新能源碳酸二甲酯產(chǎn)業(yè)研究報告

新能源碳酸二甲酯產(chǎn)業(yè)研究報告導(dǎo)語碳酸二甲酯簡稱DMC，是重要的有機合成中間體和溶劑?？蓮V泛用于羰基化、甲基化、甲氧基化和羰基甲基化等有機合成反應(yīng)，具有多種反應(yīng)性能，具有使用安全、方便、污染少、容易運輸?shù)忍攸c，是一種低毒、環(huán)保性能優(yōu)異、用途廣泛的化工原料碳酸二甲酯是什么？碳酸二甲酯簡稱DMC，是重要的有機合成中間體和溶劑?；瘜W(xué)式為C3H6O3，分子結(jié)構(gòu)中含有羰基（-CO-）、甲基（CH3-）、甲氧基（CH3O-）和羰基甲氧基（CH3O-CO-）等官能團，可廣泛用于羰基化、甲基化、甲氧基化和羰基甲基化等有機合成反應(yīng)，具有多種反應(yīng)性能，具有使用安全、方便、污染少、容易運輸?shù)忍攸c，是一種低毒、環(huán)保性能優(yōu)異、用途廣泛的化工原料。作為化工中間體，DMC可以代替光氣作羰基化劑、代替硫酸二甲酯（DMS）作甲基化劑，用以生產(chǎn)聚碳酸酯、異氰酸酯、聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯二醇等多種化工產(chǎn)品，下游涵蓋塑料、農(nóng)藥、醫(yī)藥等行業(yè)。此外，DMC還可以作為低毒優(yōu)良溶劑和潛在的汽油添加劑，終端涵蓋汽車、儲能等領(lǐng)域。

碳酸二甲酯的用途代替光氣作羰基化劑：相比而言，光氣具有反應(yīng)活性高的優(yōu)勢，但光氣本身具有劇毒并具有高腐蝕性，因此面臨巨大的環(huán)保壓力，在環(huán)保政策壓力日益加大的背景下，光氣做羰基化劑面臨較大限制。DMC具有類似的親核反應(yīng)中心（當(dāng)它的羰基受到親核進攻時，酰氧鍵斷裂，形成羰基化合物，副產(chǎn)物為甲醇），因此DMC可以代替光氣成為一種安全的反應(yīng)試劑合成碳酸衍生物，如氨基甲酸酯農(nóng)藥、聚碳酸酯（PC）、異氰酸酯（MDI、TDI等），其中聚碳酸酯（PC）是未來DMC需求量最大的領(lǐng)域。代替硫酸二甲酯（DMS）作甲基化劑：硫酸二甲酯與光氣比較類似，也有很大的毒性，副產(chǎn)物硫酸污染較大。DMC的甲基碳受到親核進攻時，烷氧鍵斷裂，生產(chǎn)甲基化產(chǎn)物，效果與DMS類似但反應(yīng)收率更高、工藝更簡單。主要用途包括合成有機中間體、醫(yī)藥產(chǎn)品、農(nóng)藥產(chǎn)品等。

作為低毒優(yōu)良溶劑：DMC具有優(yōu)良的溶解性，熔沸點范圍窄，在4℃~93℃之間，表面張力大，粘度低，同時具有較高的蒸發(fā)溫度和較快的蒸發(fā)速度，因此可以作為低毒溶劑用于涂料工業(yè)和醫(yī)藥行業(yè)。DMC還具有閃點高、蒸汽壓低和空氣中爆炸下限高等特點，因此是集清潔性和安全性于一身的綠色溶劑。

潛在的汽油添加劑：DMC分子中氧含量高，達53%，還能夠較大幅度的提高辛烷值作用，并且具有無相分離、低毒和快速生物降解性等性質(zhì)。汽油達到同等氧含量時使用DMC的量要遠小于使用甲基叔丁基醚（MTBE）的量，從而降低了汽車尾氣中碳氫化合物、一氧化碳和甲醛的排放總量。此外還克服了常用汽油添加劑易溶于水、污染地下水源的缺點，因此DMC將成為替代MTBE最有潛力的汽油添加劑之一。

下游應(yīng)用：國內(nèi)外存差異，國內(nèi)新興領(lǐng)域占比快速提升國外DMC裝置大多配套下游的PC或者電解液生產(chǎn)，PC應(yīng)用占到65%左右。

