锑矿需求:传统消费稳中有增,光伏用锑增量显著(20页报告)
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1、消费领域不断扩张,光伏接棒阻燃剂

近代以来锑的消费历史可大致划分为四个时期,应用场景逐步丰富。

(1)1900-1946 年:军工拉动需求。这一时期内两次世界大战刺激了锑在军工中的应用,使得锑需求出现明显顶点,战后市场则趋缓;总体来看应用领域较为局限,需求总量偏低。

(2)1947-1983 年:铅酸蓄电池拉动需求。这一时期内汽车工业的蓬勃发展带动了铅锑合金在蓄电池中的应用,但由于免维护蓄电池技术的发展,单位电池的含锑量下降,整体呈现平缓增长、小幅回落的趋势。

(3)1984-2017 年:阻燃剂拉动需求。这一时期内各国消防规范逐渐完善,锑在阻燃剂中的应用大幅提升了其消费总量,阻燃剂成为锑的主要应用场景。

(4)2018 年至未来:能源属性拉动需求。现阶段锑需求仍以阻燃剂为主,但随着光伏发电进入平价时代,其在光伏玻璃中的应用有望带来较大需求增量。

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锑的下游需求主要分布在阻燃剂、铅酸电池、聚酯催化及玻璃陶瓷等领域,不同国家和地区占比略有不同但均以阻燃剂为其主要应用场景。根据我们测算,2023年全球锑消费中,阻燃剂占比46%,光伏玻璃、铅酸电池、聚酯催化分别占比24%、14%、11%;在2023 年美国市场消费中,阻燃剂占比为35%,铅酸电池、军工等金属制品占比为43%,玻璃陶瓷及其他非金属制品占比为22%。

2、阻燃剂锑需求占比预计下降

阻燃剂,又称难燃剂、耐火剂或防火剂,是一类以物理方式或化学方式在固相、液相或气相中发挥作用,在燃烧过程的某个特定阶段如加热、分解、引燃或火焰的扩张阶段抑制甚至中断燃烧过程,从而赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂。

阻燃剂市场需求逐步增长,终端应用领域广泛。在各类合成高分子材料助剂中,阻燃剂仅次于增塑剂而居第二位。2020 年全球阻燃剂需求量为290.4 万吨,预计在2027 年将达到359 万吨,年均复合增长率为3.08%。在阻燃剂的直接下游应用领域中,塑料约占80%,橡胶约占10%,纺织品约占5%,涂料约占3%,纸张、木材及其他约占2%。终端应用广泛,包括家居用品、纺织服装、建筑材料、电子电器、交通工具和通信工程等领域。

阻燃剂产品类型多样,组成元素影响阻燃特性。阻燃技术主要分为添加型与反应型两种方式。相较于反应型阻燃剂,添加型阻燃剂加工方便、使用范围比较广,其用量约占全部阻燃剂的85%左右。根据组成元素的不同,添加型阻燃剂可分为卤系阻燃剂(有机氯化物和有机溴化物)、磷系阻燃剂(赤磷、磷酸酯及卤代磷酸酯等)、无机阻燃剂(氢氧化铝、氢氧化镁、锑系阻燃剂等)、其它阻燃剂(有机硅系阻燃剂、氮系阻燃剂)等。反应型阻燃剂多为含反应性官能团的有机卤和有机磷的单体。

全球阻燃剂市场结构中无机氢氧化铝阻燃剂份额最大,占比31%,有机阻燃剂中磷氮系和溴系分别占比18%和14%,锑系占比5%。

锑系阻燃剂通常作为卤系阻燃剂的协效剂复配使用,具有添加量少、阻燃效果显著、与材料相容性好等优势。锑系阻燃剂以锑的氧化物为主。其单独使用时阻燃效率低,但作为卤系阻燃剂的协效剂使用时可大大提高阻燃效率。通常认为其阻燃机理为卤-锑复合阻燃剂在固相中发生反应,生成挥发性的三卤化锑,作为气相燃烧反应中羟基和氢的自由基捕捉剂,降低自由基的浓度并终止燃烧链。

