从生物基PA56延拓品类,产能扩张强化成长预期。
聚酰胺俗称尼龙,是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称,可由二元酸与 二元胺缩聚得到(由含 n 个碳原子的二元酸与含 m 个碳原子的二元胺缩聚得到的聚酰胺 可以表示为 PAnm),也可由内酰胺开环聚合制得。 聚酰胺市场下游主要为纺织、工程塑料两大领域,需求量稳健增长。据凯赛生物 2021 年 年报,现有的聚酰胺市场约有 800 万吨市场规模。
聚酰胺品种繁多,其中以聚酰胺 6 和聚酰胺 66 用量较多。聚酰胺 66 是由己二酸与己二胺 通过缩聚反应形成的一种半透明或不透明的乳白色合成树脂,是最重要的双单体聚酰胺, 机械强度较高,具有耐磨、抗震、耐腐蚀等特性,广泛应用在化纤和工程塑料两大行业, 目前在电子电器与汽车轻量化方面均有所应用。 据华经产业研究院数据,2021 年国内聚酰胺 66 产能为 55.5 万吨/年,此前产能增速较低。 据百川盈孚数据,截至 22 年 10 月,国内聚酰胺 66 产能已经增长至 70 万吨/年。虽然聚 酰胺 66 产能持续扩张中,但目前国内产量仍无法满足需求,我们据百川盈孚数据计算, 截至 22 年 9 月,国内聚酰胺 66 进口依存度为 17.79%。
2022 年以前,PA66 关键原料己二腈限制国内 PA66 生产。目前工业上生产己二腈主要有 三种技术路线:丙烯腈电解法、己二酸氨法、丁二烯氰化法,其中丁二烯直接氰化法工艺 路线段,投资少、原料成本低、污染小、产品收率高、质量好。根据中国化工信息周刊统 计,2021 年全球仅有英威达(Invista)、奥升德(Ascend)、巴斯夫(BASF)、旭化成(Asahi Kasei)等可以规模化生产己二腈,其中只有英威达和巴斯夫具备丁二烯法生产己二腈的能 力,因此我国使用所需己二腈仍然依赖进口,成本较高,制约了我国己二胺及聚酰胺 66 产业的发展。2022 年 8 月,我国己二腈国产首套装置投产,己二腈国产化加速,将为聚 酰胺 66 提供稳定原材料。
PA66 产能提升,下游需求将释放。己二腈与 PA66 的投入产出比接近 1:2,目前隆华、华 鲁恒升、荣盛、福化古雷、中化扬农瑞泰等纷纷入局 PA66,聚酰胺 66 产能大幅提升,已 知在建产能达 477.5 万吨。当 PA66 供应有保障且稳定至合理价格后,PA66 材料本身的 应用价值将更加显现,从而使得 PA66 的应用更为广泛,下游需求将释放,其市场规模有 望增长。
生物基戊二胺可与二元酸合成系列聚酰胺 5X,是生物基聚酰胺产业化的基础。戊二胺分 子式为 C5H14N2,相较于己二胺化学结构少一个 CH2,是重要的碳五平台化合物,也是聚 酰胺的原料。公司的戊二胺主要用来自用,即与不同碳数的二元酸合成性能各异的聚酰胺。 如与己二酸聚合而成的 PA56,吸湿排汗性优于目前所有的尼龙;而与对苯二甲酸聚合的 PA5T,即是一种耐高温尼龙,具有高耐磨性,强度和熔点大幅度增加。除了可以作为聚 酰胺的原料外,生物基聚酰胺还可以生产异氰酸酯 PDI、环氧固化剂等产品,下游应用市 场广阔。

公司不断迭代戊二胺生产技术,降本增效。公司在戊二胺第一代技术中,以玉米淀粉为原 料,水解发酵得到赖氨酸,再使用酶活性高的菌株对其脱羧,得到戊二胺。第二代技术中, 仍使用玉米淀粉为原料,但开发出了戊二胺高耐受的菌株,跳过赖氨酸生产环节,直接水 解发酵葡萄糖,实现一步法生产戊二胺,提高产量和转化率、降低生产成本。戊二胺第三 代技术,公司在第三代戊二胺发酵工艺的基础上,开发了对应的提取纯化技术。目前第三 代技术处于实验室阶段,产业化后有望大幅降低原料及生产成本。
公司加快推动戊二胺产能提升,为公司聚酰胺生产建立良好基础。公司年产 5 万吨生物基 戊二胺生产线已经于 2021 年中投产,生产的戊二胺目前阶段以内部使用为主,作为公司 生物基聚酰胺生产单体,部分提供给下游客户进行应用开发。目前公司年产 50 万吨生物 基戊二胺项目正在建设中,预计 2023 年投产,计划其中 5 万吨外售,主要用于异氰酸酯 等领域,45 万吨自用生产系列生物基聚酰胺。
公司生物基 PA5X 性能特异,不仅可以对标 PA6X,并可在以塑代钢等领域有新应用。目 前公司开发了一系列生物基聚酰胺,如聚酰胺盐、PA56、PA510、PA513、共聚聚酰胺等。 基于生物基戊二胺的 PA5X,相比基于己二胺的 6X 系列尼龙,具有成本优势、应用优势 与环保优势,在多个应用领域更具潜力。
3.1、PA66国产化后,PA56成本优势仍在
