（报告出品方/作者：长江证券，马太）
一、碳酸二甲酯：用途广泛，工艺多元
产品介绍：性质优良，应用广泛
碳酸二甲酯简称 DMC，是重要的有机合成中间体和溶剂。 化学式为 C3H6O3 ，分子结构 中含有羰基（-CO-）、甲基（CH3-）、甲氧基（CH3O-）和羰基甲氧基（CH3O-CO-）等 *能官**团，可广泛用于羰基化、甲基化、甲氧基化和羰基甲基化等有机合成反应，具有多 种反应性能，具有使用安全、方便、污染少、容易运输等特点，是一种低毒、环保性能 优异、用途广泛的化工原料。作为化工中间体，DMC 可以代替*气光**作羰基化剂、代替 硫酸二甲酯（DMS）作甲基化剂，用以生产聚碳酸酯、异氰酸酯、聚氨基甲酸酯、聚碳 酸酯二醇等多种化工产品， 下游涵盖塑料、农药、医药等行业。此外，DMC 还可以作为 低毒优良溶剂和潜在的汽油添加剂，终端涵盖汽车、储能等领域。
代替*气光**作羰基化剂： 相比而言，*气光**具有反应活性高的优势，但*气光**本身具有剧 毒并具有高腐蚀性，因此面临巨大的环保压力，在环保政策压力日益加大的背景下， *气光**做羰基化剂面临较大限制。DMC 具有类似的亲核反应中心（当它的羰基受到 亲核进攻时，酰氧键断裂，形成羰基化合物，副产物为甲醇），因此 DMC 可以代 替*气光**成为一种安全的反应试剂合成碳酸衍生物，如氨基甲酸酯农药、聚碳酸酯 （PC）、异氰酸酯（MDI、TDI 等），其中聚碳酸酯（PC）是未来 DMC 需求量最 大的领域。
代替硫酸二甲酯（DMS）作甲基化剂： 硫酸二甲酯与*气光**比较类似，也有很大的毒 性，副产物硫酸污染较大。DMC 的甲基碳受到亲核进攻时，烷氧键断裂，生产甲 基化产物，效果与 DMS 类似应收率更高、工艺更简单。主要用途包括合成有 机中间体、医药产品、农药产品等。
作为低毒优良溶剂： DMC 具有优良的溶解性，熔沸点范围窄，在 4℃~93℃之间， 表面张力大，粘度低，同时具有较高的蒸发温度和较快的蒸发速度，因此可以作为 低毒溶剂用于涂料工业和医药行业。DMC 还具有闪点高、蒸汽压低和空气中爆炸 下限高等特点，因此是集清洁性和安全性于一身的绿色溶剂。
潜在的汽油添加剂： DMC 分子中氧含量高，达 53%，还能够较大幅度的提高辛烷 值作用，并且具有无相分离、低毒和快速生物降解性等性质。汽油达到同等氧含量 时使用 DMC 的量要远小于使用甲基叔丁基醚（MTBE）的量，从而降低了汽车尾碳氢化合物、一氧化碳和甲醛的排放总量。此外还克服了常用汽油添加剂易溶 于水、污染地下水源的缺点，因此 DMC 将成为替代 MTBE 最有潜力的汽油添加 剂之一。
生产工艺多元，国内以 PO 酯交换法为主，甲醇羰基化法潜力较大
DMC 合成技术主要有以下四种：*气光**法、酯交换法、甲醇羰基化氧化法和尿素醇解法。 其中*气光**法 DMC 生产工艺存在副产物毒性大、环境污染性大及安全性差等缺点已被全 面淘汰，取而代之的是酯交换法生产工艺。卓创资讯数据显示， 目前酯交换法合成 DMC 产能合计约占总产能的 77.7%，该法成为我国 DMC 生产的主流工艺。
*气光**法： 原料为*气光**和甲醇，反应分为两步进行，首先由*气光**和甲醇反应生成氯甲 酸甲酯，第二步再与甲醇反应生产 DMC。*气光**法生产 DMC 工艺成熟且收率高， 但由于使用剧毒的*气光**作为原料，严重污染环境，已被淘汰使用。
酯交换法：酯交换法分为环氧丙烷（PO）酯交换法和环氧乙烷（EO）酯交换法。 PO 酯交换法以 CO2和环氧丙烷为原料生产碳酸丙烯酯，再与甲醇反应制得 DMC。 EO 酯交换法由美国 Texaco 公司开发，通过环氧乙烷(EO)、CO2 和甲醇联产 DMC 和乙二醇(EG)。