传统卤系阻燃剂的主要缺点在于环保性较差,部分产品燃烧后会释放出有毒、腐蚀性的气体,且多数在自然环境中不易分解。近年来欧美和日本等国家和地区颁布了以《RoHS》指令为代表的系列法律法规,对多溴联苯、五溴二苯醚、八溴二苯醚等产品进行限制和禁用。《关于化学品注册、评估、许可和限制法案》(简称“REACH”)是欧盟关于进入欧盟市场的所有化学品强制要求注册、评估和许可并实施安全监控的法案,于2007 年6 月生效,并由欧洲化学品管理局(ECHA)负责管理其实施情况。目前十溴二苯醚(DBDPO)、六溴环十二烷(HBCD)已被限制使用。

环保型卤系阻燃剂成为传统卤系阻燃剂的良好替代品,符合相关法律法规监管要求。已被实验证明燃烧时不会产生多溴代二苯并二噁英和多溴代二苯并呋喃的卤系阻燃剂,如十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂和溴化聚苯乙烯等溴系阻燃剂已部分取代传统的溴系阻燃剂在许多高分子材料中得到了广泛的应用,将会成为溴系阻燃剂的主力军。这些新一代环保型溴系阻燃剂往往除保留传统溴系阻燃剂阻燃效率高、经济效益好等优势外,还具有光稳定性和热稳定性等良好的机械物理和化学性质,综合性能更加优异。以苏利股份生产的十溴二苯乙烷为例,该产品符合最新欧盟ROHS 指令的环保要求并通过欧盟REACH 注册。

5G 新基建带来新机遇,高端材料使用溴-锑阻燃体系。溴系阻燃剂由于其优秀的成本/效率比,适合高端材料的阻燃需求。根据工信部《通信业统计公报》,截至2022 年底,全国5G 基站为231.2 万个,全年新建5G 基站88.7 万个,占移动基站总数的21.3%,同比提升7pct。预计5G 宏基站建设或于2023 年达峰,新建约90 万站,之后增速放缓;而5G 小基站建设略微滞后,或于2024 年达峰,当年新建约200 万站。5G 基站建设将给供应链上游新材料产业带来机遇,例如5G 使用的高频PCB 电路板以及光纤光缆均有阻燃等级要求,其中高端部分使用十溴二苯乙烷等溴系阻燃剂,将带动溴系、锑系阻燃剂需求。

复配体系有望拓展锑化物除卤-锑阻燃体系之外的应用领域,进一步提升锑系阻燃剂需求。锑系协效剂的研究与应用趋势主要有超细化、复配阻燃与表面改性。

经过研究发现,三氧化二锑复配阻燃体系皆可显著提高阻燃效率和热稳定性,同时较好保持被阻燃材料本身的物理性能。除协同溴系阻燃剂在PBT、PA66、PET等工程塑料的应用外,三氧化二锑与氢氧化铝、硼酸锌、氟硼酸盐等进行复配用于MVQ,可以降低发烟量;复配氢氧化铝可用于PVC。针对膨胀型阻燃剂及次膦酸盐阻燃剂添加量较大的缺点,加入纳米级三氧化二锑亦是行之有效的技术途径之一,例如纳米级三氧化二锑复配次膦酸铝用于PHBV/PBAT 共混物等。

3、光伏玻璃成为新需求增长点,锑增加新能源属性

光伏玻璃是光伏组件的封装材料之一,其作用为保护电池片免受水分和气体氧化及锈蚀电极。为尽可能地提高发电效率,光伏玻璃必须具有低铁、高透光率的特点,采用压延成型的工艺方式,并在生产过程中向玻璃液中加入澄清剂。澄清剂是一种在高温下通过自身分解放出气体,从而促使玻璃液中气泡排出的物质。根据作用机理不同,可将澄清剂分为三类:变价氧化物类澄清剂,硫酸盐、硒酸盐、碲酸盐类澄清剂,卤化物类澄清剂。

