烧碱专题系列：一文读懂烧碱产业链

烧碱简介01 烧碱工艺及产业链02 烧碱供需及贸易03 期货合约草案04 01烧碱简介 1.1盐化工 ➢我国化工产业门类众多 •按是否含有碳元素，可分为有机化工和无机化工。•按原料来源，可分为石油化工、煤化工、天然气化工和盐化工。•石油化工、煤化工、天然气化工同属于能源化工。 ➢盐化工相对独立 •是无机化工的重要板块。•是指利用盐或盐卤资源，加工成烧碱、纯碱、盐酸、氯化铵、氯气、氢气等产品，并进一步深加工的化工产业。•涉及国民生活、工业生产的方方面面。 1.2烧碱 NaOH ➢烧碱（Sodium Hydroxide） •俗称苛性碱、苛性钠。•化学名称氢氧化钠，化学式NaOH。•属于八级危化品中8.2类碱性腐蚀品，呈强碱性。•有固体和液体两种形态。•固体烧碱是白色片状、粒状晶体。•液体烧碱为无色透明的NaOH水溶液，主流规格为32%、50%两种浓度。•固体和液体烧碱只是状态不同，用途基本一致。•是一种基础化工原材料，与纯碱同为“三酸两碱”中的两碱，属于盐化工产业。 1.2烧碱—折百概念 ➢折百 •概念来自于现货市场，由于烧碱浓度规格众多，为统一数据口径，使用现货折百概念。•指将液体烧碱按照实际氢氧化钠含量进行干吨折算，将水分重量剔除。•32%液碱折百换算方式：折百质量（实际氢氧化钠质量）=液碱质量×32%•50%液碱折百换算方式：折百质量（实际氢氧化钠质量）=液碱质量×50%•固碱不需折百。•之后讨论烧碱均为折百烧碱。 1.3烧碱与纯碱的关系 ➢烧碱与纯碱的关联性 •烧碱和纯碱的原料均属于盐化工产业。•烧碱与纯碱的上游原材料均为原盐，我国90%以上的原盐都用于纯碱和烧碱。其中，烧碱消耗占比约55.8%，纯碱消耗占比约38.2%。•烧碱与纯碱的产能分布具有高度重合性。烧碱集中在山东、内蒙古、新疆、江苏、浙江等地，纯碱集中在江苏、河南、青海、山东、河北、湖北等地。 ➢烧碱和纯碱价格相关性较高 •由于烧碱和纯碱的上游相同，下游也有重合，烧碱和纯碱价格的相关性较高，相关系数为0.7，走势基本趋同。 1.4烧碱的储存 ➢液碱 •罐容一般在4000～7000立方米/罐。•32%液碱使用普通碳素钢储罐，内层涂有抗腐蚀保护膜。•50%液碱储罐使用含镍不锈钢储罐，且大多具备保温装置。•根据液碱储罐的大小，企业决定自制或进行外购。•仓储费1.2～1.7元/吨/天。 ➢固碱 •多采用袋装包装。•存储在通风、干燥、清洁的库房，不得与易燃物和酸类存储。•密封阴凉状态下可保质18个月。•仓储费1～1.4元/吨/天。 1.5烧碱的运输 ➢烧碱运输 •管道运输、汽运、铁运、水运。•园区内采用管道运输，300公里内采用汽运，距离较远可采用船运或铁路运输。•32%液碱使用普通碳素钢储罐槽罐车。•50%液碱储罐需使用含镍不锈钢储罐槽罐车。（跨省运输有限制？•液碱、固碱运输车辆均需配备危险品标识和押运员。 ➢需具备危险化学品运输资质（“三证齐全”） •承运公司：危险货物道路运输许可证。•车辆：危化品运输车辆营运证。•人员：驾驶人员、押运人员上岗资格证。 1.6烧碱的行业标准 ➢烧碱行业现行国标 •由国家市场监督管理总局中国国际标准化管理委员会发布。 02 烧碱工艺及产业链 2.1烧碱的生产工艺 ➢工业法 •工业上生产烧碱的方法有苛化法和电解法两种。 •苛化法按原料不同分为纯碱苛化法和天然碱苛化法;电解法可分为隔膜电解法和离子交换膜法。 •纯碱苛化法、天然碱苛化法：将纯碱（天然碱）、石灰分别制成纯碱溶液、石灰乳，于99~101℃进行苛化反应，苛化液经澄清、蒸发浓缩制得烧碱。Na2CO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaCO3↓ •隔膜电解法：利用电解反应将氯化钠（食盐）转化为氢氧化钠和氯气。