聚氨酯产业发展历程
聚氨酯（polyurethane, PU）是由基础化工品异氰酸酯和多元醇缩聚合成的高分子树脂。聚氨酯具有 高强度、耐磨耗、抗撕裂、挠曲性能好、耐油和良好的血液相容性等优点，广泛应用于家居、家电、 交通、建筑、日用品等行业，是重要的工程材料。1937 年德国化学家拜尔利用 1,6-己二异氰酸酯和 1,4-丁二醇的加聚反应制成线性聚氨酸树脂，开启了聚氨酸树脂的研究和应用。二战期间德国已经建 立起具有一定生产能力的聚氨酸实验厂，二战后美国、英国、日本等国家引进德国技术开始聚氨酯 的生产与开发，聚氨酯行业开始在世界范围内发展起来。我国自 20 世纪 60 年代开始独立研制和发 展聚氨酯树脂，目前已成为全球最大的聚氨酯生产国和消费国。
聚氨酯分为聚酯型和聚醚型。聚氨酯单体结构主要由上游原料和目标性能而定。聚酯型由聚酯型多 元醇和异氰酸酯反应生成，属于刚性结构，一般用于生产硬度和密度大的发泡海绵、面漆以及塑胶 板材。聚醚型由聚醚型多元醇和异氰酸酯反应得到，分子结构为软段，一般用于生产弹性记忆棉和 防震缓冲垫。目前许多聚氨酯生产工艺将聚酯和聚醚多元醇按照一定比例重新混合，确保产品柔韧 度适中。 聚氨酯合成的主要原料为异氰酸酯和多元醇。异氰酸酯是异氰酸的各种酯类总称，以－NCO 基团的 数量分类，包括单异氰酸酯 R－N=C=O、二异氰酸酯 O=C=N－R－N=C=O 以及多异氰酸酯等；也可以 分为脂肪族异氰酸酯和芳香族异氰酸酯。目前芳香族异氰酸酯的使用量最大，如二苯甲烷二异氰酸 酯（MDI）和甲苯二异氰酸酯（TDI）等。MDI 和 TDI 是重要的异氰酸酯品种。
聚氨酯产业链与生产工艺
聚氨酯上游原料主要为异氰酸酯和多元醇，中游初级制品包括泡沫塑料、弹性体、纤维塑料、纤维、 鞋革树脂、涂料、胶粘剂和密封胶等树脂制品，下游为家居、家电、交通、建筑、日用品等行业。
聚氨酯行业技术、资金、客户、管理和人才壁垒高筑，行业准入门槛较高。
1）技术与资金壁垒。上游异氰酸酯的生产是聚氨酯产业链中技术壁垒最高的环节。特别是 MDI，被 认为是化工行业综合壁垒最高的大宗产品之一。异氰酸酯合成工艺路线较长，包括硝化反应、还原 反应、酸化反应等。光气法是目前工业化生产异氰酸酯的主流技术，也是唯一能够实现异氰酸酯大 规模生产的方法。但光气具有剧毒，且反应需要在强酸条件下进行，对设备和工艺要求较高。此外， MDI、TDI 等异氰酸酯类化合物极易与水发生反应变质，同时凝固点较低，对生产技术是极大的挑战。 2）客户壁垒。聚氨酯材料品质将直接影响下游各行业产品的性能，不同客户根据自身产品特性确定 供应商后不会轻易更换，因此将对行业新进入者形成壁垒。 3）管理与人才壁垒。聚氨酯行业面对下游客户分散的产品型号需求，需要制定一整套精细的采购、 生产、销售、服务体系，同时需要培养具有丰富生产管理经验的高水平专业从业人员，具有较高的 管理壁垒。
MDI 历史价格走势及周期性分析
国内 MDI 生产始于 20 世纪 60 年代，但受限于技术水平，国内需求多依赖进口，价格高企。进入 21 世纪以来，随着万华化学逐渐掌握了 MDI 生产的核心技术，产能快速扩张，国内供应量开始影响价 格，MDI 价格的周期性开始显现。从历史价格观察，聚合 MDI 与纯 MDI 价格走势相仿，MDI 价格的上 行或下行的周期约在 2-3 年，截至 2022 年 6 月 17 日，聚合 MDI 收报 18200 元/吨，处在历史价格的 58.1% 分位数，周均价涨幅 6.9%，月均价跌幅 2.4%，年初至今跌幅 10.78%；纯 MDI 收报 21500 元/吨，处在 历史价格的 55.9%分位数，周均价涨幅 4.4%，月均价跌幅 2.3%，年初至今涨幅 3.4%。MDI 的价格传导 机制较为顺畅，价格高点往往也是价差高点。我们认为本轮 MDI 价格上行周期从 2020 年 7 月开始， 主要与疫情、海外不可抗力影响开工率有关，2022 年全年 MDI 均价有望维持相对高位。
