抗PID性能优于单层POE胶膜,同时使用时,在生产工艺上提高了组件的生产效率及成品率。

不同种类胶膜性能对比


资料来源:公开资料

受新能源需求拉动,光伏成为EVA最大下游领域。发泡料、农用棚膜为EVA主要传统应用领域,2011年分别占比67%16%。随着新能源行业的高速发展,光伏级EVA需求呈高速增长态势。目前光伏料已成为EVA最大下游,占比由2016年的9%提升至2022年的43%,预计未来光伏级EVA需求占比将持续增长。

201120162021年我国EVA需求结构


资料来源:百川盈孚、卓创资讯

 


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