液相甲醇氧化羰基化法： 该技术以甲醇、一氧化碳和氧气为原料，由甲醇、氧气和 氯化亚铜反应生成甲氧基氯化亚铜，再与一氧化碳反应生成 DMC，与*气光**法工艺 相比，既避免了使用剧毒的原料*气光**，又避免了具有污染性的盐酸生成，具有环境 友好性特点，但是存在甲醇转化率低、设备腐蚀性大等缺点。
气相甲醇氧化羰基化法： 气相法工艺由日本的 UBE 公司牵头研发并实现工业化， 合成过程分为两步，第一步反应生成亚硝酸甲酯，然后与一氧化碳羰基化生成 DMC。 不足的是一氧化氮具有毒性，反应第一步会产生大量热量，反应过程不易控制。
尿素醇解法：尿素醇解法有两种工艺，分别为直接法和间接法。 直接醇解法有两步 反应，原料为甲醇和尿素。间接醇解法的工艺流程分为三部分，分别为尿素合成工 段、PC 合成工段和 DMC 合成工段。
综合四种主流生产工艺来看，*气光**法、酯交换法、甲醇氧化羰基化法和尿素醇解法工艺 各有利弊。 *气光**法是最早的 DMC 生产工艺，但因其对环境造成严重污染，逐渐被非光 气法所取代，截至目前已全面淘汰。酯交换法工艺中，环氧乙烷酯交换法的技术成熟， 经济效益高，但其原料为乙烯和环氧乙烷，属易燃易爆品，进口受限。受原料限制，国 内酯交换法装置主要以环氧丙烷酯交换法为主，2020 年我国环氧丙烷酯交换法工艺占 比 DMC 总产能的 54%，环氧乙烷酯交换法工艺占比 23%。甲醇氧化羰基化法原料易 得，目前来看是一种非常有发展前途的工艺。相比于其他工艺，尿素醇解法反应产生的 氨气可回收，污染性低且经济效益优，是最“绿色”的工艺。
二、需求端：电解液和聚碳酸酯并驾齐驱，DMC 需求爆发在即
下游应用：国内外存差异，国内新兴领域占比快速提升
国外 DMC 装置大多配套下游的 PC 或者电解液生产，PC 应用占到 65%左右。国内来 看，近年来我国 DMC 下游消费结构出现明显变化， 2017 年油漆、涂料、粘胶剂约占 DMC 消费总量的 50%以上，近年来随着新能源汽车的快速发展和 PC 国产化的持续推 进，相关应用极大地带动了对 DMC 的需求。2020 年我国 DMC 表观消费量为 42 万吨， 电解液溶剂及聚碳酸酯（PC）合计约占我国 DMC 消费量的近 70%。未来看，下游消 费结构中电解液溶剂和 PC 占比或将持续扩大。
需求增长点一：新能源车快速增长，电池级 DMC 需求大增
新能源车快速发展，动力锂电池需求大幅增长。 锂离子电池是目前新能源汽车使用最广泛的动力来源，由正极材料、负极材料、隔膜和电解液组成。按下游应用领域的不同可 将锂电池分为动力锂电池、消费锂电池和储能锂电池，目前消费锂电池需求趋于饱和， 动力锂电池为锂电池下游最大应用领域，2020 年我国动力锂电池出货量为 80Gwh，占 锂电池总出货量的 55.9%。 未来随着我国新能源产业的发展，以新能源车为代表的电动 车产业逐渐成为锂电池的大需求产业，动力锂电池将成为锂电池需求增长的集中领域。