从历史数据看，MDI 价格不存在明显的季节性。2021 年聚合 MDI 价格高点出现在一、四季度，一季度 的价格高点的形成主要由于临近春节，行业开工率下降而节前下游厂商集中备货，行业库存处于当 年低位，整体供应偏紧，而四季度价格高点的形成主要来自“能耗双控”下的成本支撑。2022 年聚合 MDI 一季度均价为 20591 元/吨，环比 21 年四季度下跌 0.9%；纯 MDI 一季度均价为 22514 元/吨，环比 2021 年四季度上涨 2.2%。
2022 年 MDI 价格有望维持坚挺。2021 年聚合 MDI（华东烟台万华）均价为 20180 元/吨，同比上涨 35.9%， 处在历史价格的 69.1%分位数。2021 年初海外极端天气频发，疫情影响出口运输，海外 MDI 价格大幅 上涨，尽管目前 MDI 价格已经处在历史中位略偏高，但我们认为此轮 MDI 价格上行周期仍未结束。 高油、气价格支撑 MDI 成本面，同时 2022 年内 MDI 新增产能有限，整体供应仍然偏紧，价格有望维 持坚挺。
供给：稳步扩产，2022 年内增量有限
万华化学扩产节奏显著快于国际竞争者。作为国内率先掌握 MDI 生产核心技术的企业，万华化学目 前已经成为全球第一大 MDI 生产商。2021 年全球 MDI 总产能约 1024 万吨，新增产能均来自万华化学， 万华化学全球产能市占率已达 25.9%。2021 年国内 MDI 总产能约 396 万吨，产量约 285 万吨，较 2020 年产量增加 27.8%。除 2020 年受疫情影响外，近几年国内 MDI 产量均保持高速增长，2017-2021 年 CAGR 达 10.3%。从未来全球扩产节奏看，主要增量仍来自万华化学，国内扩产项目投产时间或早于国外。 5 月 17 日，根据陕西化建官网消息，公司党委书记、董事长高建成受邀出席万华化学（福建）MDI 项目推进会，与万华化学（福建）签订了施工进度计划责任书，确保实现 2022 年 11 月 30 日项目投 产目标。
分地域来看，我国已经成为了全球最大的 MDI 生产地，2021 年产能约 396 万吨/年，其中，宁波、上 海、烟台是我国 MDI 主要生产城市，分别占到 30%、30%、28%。从全球来看，我国占到了全球总产 能的 39%，欧洲、美国、韩国分别占到了全球总产能的 31%、19%、6%。
国内短期供应较为充足。进入 2022 年以来，国内 MDI 开工率有所回升，库存维持高位，疫情影响下， 出口及国内物流或一定程度受限，短期 MDI 价格有所承压。然而从全年来看，海外需求强劲但供应 增量有限，欧洲天然气价格屡创新高，成本面对 MDI 价格有较好的支撑。根据天天化工网消息，2022 年 3 月 15 日，巴斯夫发布客户沟通函，将从 4 月 1 日起，对欧洲市场所有聚氨酯产品实施进一步涨 价，主要因为欧洲天然气价格涨幅高于预期。2022 年 3 月 22 日，巴斯夫位于北美盖斯马工厂的 40 万吨/年 MDI 装臵因发生预料外的设备故障，影响工厂运营能力，巴斯夫宣布对所有 MDI 产品及含有 MDI 成分的产品不可抗力立即生效，预测生产中断大约持续 3 个星期。2022 年 6 月，陶氏位于北美的 工厂因原料短缺宣布 MDI 不可抗力，苯胺价格持续上涨亦对 MDI 价格形成支撑，MDI 价格止跌回升。
国内疫情散发对 MDI 运输造成一定影响。进入 2022 年以来，国内疫情散发对 MDI 运输造成一定影响。 根据天天化工网 4 月 6 日消息，上海工厂生产和发货受阻问题较为突出。相较于清明节放假之前， 上海工厂负荷平均下降了 2 成左右。物流方面，尽管上海工厂的部分物流持有临时通行证，然而多 以确保直供大客户优先，对分销环节的现货填充/发货非常有限。4 月 18 日，上海市经信委设立的工 业和信息化领域公布保运转重点企业“白名单”，巴斯夫、亨斯曼、科思创等聚氨酯厂商均在列。上海 市政府在 5 月 29 日发布的《上海市加快经济恢复和重振行动方案》中下达了多条刺激汽车消费的利 好政策，汽车作为聚氨酯产业的重要下游有望拉动 MDI 需求。