國內(nèi)來看，近年來我國DMC下游消費結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯變化，2017年油漆、涂料、粘膠劑約占DMC消費總量的50%以上，近年來隨著新能源汽車的快速發(fā)展和PC國產(chǎn)化的持續(xù)推進，相關(guān)應(yīng)用極大地帶動了對DMC的需求。2020年我國DMC表觀消費量為42萬噸，電解液溶劑及聚碳酸酯（PC）合計約占我國DMC消費量的近70%。未來看，下游消費結(jié)構(gòu)中電解液溶劑和PC占比或?qū)⒊掷m(xù)擴大。需求增長點一：新能源車快速發(fā)展，動力鋰電池需求大幅增長。鋰離子電池是目前新能源汽車使用最廣泛的動力來源，由正極材料、負極材料、隔膜和電解液組成。按下游應(yīng)用領(lǐng)域的不同可將鋰電池分為動力鋰電池、消費鋰電池和儲能鋰電池，目前消費鋰電池需求趨于飽和，動力鋰電池為鋰電池下游最大應(yīng)用領(lǐng)域，2020年我國動力鋰電池出貨量為80Gwh，占鋰電池總出貨量的55.9%。未來隨著我國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以新能源車為代表的電動車產(chǎn)業(yè)逐漸成為鋰電池的大需求產(chǎn)業(yè)，動力鋰電池將成為鋰電池需求增長的集中領(lǐng)域。

電池級DMC性能優(yōu)越，可作為優(yōu)良的電解液溶劑。新能源車快速發(fā)展帶動鋰電池需求增長的同時也充分拉動了鋰電池電解液的市場需求。電解液作為離子傳輸?shù)妮d體，可為鋰電池中鋰離子提供自由脫嵌的環(huán)境，在正負極之間起到傳導(dǎo)鋰離子的作用。其中，電池級DMC溶劑因氣味小、溶解能力強，對鋰電池的電導(dǎo)率提升效果好，低溫充放電性能佳，且制作成本低廉，是電解液中使用最為廣泛的有機溶劑。需求增長點二：聚碳酸酯（PC）生產(chǎn)技術(shù)分為光氣法和非光氣法兩大類，光氣法使用光氣作為生產(chǎn)原料，主要的技術(shù)路線有溶液光氣法（已淘汰）和界面縮聚光氣法。相比于光氣法，非光氣法在生產(chǎn)過程中不使用光氣等有害物質(zhì)，技術(shù)路線包括傳統(tǒng)熔融酯交換縮聚法和非光氣熔融酯交換縮聚法。非光氣法使用碳酸二甲酯（DMC）通過酯交換反應(yīng)制成碳酸二苯酯（DPC），后通過縮聚反應(yīng)生產(chǎn)PC，生產(chǎn)過程中不使用光氣，能夠保證綠色安全無污染，未來我國新投產(chǎn)的產(chǎn)能也以非光氣法為主。PC下游主要應(yīng)用于電子電器、建筑和汽車領(lǐng)域。聚碳酸酯（PC）是五大通用工程塑料中唯一具有良好透明性的熱塑性工程塑料，也是近年來增長速度最快的通用工程塑料，其可見光的透過率可達90%。PC以抗沖擊強度高著稱，具有突出的韌性、優(yōu)異的電絕緣性、寬廣的使用溫度范圍和尺寸穩(wěn)定性。PC及其合金廣泛用于電子電氣、建筑材料、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。其中我國電子電氣占到PC下游應(yīng)用的45.0%，板材/片材/薄膜與汽車行業(yè)分別占據(jù)19.0%與16.0%，為PC主要的應(yīng)用領(lǐng)域。

供給端：電池級DMC壁壘高企，國內(nèi)聚焦低成本生產(chǎn)路線國內(nèi)DMC產(chǎn)能占據(jù)較大份額，新增產(chǎn)能以酯交換法和甲醇氧化羰基化法為主。據(jù)立木資訊數(shù)據(jù)，2019年全球DMC產(chǎn)能為107.2萬噸/年，中國的產(chǎn)能為70.5萬噸/年，占全球產(chǎn)能的比例近66%，占據(jù)了較大的市場份額。從國內(nèi)企業(yè)來看，2020年我國DMC產(chǎn)能增至98.6萬噸/年，浙石化擁有20萬噸/年的DMC生產(chǎn)能力，占國內(nèi)總產(chǎn)能的比例為20.3%，石大勝華為國內(nèi)生產(chǎn)DMC的龍頭企業(yè)，其2020年DMC產(chǎn)能為12.5萬噸/年，產(chǎn)能占比12.7%。從擴產(chǎn)情況來看，2021-2022年我國DMC新增產(chǎn)能為106.5萬噸/年，其中以酯交換法和甲醇氧化羰基化法為主，酯交換法新增產(chǎn)能為42.5萬噸/年，甲醇氧化羰基化法新增產(chǎn)能為55萬噸/年。電池級DMC壁壘較高，國內(nèi)少數(shù)企業(yè)可生產(chǎn)

DMC按純度劃分為工業(yè)級和電池級，電池級DMC進入壁壘較高。工業(yè)級DMC主要用作汽油添加劑、生產(chǎn)工程塑料PC等，電池級DMC是主要的鋰電池電解液溶劑。工業(yè)級DMC是從DMC-甲醇共沸物中分離得到，純度一般為99.5%，含有少量水分、低碳鏈脂肪醇和低碳鏈烴類等雜質(zhì)，電池級DMC是在此基礎(chǔ)上對工業(yè)級DMC進一步精餾提純得到，使其純度達到99.999%以上，才可滿足鋰電池電解液的要求。電池級DMC的生產(chǎn)提純難度大，且需要通過下游用戶的復(fù)雜驗證程