电池级 DMC 性能优越，可作为优良的电解液溶剂。 新能源车快速发展带动锂电池需求 增长的同时也充分拉动了锂电池电解液的市场需求。电解液作为离子传输的载体，可为 锂电池中锂离子提供自由脱嵌的环境，在正负极之间起到传导锂离子的作用。锂电池电 解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐和添加剂等原料按一定比例配制构成。在电 解液成本占比中，有机溶剂占比 30%，电解质占比 60%，添加剂占比 10%（当然，随三者产品价格变动，成本占比也有变化）。有机溶剂为电解液的主体部分，选择溶剂时 对溶剂的介电常数和粘度有较高的要求，介电常数会影响锂盐的溶解度，介电常数越大， 锂盐越易溶解；粘度会影响离子的迁移速度，粘度越小，离子迁移速度越大。 相比于工 业级溶剂，电池级溶剂以较高的介电常数、低粘度、低熔点、高沸点以及高纯度的优点而被广泛应用于电解液溶剂。其中，电池级 DMC 溶剂因气味小、溶解能力强，对锂电 池的电导率提升效果好，低温充放电性能佳，且制作成本低廉，是电解液中使用最为广 泛的有机溶剂。
新能源汽车销量增长带动电解液市场快速发展
政策助力发展，我国新能源汽车产业发展正值东风。 我们梳理了 2012 年以来我国颁布 的关于新能源汽车的部分文件，从相关政策的内容来看，我国新能源汽车政策布局经历 了推进产业化——给予新能源汽车补贴（包括购买新能源汽车补贴和用电补贴）——补 贴退坡优化新能源车行业格局（将新能源汽车地方补贴逐渐从购置环节转向配套充电设 施建设运营、车辆使用运营环节）——延长补贴期限的过程。在一系列政策的加持下， 我国新能源汽车行业迅速发展，我国成为全球规模最大的新能源车市场。未来看，随着 政府加大对新能源汽车行业的重视，我国新能源汽车发展也将持续走在世界前列。
新能源汽车销量快速增长，我国成为全球新能源汽车主要市场。 2016-2018 年国内新能 源车销量同比增速基本保持在 50%-60%附近，2019 年我国新能源汽车销量增速出现首 次下滑，由 2018 年的 61.7%变为 2019 年的-4.0%，主要原因是受到“国六”标准实施、 新能源车补贴退坡等因素的影响。2020 年，随着补贴退坡政策影响逐渐消化，我国新 能源汽车恢复涨势，2020 年销量达 136.7 万辆，同比增长 13.3%。从全球范围来看， 2020 年全球新能源汽车销量为 324 万辆，我国新能源汽车销量占全球的 42.2%，我国 在全球新能源汽车市场中占较大比重，是全球新能源汽车主要市场之一 。
新能源汽车销量增长极大带动上游锂电池出货量。 电池作为新能源汽车的核心零部件之 一，成本约占新能源汽车总成本的 42%。在新能源汽车的带动下，我国锂电池出货量逐 年增加，据高工产研锂电研究所（GGII）数据显示，2020 年中国锂电池出货量为 143GWh， 同比增长 22%， 预计 2025 年我国锂电池市场出货量将达到 615GWh，2021-2025 年年 复合增长率超过 25%。
锂电池电解液出货量同步于锂电池持续增长。 受益于新能源车市场的快速发展，我国电 解液市场同步于锂电池市场呈现快速增长的趋势。据高工产研锂电研究所（GGII）数据 显示，2020 年中国锂电池电解液市场出货量高达 25.2 万吨，同比增长 37.7%。同时我 国锂电池电解液的市场规模也表现出较大幅度的增长，2019 年我国锂电池电解液市场 规模为 77.1 亿元，同比增长 21.2%。
未来看，在政策的不断推动下，我国新能源汽车产销量持续增加，带动锂电池和电解液 出货量同步增长，而电池级 DMC 作为主流的电解液溶剂也必将乘新能源汽车发展之风，未来需求不断增加，市场迎来快速扩容。 根据新能源汽车以及储能等其他领域的驱 动，我们对锂电池和电解液出货量进行预测，进而最终测算未来我国电池级 DMC 需求 量。测算主要基于以下假设：
中汽协预测 2025 年我国新能源汽车销量达 600 万辆，CAGR 为 33%，GGII 预测 到 2025 年动力锂电池、储能锂电池和消费锂电池 CAGR 分别为 44%、30%和 10%，考虑到新能源汽车未来发展情况，动力锂电池、储能锂电池和 3C 锂电池增 速分别按照 44%、30%、10%计算。