需求：增速高于供给，建筑保温材料、无醛板带来新增量
全球 MDI 需求增速有望超过供给增速。根据科思创数据，2021 年全球 MDI 供应量约 920 万吨，2021-2026 年 CAGR 为 4%；全球 MDI 需求量约 823 万吨，2021-2026 年 CAGR 为 6%。根据亨斯曼数据，2020-2025 年全球 MDI 产能 CAGR 为 2.9%，全球 MDI 需求量 2020-2025 年 CAGR 约 5-6%，其中亚洲地区的产能将 从 2020 年的 500 万吨增加至 2025 年的 620 万吨，聚氨酯行业对未来 5 年 MDI 需求均较为乐观。
仍看好 MDI 长期出口形势。从 2021 年出口结构看，美国是我国 MDI 的主要出口国，2021 年出口量达 28.2 万吨，同比增长 122.9%。浙江、山东、上海为我国主要的出口省份（地区），其中浙江出口量 达 59.7 万吨，同比增长 78.7%；山东出口量达 22.3 万吨，同比增长 53.7%。从下游地产数据观察，美 国新建住房销售量正在经历疫情后的复苏期，国内地产投资或出现边际变化，地产需求复苏有望提 振 MDI 需求。
细分下游内需旺盛。根据百川盈孚数据，2021 年聚合 MDI 国内消费量约 125 万吨，下游主要包括家 电、建筑、汽车等； 2021 年纯 MDI 国内消费量约 78 万吨，下游主要包括 TPU、氨纶、鞋底原料等。 从增速上看，纯 MDI 消费量增速高于聚合 MDI，其中 TPU、氨纶、鞋底原料 2021 年消费量同比增速 均高于 80%；聚合 MDI 方面，建筑、胶粘剂 2021 年消费量同比增速较高，均超过 20%。尽管房屋竣 工/新开工面积呈下行趋势，但“稳增长”背景下，地产投资有望从三季度开始发力，下半年地产基本 面有望出现拐点，建筑领域 MDI 需求或向好。
新版建筑节能标准有望大幅提升聚合 MDI 消费量。多数节能型绿色建材都属于化工新材料类产品， 如近年来被建设部列为推广使用产品的塑料门窗、EPS (发泡聚苯乙烯)保温板、PU(聚氨酯)硬质泡沫 塑料、干混砂浆等，其中 PU（聚氨酯）硬质泡沫塑料的主要原料即为聚合 MDI。2006 年 1 月 1 日起， 中国实施《民用建筑节能管理规定》，并要求新建建筑严格执行节能 50%的设计标准，北京、天津 等大城市率先实施节能 65%的标准，由此，中国外墙外保温产业获得高速增长的机遇。截至目前， 部分省份已经开始实施节能 75%的标准，浙江省新版《公共建筑节能设计标准》《居住建筑节能设 计标准》已于 2022 年 2 月 1 日开始实施，新标准修订居住建筑设计节能率达到 75%，公共建筑设计 节能率在夏热冬冷地区率先实现 75%，新标准的实施将或将显著提升聚合 MDI 的用量。
无醛板的推广也将显著增加聚合 MDI 需求。随着人民生活水平与环保意识的不断提高，家具无醛化 越来越得到重视，而无醛板越来越多地被应用在定制家具中。无醛板是指在生产过程中使用非醛类 胶黏剂作为黏合剂所生产的刨花板。目前在无醛刨花板的生产过程中使用的无醛胶黏剂主要是异氰 酸酯胶黏剂和生物质胶黏剂（大豆蛋白基胶粘剂和淀粉基胶黏剂）。异氰酸酯胶黏剂因其分子链中 含有异氰酸基（-NCO）及少量氨酯基（-NHCOO），具有很高极性和活泼性。其与木材中的羟基反应， 在木材和胶层之间可生成氨基甲酸酯共价键，同时还可与木材中的水分反应生成聚脲。因此 ，制得 板材胶接强度高且耐水性好，而且能够帮助解决人造板的甲醛释放问题。（报告来源：未来智库）
成本面：煤为能源的 MDI 价格优势明显，一体化布局抗波动
2020 年以来全球能源价格飙升。根据科思创数据，2021 年全球能源成本约 10 亿欧元，其中约 60%来 自电力贡献，约 40%来自天然气贡献。受地缘政治影响，欧洲天然气价格大幅飙升，企业成本提升 明显。科思创预计 2022 年能源价格或将维持高位，全球能源成本将达 15 亿欧元。