使用隔膜将电解池分隔成阳极室和阴极室，在阳极室中，氯离子（Cl-）被氧化成氯气（Cl2）并释放；而在阴极室中，水分子（H2O）被电解分解，产生氢气（H2）和氢氧化钠（NaOH）。隔膜是一种具有选择性通透性的薄膜，允许离子在电解过程中通过，但阻止了其他物质的混合。2NaCl+2H2O[电解]→2NaOH+Cl2↑+H2↑ 2.1烧碱的生产工艺 NaCl+2H₂O→2NaOH+H₂↑+Cl₂↑ ➢离子膜电解法 •用离子交换膜来分割阳极和阴极。•是目前世界主流生产工艺，我国烧碱99%以上产能采用该工艺。•整流：将高压电变为可使用的低压直流电；•盐水精制：去除各种杂质，制成饱和食盐水；•电解：生成32%液碱、氯气、氢气；•氯氢处理：处理并收集产生的氯气、氢气；•收集成品：冷却并收集产成品32%液碱。 ➢优势 •能耗低：相比隔膜电解法，电解能耗更低，降低了生产成本。•更高的纯度：离子膜的选择性通透性，可以更有效地阻止其他离子的混入。•操作灵活性：离子膜交换法操作相对简单，可以更灵活地控制生产过程和产品质量，同时减少维护和更换隔膜的频率。 2.1烧碱的生产工艺 ➢液碱蒸发、固碱生产 •液碱蒸发：32%液碱蒸发得到50%液碱。•固碱生产：50%液碱进一步蒸发，得到固碱。•蒸发的装置有单效升膜、单效旋转薄膜、双效顺流、双效逆流和三效顺流。目前国内大多采用双效顺流和三效顺流流程。双效顺流流程的特点是设备要求材质不高，造价投资相对较低，工艺易于操作控制；三效顺流流程的特点是多次利用蒸汽，蒸汽消耗较低。•32%碱生产50%碱成本约150元/吨，50%液碱生产99%片碱成本约500元/吨，32%碱直接生产片碱成本约800元/吨。•液碱与固碱仅外观形态和氢氧化钠浓度有所不同，下游应用领域相似。相比片碱，液碱氢氧化钠浓度更低，价格也更低。 2.1烧碱的生产工艺 ➢生产1吨烧碱需要 •电力2300～2400度，约占总生产成本的60%。。•原盐1.4～1.6吨，约占总生产成本的20%。 ➢生产1吨烧碱同时 •产出0.886吨氯气•工业中把氯气液化成液氯以便于运输。氯碱企业一般根据氯碱的下游市场需求决定氯碱的开工率，就地消化液氯，对外销售液碱。•产出0.025吨氢气 2.2烧碱在产业链中的位置 ➢盐化工业剖析 •行业的基石为制盐业。•行业的主体是纯碱工业和氯碱工业。•行业的未来发展方向是精细化工。 2.3烧碱产业链 2.4烧碱上游—电力行业 ➢电力 •用电价格基本保持稳定。•2021年，国际能源价格形势不容乐观,企业用电价格有所上涨。•电价存在地区差异，西北地区拥有丰富的煤炭资源，因此西北地区的用电价格普遍较华北和华东地区低。 ➢煤炭 •受去产能政策影响，南方以及东北等大部分非主产地产能在2019年底基本关停，煤炭供应缺口进一步加大，局部地区供需矛盾加剧。•2021年国内煤炭供需呈现紧平衡态势，煤炭供应压力 较大，且针对煤矿领域的安全、环保等各项政策举措进一步趋紧。在国家控制煤炭进口总量的背景下，煤炭价格明显上涨。•2023年，国内供应增加、进口煤到货量大且需求不及预期，动力煤现货价格还有一定回落空间。 2.4烧碱上游—电力行业 ➢自备电厂 •电力成本占烧碱总生产成本的60%左右，电价变动对烧碱企业的生产有重大影响。•我国西北地区由于煤炭资源丰富，拥有自备电厂的氯碱企业占比高达90%以上；华北地区次 之，占比70%左右；华东地区比重也超50%。•除了政策支持外，降低生产成本是企业自备电厂的主因。但近两年，随着煤炭价格大幅上涨，发电成本也随之走高，实际成本在0.3-0.5元/千瓦时。•随着自备电厂发电规模的增加，发电成本会降低，而小规模的自备电厂成本较高。 2.4烧碱上游—原盐行业 ➢原盐 •原盐按照盐场生产方式分为井矿盐、湖盐、海盐。•从历史数据来看，原盐价格长期稳定,全国大部分地区价格维持在200～500元/吨。•2020-2022年，受疫情、台风影响，进口盐、海盐供给下降明显，原盐价格有所上涨；2023年，原盐市场供应较为充足，需求端较为疲软，原盐价格下行。 ➢原盐产量小幅下降 •在国家双碳政策背景下，部分海盐制盐区改造为光伏产业，随着沿海/湖地区滩涂资源保护区逐渐扩大，制盐区域产量缩减。 ➢原盐表观消费量保持高位 •下游两碱持续发展带动原盐需求不断上升，原盐表观消费量持续增长。 2.4烧碱上游—原盐行业 ➢进口盐需求上涨 •沿江沿海地区便利的区位条件便利和低廉的运输费用为进口盐的需求提供了良好的条件，进口盐可以填补国内市场上的供需缺口。 •进口原盐主要来源于印度、澳大利亚、墨西哥，合计占比超过90%，且比重呈不断上升趋势，2018-2022年占比已接近99%。•印度盐进口量上涨，2022年占进口量的70%左右，未来有更多的交易机会；澳大利亚盐进口量有所下降，但仍较为稳定。•原盐进口量与国内外价差息息相关。2017年，原盐进口价远小于国内价格导致进口量同比增长87%；2021年原盐进口价与国内价格接近，进口量大大缩减；2021年11月至今，原盐进口价小于国内价格，进口量仍有较大上涨空间。 2.4烧碱上游—原盐行业 ➢原盐产量分布与烧碱产能分布 •我国盐业资源极为丰富，华北、华东、华中为主要产盐区，山东、江苏、河南、新疆、湖北等地区原盐产量长期位居前列。•原盐作为烧碱生产过程中的重要原料，烧碱产能一般会靠近原盐产区。•山东省是中国原盐产量最大的省份之一，同时也是烧碱产能最大的省份。 2.5烧碱下游 ➢主要应用行业 •第1大下游：氧化铝行业，消费占比达35%•第2大下游：造纸、化工行业，消费占比均为14%•第3大下游：印染纺织行业，消费占比13%•其余各行业较为分散，占比不足10% 2.5烧碱下游—覆盖范围广 2.5烧碱下游—氧化铝行业 ➢烧碱用于处理铝土矿 •氧化铝的生产工艺根据矿石品位的不同，分为烧结法、拜耳法以及联合法三种制备方式，高品位铝土矿采用拜耳法生产，中低品位铝土矿采用联合法或烧结法生产，烧结法的能耗大约是拜耳法的3倍。 •目前全球90%的铝业公司都在使用拜耳法生产氧化铝：铝土矿破碎后和烧碱混合制成合格原矿浆，原矿浆分解得到氢氧化铝，氢氧化铝经分离洗涤、焙烧得到氧化铝。•拜耳法中，每生产1吨氧化铝，消耗铝土矿2.1-2.7吨，煤炭0.3-0.5吨，石灰0.2-0.9吨，烧碱0.12-0.14吨，1.95吨氧化铝可生产1吨电解铝。 ➢氧化铝生产成本 •氧化铝生产成本主要包括原材料成本和制造费用。其中，原材料成本主要包括铝土矿(39.7%)、烧碱(15.6%)和能源(25%)等；制造费用主要包括人工费用、折旧及修理费用，合计占比约为19.7%。 2.5烧碱下游—氧化铝行业 ➢烧碱与氧化铝价格相关性强，相关系数0.83 •烧碱需求端中，氧化铝占35%左右；烧碱占氧化铝生产成本的16%左右；可见，氧化铝对烧碱的影响更大。•氧化铝与烧碱两者价格走势紧密相关，变化趋势基本一致。 ➢氧化铝生产影响烧碱需求的主要因素 ①生产工艺：新建和扩建的氧化铝项目多数采用拜耳法，全部使用烧碱生产，对烧碱的需求持续增加。②铝土矿品质：矿石品位下降使得对烧碱单耗提升；但近两年我国进口铝土矿数量较高，进口铝土矿单耗烧碱较低。 ③新建氧化铝：新建氧化铝在投产前，需要短期内一次性投入大量烧碱作为循环使用投产前的短期内会对当地及周边地区烧碱市场需求带来一定的利好推动。④烧碱物理形态：片碱具有运输方便、易于储存的特性，越来越受到企业青睐。在液碱价格处于相对高位的西南、华南地区，片碱替代液碱空间将会持续增加。 2.5烧碱下游—氧化铝行业 ➢铝产业链 •从产业链来看，氧化铝处于整个铝产业链的中游冶炼端。最重要的下游需求端是电解铝，生产1吨电解铝需要消耗约1.9-2吨氧化铝。•上游铝土矿来看，我国铝土矿资源禀赋不足，对外依赖度高。•中游氧化铝来看，氧化铝产能扩张对烧碱需求形成支撑。•下游需求端来说，电解铝产能天花板已定，对氧化铝的需求形成限制。 2.5烧碱下游—氧化铝行业 ➢铝土矿储量不足，对外依赖度高 •据美国地质勘探局资