锑是光伏玻璃澄清剂中绕不开的元素。生产光伏超白玻璃常用的澄清剂是三氧化二锑与硝酸钠复配或是复合澄清剂焦锑酸钠。其中焦锑酸钠的澄清温度范围更宽,且不必经过由低价到高价的转变,就能直接分解放出氧气;同时砷、铅的含量低于三氧化二锑,是一种优良的玻璃澄清剂,可以取代三氧化二锑与硝酸钠。其用量一般为配合料质量的0.2%-0.3%。

焦锑酸钠占光伏玻璃成本较低,光伏玻璃对锑价敏感度低。光伏玻璃成本中,原材料、燃料占比最高,均约41%;而在以焦锑酸钠为澄清剂的光伏玻璃原材料成本中,以石英砂和重碱为主,占比分别为40.5%、35.8%,焦锑酸钠成本仅占9.9%。

因此焦锑酸钠成本在光伏玻璃生产成本中占比不到5%,而玻璃在单玻和双玻组件中的成本占比分别约14%和19%,焦锑酸钠在终端组件成本中不足1%。

全球光伏装机高速增长。根据CPIA,2023 年全球光伏新增装机量为390GW,同比+69.6%;参考电新组的预测,2024-2026 年全球光伏新增装机量分别为500/615/738GW,有望显著带动光伏玻璃需求。

双玻组件渗透率逐步提高,光伏玻璃需求增速高于装机增速。双玻组件采取背玻璃代替背板进行组件封装,使得双面发电组件成为可能,并由于玻璃具有良好的耐候性,一定程度上提高了组件的可靠性。随着下游应用端对于双面发电组件发电增益的认可,双面组件增速较快,远超单面组件,成为市场主流,根据 CPIA统计,2021-2023 年双玻组价渗透率分别为 37.45%、40.47%、67.00%,预计未来单/双面组件市场占有率将趋于稳定。

光伏玻璃锑需求量预计保持高速增长。假设光伏玻璃中焦锑酸钠的添加比例为0.25%,测算可得2021-2026 年光伏用锑需求将由1.6 万吨提升至6.8 万吨,年均复合增长率达34%。

4、铅酸电池需求预计稳定,军工/半导体应用未来可期

锑在铅酸电池中主要应用于阳极板栅。铅酸电池是指电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。按照应用领域,铅酸电池可分为动力电池、启动电池、储能电池和备用电池;其中启动电池和动力电池市场规模最大,占比合计超过70%。

锑化物半导体材料在激光器、传感器等军民领域应用前景广阔。锑化物半导体材料是指含有锑元素的III-V 族化合物材料,与衬底匹配的InGaAsSb、AlGaAsSb禁带宽度可在较宽范围内调节,其发光波长覆盖范围可从1.7 微米延展到4.5 微米光谱区间,是制备中红外半导体激光器的首选材料。对锑化物激光器的研究始于上世纪七十年代,目前已取得较大进展,正逐步应用到现代化的光电器件中。在军工领域中,主要用于导弹制造,例如红外空空导弹;在民用领域中,可应用在仪器仪表、医疗影像、工业检测、辅助驾驶、安防监控等方面。

Phlux Technology 公司研发全球首个锑基激光雷达传感器芯片。据公司介绍,该锑基传感器相比硅基传感器,灵敏度提升10 倍,探测范围扩大50%;此外,其设计降低了激光雷达传感器的制造成本,使其可用于大众市场。锑基传感器或将应用于自动驾驶、机器人、激光雷达、卫星和量子通信等领域。2022 年12 月,该公司由Octopus Ventures 公司领投,获得400 万英镑融资。

5、关注锑-钙液态金属电池产业化进程

持续关注锑-钙液态金属电池产业化进程。美国液态金属电池公司Ambri 致力于改变全球的电力储存解决方案,公司表示,其基于钙和锑电极的电池比锂电池更具经济性,未来锑-钙电池的生产总成本将比锂电池低30%-50%;此外该液态金属电池避免了导致容量衰减的常见退化机制,具有高续航、高耐热、不易燃等特性。2023 年7 月Ambri 公司已与Xcel Energy 达成合作协议,将在2024 年首次部署300kWh 的液态金属电池系统