万华化学当季毛利率与聚合 MDI 当季价格价差有较好的匹配度。MDI 的主要原料是苯胺，通过理论价 差计算可以发现聚合 MDI 价格有着较好的传导机制，价格高点往往也是价差高点。同时，聚合 MDI 价格价差与万华化学当季毛利率有着较好的匹配度，部分季度毛利率变化滞后于价格价差变化，或 与企业库存周期有关。
能源成本高企或使海外 MDI 供应持续受限。新华财经法兰克福 6 月 13 日电，德国能源监管机构—— 联邦网络管理局局长克劳斯·穆勒表示，北溪 1 号波罗的海管道夏季开展维护，从俄罗斯到德国和西 欧的天然气供应量在夏季可能会大幅下降。欧洲 MDI 产能约占全球的 30%，持续紧张的化石能源供 应或迫使海外 MDI 厂商下降负荷， 国内 MDI 出口量或在夏季迎来增长。
万华成本面优势明显。从历史原油/天然气均价和主要聚氨酯企业的销售成本看，海外企业销售成本 的走势与原油、天然气价格走势更为接近，万华化学的扩产速度高于海外企业或使原材料成本影响 弱于海外企业。从产业链布局看，具有石化产业链，一体化优势更为明显的万华化学、巴斯夫相比 科思创与亨斯曼更具备成本优势。
能源价格飙升背景下，一体化优势越来越得到重视。根据亨斯曼数据，至 2024 年公司计划实现 2.4 亿美元的成本优化项目，其中聚氨酯厂区优化将贡献约 6000 万美元的成本缩减。根据科思创数据， 至 2025 年由一体化项目带来的收入增加将达 1.2 亿欧元，其中成本优化项目将贡献约 8000 万欧元。
TDI 历史价格走势及周期性分析
TDI 的生产过程相对复杂，产品相比 MDI 具有更高的毒性且易燃易爆。从历史价格观察，TDI 与 MDI 的价格走势相仿但波动更为明显，或与 TDI 生产的不稳定性有关。截至 2022 年 6 月 17 日，TDI（华东） 收报 17200 元/吨，处在历史价格的 31.1%分位数，周均价涨幅 1.3%，月均价涨幅 0.9%，年初至今涨 幅 12.1%。从周期性角度看，TDI 价格上行或下行的周期也约是 2-3 年，相比 MDI，TDI 价格与成本的 波动幅度更为剧烈，价格短期更易受不可抗力等消息面推涨。此轮 TDI 上行周期或从 2020 年 4 月开 始，主要与 TDI 装臵稳定性不佳，实际产量低于预期有关。相比 MDI，TDI 目前价格处于历史低位， 上涨空间或更为明显。
2022 年 TDI 价格有望继续上行。2021 年 TDI（华东）均价为 14189 元/吨，同比上涨 18.5%，处在历史 价格的 22.9%分位数。2021 年 TDI 价格高点出现在一季度，主要由于下游厂商节前备货，海外装臵检 修供应受限，行业库存处于当年低位有关。2022 年 TDI 一季度均价为 18524 元/吨，环比 21 年四季度 上涨 28.4%。相比 MDI，TDI 价格目前仍处在历史价格的偏低位臵，价格上行空间较大。
供需格局：长期紧平衡，装臵稳定性影响实际产量
目前全球 TDI 产能虽然过剩，但需求增速超过供应增速，TDI 长期供需格局或维持紧平衡。根据科思 创数据，全球 TDI 供应量约 342 万吨，2021-2026 年 CAGR 达 2%；全球 TDI 需求量约 249 万吨，2021-2026 年 CAGR 达 5%。
产能过剩背景下，厂商谨慎扩产。相比 MDI，TDI 的扩产项目较少，2020 年与 2021 年均没有产能增加。 未来两年主要增量亦来自万华化学，万华化学拟将福建 10 万吨/年装臵扩产至 25 万吨/年。项目包括 30.5 万吨/年硝化单元、20 万吨/年氢化单元与 25 万吨/年光化单元；项目达产后预计年产 TDI 25 万吨、 OTDA 0.625 万吨、干氯化氢 20.366 万吨与盐酸 7.04 万吨。根据福清市人民政府官网，该扩建项目目 前已取得 TDI 装臵变配电所、TDI 装臵机柜间施工许可证、TDI 冷冻站施工许可证，预计 2023 年投产。
