【行业洞察】锂电池热潮下的NMP市场:产能过剩与回收液崛起的双刃剑

2024-11-29




■ 作者 中国化工信息中心咨询事业部  韩东


背景简述

N-甲基吡咯烷酮(NMP)是一种非质子溶剂,具有极性强、沸点高、粘度低、挥发性低、热稳定性与化学稳定性强等优点,作为溶剂广泛应用于锂电池制造、电子化学品清洗、聚合物合成与加工、绝缘漆制备等众多领域。

按照来源不同,NMP可以分为合成NMP和回收NMP两大类。合成NMP是指由化学合成方式制得的新产品,由γ-丁内酯(GBL)与一甲胺缩合制NMP是目前工业化生产的合成路线;回收NMP是指作为溶剂使用的NMP经过回收、精制之后的循环利用产品。


在合成NMP中,绝大部分生产企业采用1,4-丁二醇(BDO)脱氢制GBL,再氨化缩合制NMP的路线,全球仅三菱化学采用顺酐加氢制GBL,再氨化缩合制NMP。回收利用NMP主要分为两种模式,一种是NMP用户自行回收利用,形成内循环,另一种是委托生产厂家精制,或购买厂家精制后的NMP产品。在NMP生产企业中,既有专营合成产品或回收产品的,也有兼具合成和回收能力的企业。



01

2022年以来我国NMP迎来新建扩建潮,未来几年产能增长将明显放缓


2021年,国内锂电池行业进入高速增长期,带动NMP需求显著增加,NMP行业迎来投资热潮。从2022年开始,国内涌现大量的NMP新建和扩建项目,NMP行业进入为期三年的扩能高峰期。截至2024年7月,我国合成和回收NMP产能分别达104.2万吨/年和235万吨/年,NMP供应过剩的局面愈演愈烈。近几年,大量锂电池电芯厂建成投产带动合成NMP产能持续增加,2018-2023年年均增速为19.5%,在经历了2021年和2022年的高开工率后,2023年我国合成NMP开工率跌至67%,需求增长乏力和行业利润持续萎缩导致企业开工意愿不足;而随着市场上NMP存量的持续增加和电芯厂对NMP废液精制提纯需求的不断增长,我国回收NMP产能快速增长,2018-2023年年均增速高达61.4%。


据不完全统计,截至2024年7月我国共有近30家NMP生产企业,分布在14个省29个市,其中大部分分布在东南沿海或近海省份,少数分布在西北、西南和中部地区,整体分布较为分散。在目前的NMP生产企业中,我国共有约18家合成NMP企业,其中11家同时具备回收加工能力,代表性企业有长信化学、中润新材、滨州裕能、晶瑞新能源、新迈奇等。仅经营NMP回收加工业务的企业约10家,大部分为宁德时代、比亚迪等锂电池生产企业提供NMP废液的精制提纯业务,代表性企业有福建溥泉、福建格林韦尔、航天国华等。


预计到2024年底,随着大量NMP在建项目陆续投产,我国合成和回收NMP产能将分别达114万吨/年和249万吨/年。2025-2028年,在国内NMP产能过剩和行业盈利不佳的预期下,大部分拟建和环评公示项目将不会如期投产,在不考虑关停和退出的情况下,我国NMP产能增长将明显放缓,或不会继续增加,同时合成NMP装置开工率将会维持低位。


02

锂电池带动NMP消费爆发式增长,未来需求增长将主要由回收液满足


2021年以来,我国锂电池终端市场超预期增长,动力和储能电池需求猛增,带动锂电池出货量大幅增长,NMP消费迎来大爆发,2021年和2022年消费增速分别高达100.8%和95.6%。2023年,我国NMP消费量为133.4万吨,同比增长40.1%,增速较上年明显下滑。


在NMP的众多下游应用中,锂电池是NMP最主要的应用领域,也是NMP需求快速增长的主要驱动力。NMP在锂电池领域主要用于正极浆料的配制,在配料阶段用于溶解正极粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF),并将浆料稀释至合适的涂布粘度。此外,NMP还可以用作碳纳米管(CNT)导电浆料的溶剂。