根据真锂研究数据，1Gwh 磷酸铁锂电池对电解液需求量为 1300 吨，1Gwh 三元 电池对电解液需求量为 1080 吨，考虑到磷酸铁锂电池对三元电池的替代，我们按 照磷酸铁锂电池与三元电池 5:5 的比例计算对电解液的需求量。按照 1Gwh 磷酸铁锂电池对应 700 吨电池级 DMC，1Gwh 三元电池对应 100池级 DMC 计算最终电池级 DMC 新增需求。经过测算，预计到 2025 年我国电解液新增需求量为 73 万吨，对应电池级 DMC 新增需 求量为 25 万吨。
需求增长点二：聚碳酸酯国产替代叠加工艺转换双驱 动，工业级 DMC 市场扩容可期
生产工艺：非*气光**法生产 PC 绿色环保，工艺转换进行中
生产工艺多元，非*气光**法为未来重要方向。 聚碳酸酯（PC）生产技术分为*气光**法和非光 气法两大类，*气光**法使用*气光**作为生产原料，主要的技术路线有溶液*气光**法（已淘汰） 和界面缩聚*气光**法。相比于*气光**法，非*气光**法在生产过程中不使用*气光**等有害物质，技 术路线包括传统熔融酯交换缩聚法和非*气光**熔融酯交换缩聚法。 非*气光**法使用碳酸二甲 酯（DMC）通过酯交换反应制成碳酸二苯酯（DPC），后通过缩聚反应生产 PC，生产过 程中不使用*气光**，能够保证绿色安全无污染，未来我国新投产的产能也以非*气光**法为主。
未来随着我国环保趋严，我国聚碳酸酯生产工艺有可能将逐渐从*气光**法过渡到非*气光**法， 以*气光**为原料的*气光**法工艺或将逐渐被淘汰，非*气光**法凭借绿色环保的优势或将逐步占 据主导地位。
游消费持续增长，国产替代不断推进
PC 下游主要应用于电子电器、建筑和汽车领域。 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热塑性工程塑料，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料， 其可见光的透过率可达 90%。PC 以抗冲击强度高著称，具有突出的韧性、优异的电绝 缘性、宽广的使用温度范围和尺寸稳定性。PC 及其合金广泛用于电子电气、建筑材料、 交通运输等领域。 其中我国电子电气占到 PC 下游应用的 45.0%，板材/片材/薄膜与汽 车行业分别占据 19.0%与 16.0%，为 PC 主要的应用领域。
下游电子电器、新能源行业快速成长，带动国内聚碳酸酯表观消费量不断增长。 近年来， 我国电子电器和新能源行业保持快速发展，2020 年我国电子电器行业和汽车制造业工 业增加值累计增速有所下降，处于 10%以下水平。而随着疫情消退，国内电子电器、新能源产业迎来了快速恢复。在下*行游**业的带动下，我国 PC 消费量稳定增加。据卓创资 讯数据，我国 PC 表观消费量由 2016 年的 169 万吨增加至 2020 年的 237 万吨，年均 复合增速为 8.8%。 另外，新能源汽车行业成为我国 PC 消费的新动能，中国汽车工业 协会预测到2025年我国新能源汽车销量有望达到 600万辆，届时 PC需求将大幅增加。
未来两年 PC 产能有望翻倍，新产能中非*气光**法占比 75%。 在国产替代和消费增长的双重背景之 下，国内生产企业纷纷上马新建 PC 产能。据卓创资讯统计，2020 年我国 PC 行业产能 为 194 万吨/年， 而未来 2 年我国新增 PC 产能近 200 万吨/年，预计到 2023 年我国 PC 行业将实现产能翻倍。未来非*气光**法工艺或将逐步实现对*气光**法工艺的替代，国内新增 产能中非*气光**法产能为 150 万吨/年，占新增产能的比例高达 75%。
