一、纯碱供给分布集中,河南为生产第一大省
纯碱化学式为Na2CO3,又称苏打、碱灰、碳酸二钠盐、苏打灰,通常情况下为白色粉末,为强电解质,密度为2.532g/cm3,熔点为851°C,易溶于水和甘油,微溶于无水乙醇,难溶于丙醇,具有盐的通性,属于无机盐。
20世纪初,中国的纯碱依赖进口。为打破国外垄断,1917年范旭东创办了永利碱业公司,开始自制纯碱。永利碱业公司的侯德榜经过多年钻研,于1926年成功制备出了纯碱。1940年,侯德榜又研发出联碱制备方法,很快被全世界采用,成为三大纯碱制备工艺之一。1949年以前,中国的纯碱产能较低。解放后,中国工业发展迅速,纯碱产能提升,1957年产量突破了50万吨。随着经济的发展,下游应用需求增加,四川、浙江、湖北等省份开始建立大型纯碱工厂。70年代前后,也有部分中小型工厂开始出现,纯碱产量逐渐突破100万吨。随后,80年代产量突破300万吨,90年代突破700万吨。2003年,突破1000万吨,跃居世界第一。
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根据观研报告网发布的《中国纯碱行业发展趋势研究与未来投资分析报告(2024-2031年)》显示,近年来,我国纯碱行业持续产能过剩。《纯碱行业准入条件》曾规定纯碱行业准入规模、能耗要求,目前新增产能项目需经发改委严格审批。在政策规定下,我国纯碱产能扩张受到严格限制,行业实行等量或减量置换,2015-2022年纯碱产量增势趋弱。2020-2022年受疫情冲击、全球经济周期、下游需求放缓等的影响,纯碱产量小幅降低。2023年我国纯碱进入新的产能扩张周期,产量出现上涨。
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我国纯碱产量分布较为集中,河南、青海、山东和江苏四个省份的纯碱产量占到全国总产量的60%以上。河南是我国纯碱生产第一大省,2022年纯碱产量达到了522.41万吨,占全国纯碱总产量的17.89%。2022年青海和山东两省纯碱产量均超过了400万吨,占比16.48%、14.89%。
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从企业分布看,我国纯碱制造商主要包括金山化工、远兴能源、山东海化、和邦生物、华昌化工、双环科技等,CR4达42.73%。
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二、纯碱生产工艺主要分为两大类,天然碱法未来占比将不断提升
纯碱生产工艺主要分为合成碱法和天然碱法,而合成碱法又分为氨碱法和联碱法。目前新增产能项目多以天然碱法和联碱法为主。氨碱法生产过程中纯碱会排放出大量的废液、废渣,对环境的污染较多,因此其产能的扩张受到环保政策的限制。联碱法虽然相比之下更为环保,但其生产出来的纯碱质量稍差,品控不稳定。未来,以氨碱法、联碱法为主的中小产能装置在经济性和环保方面劣势较大,相应企业低端产能或将加速出清,天然碱法未来占比将不断提升。
纯碱生产工艺分类
工艺 | 简介 |
氨碱法 | 可生产低盐碱,硫酸盐的含量也很低,产品质量好。氨碱法主要生产原料为原盐和石灰石,通过氨盐水吸收二氧化碳得到碳酸氢钠再将碳酸氢钠煅烧,得到轻碱,转化之后得到重碱。主要原材料包括原盐、石灰石、焦炭或白煤、中间媒介氨、燃料煤(锅炉发电和生产蒸汽)等;辅助材料包括助沉剂、硫化钠、产品包装袋等,原材料采购成本约占总成本的40%-50%。氨碱法主要优点是产品质量高、可以生产低盐碱、适合大规模连续生产、副产品氨、二氧化碳循环利用,缺点在于产品单一、原盐利用率低、废液废渣污染环境等。 |