2021年,我国新能源汽车产销量强势增长,带动当年动力电池出货量猛增182.5%,锂电池领域NMP消费量大幅提高至40.3万吨,同比增长139.5%。2022年,我国新能源汽车延续良好发展势头,产销量均接近翻番,动力电池出货量随之大涨112.4%;此外,随着风电、光伏等新能源大规模建设,一批新能源配建的电化学储能项目在2022年底集中投产,锂电池储能新增规模较上年提高220.7%,带动储能电池出货量同比增长172.5%,在动力和储能电池出货量均大幅增长的情况下,锂电池领域NMP消费量飙升至86.2万吨,同比增长113.9%。2023年,锂电池领域NMP消费量为123.6万吨,受锂电池出货量增长放缓影响,该领域NMP消费增速下滑至43.4%。在经历了3年的高速增长后,锂电池领域NMP的消费占比提高至92.6%。


NMP还广泛应用在电子化学品清洗、聚合物合成与加工、绝缘漆制备等领域。在电子化学品领域可用作光刻胶脱除液、半导体显示面板清洗剂;在聚合物合成与加工中可作为对位芳纶、聚苯硫醚(PPS)和聚酰亚胺(PI)等特种聚合物的反应溶剂;在绝缘漆领域可用于聚酰胺酰亚胺(PAI)漆的反应和稀释溶剂;在石油化工领域,可用作天然气制乙炔过程中乙炔提浓的溶剂,可用于蒸汽裂解制乙烯副产物C4馏分中丁二烯及C5馏分中异戊二烯的抽提等;此外还可用于医药、农药、颜料及染料等精细化学品的生产。



未来5年,我国NMP需求仍将保持较快增长。预计到2028年,我国NMP需求量将达到280.2万吨。在锂电池出货量继续保持较快增长的带动下,锂电池领域NMP需求将保持快速增长,2023-2028年年均增长率为16.6%,但该领域NMP产品的消费将出现明显变化,在NMP存量继续增加的情况下, NMP需求增长将主要由回收液满足,新液仅保持较低的增长速度;在半导体器件、传感器及集成电路等下游市场的带动下,电子化学品领域NMP需求将持续增长,而在高性能纤维、特种工程塑料进口替代进程加速、下游应用进一步拓展的带动下,聚合物溶剂领域NMP需求将较快增长。


03

NMP供应过剩局面短期难以缓解,企业盈利不佳甚至亏损的情况仍将延续


NMP在锂电池领域的损失率较小,绝大部分NMP可实现回收利用,因此锂电池领域NMP的存量会不断增加,而NMP新液的需求增长主要来源于新建锂电池电芯厂的“填库”需求,未来如果电芯厂扩建速度放缓,合成NMP的需求增长也将随之放缓,合成装置开工率会不断下降。2023-2024年大量NMP项目建成投产,导致国内NMP供应大幅增加,尽管下游需求仍保持较快增长,但随着NMP存量的不断累积,NMP新液的需求将明显放缓,回收液的需求将保持较快增长,从目前的产能情况来看,行业供应过剩的局面短期内难以缓解。


2021年受NMP下游需求旺盛和上游原料BDO供应不足的影响,合成NMP的价格不断上涨,均价达到了约36000元/吨,下半年价格一度接近50000元/吨,叠加NMP整体供应紧张推动回收NMP价格一同上涨,NMP企业利润持续改善。2022年下半年开始,NMP终端需求回落,价格进入下行通道,年底价格已跌至约21000元/吨。2023年,大量新增装置投产导致供应过剩,市场竞争加剧,同时主要原材料BDO价格不断下跌,NMP价格单边下行至年底的12500元/吨。未来在市场竞争进一步加剧和原料供应充足的预期下,NMP价格难有明显提升,企业盈利不佳甚至亏损的情况仍将延续。



化信观点


在供应过剩和竞争加剧的局面下,企业应当谨慎新建和扩建NMP项目,避免对国内NMP供需格局造成进一步冲击。现有生产企业应进一步优化生产工艺流程、降低装置能耗物耗,通过提高成本控制能力和开发针对半导体领域的高附加值超纯NMP产品改善企业盈利状况,并关注国内和海外新建的锂电池电芯厂,提前进行市场开发和布局。


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