未来非*气光**法 PC 新产能有望带来 60 万吨工业级 DMC 需求。 上文提到，预计至 2023 年我国将新增 150 万吨/年非*气光**法产能。据卓创资讯数据，每 0.4 吨 DMC 生产 1 吨 PC，150 万吨/年非*气光**法 PC 产能对应的 DMC 新增需求为 60 万吨/年。
综合来看，在电解液和 PC 的双向驱动下，未来我国 DMC 的需求量将大幅增长。 电解 液方面，随着新能源汽车和储能等行业的快速发展，锂电池电解液的出货量将不断增加， 而电池级 DMC 作为应用广泛的电解液溶剂，未来需求也将被大幅拉动。PC 方面，在 PC 国产化替代的趋势下，未来我国新增大量 PC 产能，同时 PC 的生产工艺逐渐向以 工业级 DMC 为主要原料的非*气光**法转换，在国产替代和工艺转换的双重背景下，未来 工业级 DMC 需求将持续增加。 经测算，预计至 2025 年我国电池级 DMC 新增需求为 25 万吨，至 2023 年我国将新增 60 万吨工业级 DMC 需求。
三、供给端：中国产能占比较高，电池级 DMC 壁垒高企，国内聚焦低成本生产路线
行业集中度处中等水平，国内占据较大份额
国内 DMC 产能占据较大份额，新增产能以酯交换法和甲醇氧化羰基化法为主。 据立木 资讯数据，2019 年全球 DMC 产能为 107.2 万吨/年，中国的产能为 70.5 万吨/年，占全 球产能的比例近 66%，占据了较大的市场份额。从国内企业来看，2020 年我国 DMC 产 能增至 98.6 万吨/年，浙石化拥有 20 万吨/年的 DMC 生产能力，占国内总产能的比例 为 20.3%，石大胜华为国内生产 DMC 的龙头企业，其 2020 年 DMC 产能为 12.5 万吨 /年，产能占比 12.7%。从扩产情况来看， 2021-2022 年我国 DMC 新增产能为 106.5 万 吨/年，其中以酯交换法和甲醇氧化羰基化法为主，酯交换法新增产能为 42.5 万吨/年， 甲醇氧化羰基化法新增产能为 55 万吨/年。
行业供给格局分散，集中度处中等水平。 截至 2021 年，全球主要的 DMC 生产企业为 浙江石化、石大胜华、西班牙 Sabic Spain、德国拜耳、韩国乐天和中国台湾奇美，生产工以环氧丙烷酯交换法为主。行业供给格局相对分散，集中度处于中等水平。整体来看， 国外装置大多配套下游的 PC 或者电解液生产销售，对外销售数量有限。日本宇部兴产 拥有约 2000 吨/年电池电解液生产装置，其生产的电池DMC 用以供自己的电解液装 置使用，其余销售给日本当地的电解液客户，而韩国 LOTTE 化学拥有 DMC 产能 11 万 吨/年，主要用于配套三星的 PC 装置，少部分出售给韩国当地的涂料客户。
电池级 DMC 壁垒较高，国内少数企业可生产
DMC 按纯度划分为工业级和电池级，电池级 DMC 进入壁垒较高。 工业级 DMC 主要用 作汽油添加剂、生产工程塑料 PC 等，电池级 DMC 是主要的锂电池电解液溶剂。工业 级 DMC 是从 DMC-甲醇共沸物中分离得到，纯度一般为 99.5%，含有少量水分、低碳 链脂肪醇和低碳链烃类等杂质，电池级 DMC 是在此基础上对工业级 DMC 进一步提纯得到，使其纯度达到 99.999%以上，才可满足锂电池电解液的要求。电池级 DMC 的生产提纯难度大，且需要通过下游用户的复杂验证程序，因此电池级 DMC 具有较高 的技术和产品质量门槛。 因此国内多数企业仅在工业级 DMC 领域内竞争，能够生产电 池级 DMC 的企业屈指可数，掌握电池级 DMC 工艺的企业将充分受益于未来电解液需高增长。