1)PA56 与 PA66 在原材料成本上可竞争,且相对 PA66 使用成本优势。原材料方面,我 们按照 2022 年 1 至 9 月的原材料价格进行计算,公司 PA56 与丁二烯法 PA66 在原材料 成本上可竞争。经测算,公司 PA56 原材料成本为 18,212 元/吨,高于化学法 148 元,减 去副产品营收后为 15,917 元/吨;高于化学法 1,104 元/吨,总体来看生物法原材料成本具 备竞争性。且凯赛目前正在研发利用国际低成本的农作物作为工业原料,届时原材料成本 将显著下降,形成优势。 PA56 相对 PA66 还具有使用成本优势。一是尼龙 56 有望实现熔体直纺,相比尼龙 6 与 尼龙 66 的切片纺的成本会有很大节约,公司通过熔体直纺可显著降低成本,提高毛利; 二是尼龙 56 在染色性方面性能突出,染料上色率高,残留量低,这将降低污水处理成本。
2)PA56 在纺织领域有显著的应用优势。PA56 具备聚酰胺基本的强度高、耐磨性好等特 点。与 PA66 相比,PA56 具有吸湿性好、氧指数高、低温染色性等特点,尼龙 56 饱和吸 水率达 14%,尼龙 66 和尼龙 6 的饱和吸水率分别是 8%及 10%,高吸湿性提高了吸湿排 汗性能和舒适度,减少了静电,扩展了功能性。 凯赛面向纺织领域推出了自有纺织材料“泰纶®”,可广泛应用于服装、箱包、地毯、工装、 帐篷等诸多纺织类下游产业。“泰纶®”亦被评选为 2017 年中国国际纺织纱线(春夏)展览 会“最受关注纤维产品”,并连续两年入选“中国纤维流行趋势”。
3.2、工程塑料领域:生物基聚酰胺性能独特,市场潜力巨大
PA66 国内产能提升后,原本被价格压制的下游需求释放,高性能聚酰胺下游应用市场有 望扩大。而公司的 PA5X 系列,原材料为奇数碳戊二胺,具有良好的流动性,可以实现一 步法生产,相对于传统己二胺系列尼龙具有低成本、高竞争力的明显优势,借 PA66 国产 化东风更容易被市场所认知。 工程材料领域,ECOPENT®(包括 E-2260、E-1273、E-3300、E-6300 等)是凯赛推出 的子品牌,提供针对工程塑料改性所需的、不同性能指标的半生物基或全生物基聚酰胺原 材料,ECOPENT®系列产品包括通用型聚酰胺、高温聚酰胺、长链聚酰胺、透明聚酰胺 等,其阻燃、抗冲击、热老化、耐磨、低翘曲、高流动等性能均表现卓越。 以耐高温聚酰胺为例:耐高温聚酰胺(尼龙)是一种具有各种优越性能的热塑型工程材料, 可以完全回收,能够在汽车发动机以及电子电器作为耐热塑料应用。根据新思界产业研究 中心数据,得益于下游需求不断释放,耐高温尼龙市场规模逐渐扩大,2021 年,全球耐 高温尼龙市场规模达到 15.4 亿美元,预计 2027 年将增长至 20.0 亿美元以上。中国是全 球最大的耐高温尼龙市场,占比约 30%。
生物基耐高温聚酰胺潜在增量市场巨大。公司开发的耐高温聚酰胺,熔点可在 290~310℃ 范围调节控制,在熔点提高了以后,最大的优势是力学性能、机械性能大幅度提升。以风电叶片领域为例,公司生物基耐高温聚酰胺可以与玻纤和碳纤制造增强复合材料,代替热 固型材料环氧树脂。
伴随市场对公司产品的了解程度加深,以及公司新应用的认证落地,公司生物基聚酰胺在 各个领域市场需求空间广阔,目前正在推动各项应用标准的认证。
10 万吨/年乌苏聚酰胺产能爬坡中。凯赛金乡 3000 吨级生产线已向客户提供产品,凯赛 乌苏年产 10 万吨/年生产线已于 2021 年中期投产。同时,公司在市场开发方面也颇具成 效,据公司 2021 年年报,截至 2021 年底,生物基聚酰胺产品开发了 300 多家客户并开 始形成销售。 90 万吨/年山西生物基聚酰胺项目在建,预计 2023 年部分产能可投产试车。2021 年 10 月 10 日,公司公告投资 40.1 亿元与山西转型综合改革示范区管委会共建项目公司,主体 为 90 万吨/年生物基聚酰胺、50 万吨/年生物基戊二胺、240 万吨/年玉米深加工项目。目 前 90 万吨生物基聚酰胺项目在建,预计 2023 年部分投产试车。

依托雄厚的研发实力,公司积极优化生物制造的原料供应。公司生产戊二胺的原料玉米主 要由公司在新疆向以当地农户为主的供应商按市场价采购而来。由于玉米价格较高,且波 动幅度大,为了降低原材料成本,同时增强环保效益,凯赛正加大研发力度逐步将公司生 物制造原料从玉米等粮食作物拓展到秸秆等农业废弃物,并达到或超过使用玉米等粮食原 料的经济效率。
秸秆制乳酸已进入中试。公司将首先选择乳酸/聚乳酸等生物可降解材料作为秸秆原料的 产业化示范项目,目的不仅仅是为了生产乳酸,更是为了打通以秸秆为原料的生物制造路线并推广到更多产品,实现对生物制造原料的替代,减少对玉米等原料的依赖。公司依靠 在合成生物学的多年积累,目前研发项目已有成效,正在开展秸秆制乳酸的中试实验,公 司将根据中试进度、项目运行和下游市场情况决定下一步产业化的方向及规模。