联碱法 | 工艺更加环保,副产氯化铵能有效降低纯碱成本。联碱法的主要工艺与氨碱法类似,联碱法也称候氏制碱法,1938 年在氨碱法上改进而来,其原料主要是原盐与合成氨,通过与氨厂进行“一次加盐、两次吸氨、一次碳化”联合循环生产,利用氨厂 NH3 和 CO2 同时生产出纯碱和氯化铵两种产品,氯化铵主要用作生产复肥的基础肥料。主要原材料包括原盐、二氧化碳、氨和燃料煤(锅炉发电和生产蒸汽)等,辅助材料包括助沉剂、硫化钠、产品包装袋等,原材料采购成本约占双吨总成本的 66%-75%。联碱法避免了大量废渣和废液的排放,原盐利用率大幅提升,但其纯碱盐分仅能控制在0.6%左右,硫酸盐含量也只能控制在 0.03%左右。联碱法装置几乎全部分布在中国。 |
天然碱法 | :产品质量好且成本低,但受到资源限制。是以天然碱矿为原料,其主要成分为碳酸钠和碳酸氢钠,经过溶解、过滤、蒸发、结晶、分离等即可制得纯碱。天然碱资源在全球范围内分布较为广泛,主要集中在北美、亚洲和非洲等地区。天然碱法则以物理过程为主,通过热溶、蒸发、结晶、提纯等工艺从天然碱矿或碱湖中将纯碱分离。相较合成法,天然碱法具备环保、成本低、能耗低、产品质优的特点;局限性在于依赖天然碱资源。天然碱法碳排放减少约 65%,水资源消耗减少约 76%,且无废液、几乎无废固。天然碱质量好,且生产成本较低,但受资源限制仅有部分企业能规模扩产。 |
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我国纯碱主要生产企业工艺情况
企业名称 | 氨碱法(万吨/年) | 联碱法(万吨/年) | 天然碱法(万吨/年) | 天然碱法(万吨/年) |
金山化工 | - | 640 | - | 640 |
远兴能源 | - | - | 500 | 500 |
海化集团 | 300 | - | - | 300 |
唐山三友 | 230 | - | - | 230 |
山东海天 | 150 | - | - | 150 |
昆仑碱业 | 150 | - | - | 150 |
青海发投 | 140 | - | - | 140 |
安棚碱矿 | - | - | 130 | 130 |
和邦生物 | - | 120 | - | 120 |
实联化工 | - | 120 | - | 120 |
盐湖镁业 | 120 | - | - | 120 |
双环科技 | - | 110 | - | 110 |
中国总产能 | - | - | - | 3908 |
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三、纯碱需求增多,玻璃为最大下游市场
纯碱有“化工之母”的美称,广泛应用于建材、化工、冶金、纺织、食品、国防、医药等国民经济诸多领域。
纯碱应用领域
应用领域 | 简介 |
玻璃 | 纯碱是玻璃行业的重要原料,能够提高玻璃的透明度和机械强度 |
化工 | 纯碱被用于制造合成洗涤剂、肥皂、烧碱等多种化工产品 |
冶金 | 纯碱作为助熔剂,有助于提取金属和提高冶炼效率 |
纺织和造纸 | 利用纯碱的碱性特性,进行纤维处理和纸张漂白 |
医药 | 纯碱是许多药物的重要原料之一 |
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随着我国城镇化进程的加快,传统行业房地产、汽车等行业对玻璃的需求平稳增长,日用玻璃、小苏打、玻璃容器行业需求基本保持平稳;近年来,政策对光伏/锂电行业的大力扶持,也加快了对纯碱的需求增长。根据数据,2024年1-4月份,我国纯碱表观消费量总计1199万吨,较上年同比增长29.5%。
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2023年,浮法玻璃约占纯碱下游需求的39%,光伏玻璃、玻璃包装容器均占纯碱下游需求的15%,日用玻璃占纯碱下游需求的5%。
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