装臵稳定性不佳影响实际产量。根据百川盈孚数据，2021 年全年国内 TDI 产量约 113.7 万吨，对应年 度开工率约 80%。尽管全球 TDI 产能较为过剩，但 2021 年海内外 TDI 装臵均受到极端天气、原料供应 和技术故障的不同程度影响，实际产量不及预期，行业库存持续下降。根据百川盈孚，2022 年 6 月 9 日，受韩国当地货车司机罢工影响，当地韩华 TDI 装臵（单套 5 万吨）降负运行，锦湖 MDI 货源发货 推迟，一定程度影响近期聚氨酯货物到港。同时，多工厂在 6 月有检修预期，TDI 整体供应量偏紧。
根据百川盈孚数据，2021 年 TDI 实际消费量约 82.9 万吨，同比上升 4.12%。TDI 下游主要是软体家具 等海绵制品，2021 年海绵及制品占到了 TDI 消费量的 72%。进入 2022 年以来 TDI 需求端增速有所放缓， 但随着软体家具、纺织等下游从疫情中逐渐恢复，TDI 消费量有望持续增长。
涂料领域 ADI 市场逐渐打开
与芳香族异氰酸酯相比，脂肪族、脂环族异氰酸酯（ADI）具有耐候性强、不易黄变等特点。六亚甲 基二异氰酸酯（HDI）是一种典型的 ADI，呈现无色或者微黄色，常温下为低粘度、刺激性气味液体。 HDI 作为一种生产聚氨酯的原料，主要用于生产聚氨酯（PU）清漆和高档涂料、汽车修补漆、塑料 涂料、高档木器漆、工业涂料和防腐涂料等及弹性体、胶粘剂、纺织整理剂等。制得的 PU 涂料除耐 油、耐磨外，还有不泛黄、保色、抗粉化、耐户外爆晒等特点。此外，还用于涂料固化剂、高聚物 胶粘剂、印花浆用低温粘合剂、衣领共聚物涂层、固定酶粘合剂等。异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）也 是一种应用范围较广的 ADI。IPDI 作为一种生产聚氨酯的原料，适合生产具有良好的光稳定性、耐候 性和具有出色的机械性能的聚氨酯。尤其适用于生产弹性体、水性涂料、聚氨酯分散剂和可光固化 的氨基甲酸酯改性的丙烯酸酯。
部分原料依赖进口，ADI 价格普遍高于 MDI 与 TDI。以 ADI 中市场份额最高的 HDI 为例，己二胺是生 产 HDI 的主要原材料，目前生产 1 吨 HDI，消耗己二胺约 0.75 吨。尽管己二腈、己二胺的国产化正在 持续推进，但目前 HDI 的生产仍然依赖进口己二腈、己二胺，整体产品价格较高。根据天天化工网 数据，2021 年 HDI 全年均价约 85547 元/吨，同比增长 74.2%；IPDI 全年均价约 76000 元/吨，同比增长 9.1%。
万华化学已成为全球第二大 ADI 生产商
ADI 产能稳步扩张，万华化学已突破 HDI 及衍生物、IPDI、HMDI 等产品。根据新思界产业研究中心数 据，2021 年全球 ADI 行业总产能达到 58 万吨/年，由于行业进入壁垒高，全球可规模化生产 ADI 的企 业较少，主要包括科思创、德国赢创、德国巴斯夫、日本旭化成、万华化学、法国罗地亚等企业， 其中科思创是全球最大的 ADI 供应商，年产能达到 22 万吨，其次是万华化学，年产能在 14 万吨左右。 随着万华宁波 5 万吨/年 HDI 装臵的投产，万华化学 ADI 产能将进一步提升。
特种、改性异氰酸酯不断实现突破。目前我国传统芳香族异氰酸酯（MDI、TDI）已处于世界领先地 位，脂肪族异氰酸酯（ADI）中，HDI、IPDI、HMDI 等产品已掌握自主生产技术，XDI、PDI 等特种异氰 酸酯进入中试阶段，TDI-TMP 等改性异氰酸酯（异氰酸酯加和物）品种取得重要技术突破。特种异氰 酸酯、改性异氰酸酯是生产高端聚氨酯产品的重要原料，对聚氨酯产品结构的升级具有重要作用。 随着国内技术突破的不断推进，万华化学等企业在特种异氰酸酯和异氰酸酯加合物等领域也取得了 突破性技术成果，有望在新的赛道引领全球。
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