国内电池级 DMC 供给缺口较大，未来新增产能有限。 目前我国电池级 DMC 行业总产能为 11.4 万吨/年，国内具备电池级 DMC 生产能力的企业共有四家，分别为石大胜华、 山东海科、奥克股份和安徽红四方，产能分别为 7.5 万吨/年、1.5 万吨/年、1.4 万吨/年 和 1.0 万吨/年。其中石大胜华为国内最大电池级 DMC 生产商，产能占到全国总产能的 65.8%。未来石大胜华预计新建 2 万吨/年电池级 DMC 产能，届时电池级 DMC 产能将 达 9.5 万吨/年，在国内产能供给缺口较大的背景下，产能越早投放的公司将优先受益。
成本对比——何种工艺当立潮头？
新装置不断投产，未来产能趋于过剩。 预计 2021-2022 年我国将新增 DMC 产能 106.5 万吨/年，新增产能以酯交换法和甲醇氧化羰基化法为主。随着新产能的不断增加，未来 产能大有走向过剩的趋势，在此背景下，企业更加重视控制产品的生产成本，接下来将 以未来两大主要新增产能工艺为例，探寻何种工艺更具成本优势。
相比 PO 酯交换法，EO 酯交换法成本优势显著，利润空间更大。 上文已经介绍过，酯 交换法又分为 PO 酯交换法和 EO 酯交换法，当前我国酯交换法生产 DMC 产能中，PO 酯交换法占比较大，但是相比之下，EO 酯交换法工艺更具成本优势。接下来我们主要 从价格价差、生产成本和副产品销售进行不同酯交换法工艺的对比：
从成本端来看，PO 法和 EO 法相同原料是 CO2 和甲醇，原料区别是前者采用环 氧丙烷（PO），后者采用环氧乙烷（EO）。从 2010 年以来的主要原料价格来看，PO 法 主要原料环氧丙烷价格明显高于 EO 法原料环氧乙烷。从 PO 与 EO 法的历史平均成本来看，PO 法按照 0.67 吨 PO 单耗计算，EO 法按照 0.5 吨 EO 单耗计算，计算得出 PO 法成本明显高于 EO 法成本，2017-2019 年平均成本差维持在 3000 元/吨左右， 2020 年扩大至近 4700 元/吨（由于 2020 年 PO 价格大幅上涨，导致 PO 法成本相对较 高）。未来看，由于环氧丙烷市场供给偏紧，PO 价格或将持续高于 EO，EO 法将延续 高价差优势。
从副产品的销售来看，EO 法不存在副产品消化问题。 PO 法副产物为丙二醇，EO 法副产物为乙二醇，尽管丙二醇价格长期高于乙二醇，但是丙二醇市场规模较小，2020 年我国丙二醇表观消费量为 30 万吨，而 EO 法副产的乙二醇在 2020 年的表观消费量 为 1900 多万吨，市场对于乙二醇的需求显著高于丙二醇。相比于 PO 法开工率受丙二下游需求限制影响，EO 法不存在副产品消化的问题。
甲醇氧化羰基化法装置可由煤制乙二醇装置技改完成，解决乙二醇盈利较差的问题。 甲 醇氧化羰基化法包括液相法和气相法两种路线，相比于 EO 酯交换法，甲醇氧化羰基化 法原料成本明显较低，但由于此工艺对催化剂要求较高且催化剂较为昂贵，因此国内甲 醇氧化羰基化法工艺产能要低于酯交换法工艺产能。预计 2021-2022 年我国新建甲醇 氧化羰基化法 DMC 产能占到全国新增产能的 55%，一方面因其成本较低，另一方面因 甲醇氧化羰基化法装置可以通过煤制乙二醇装置技改完成，从而能够解决乙二醇供给过 剩背景下盈利较差的问题，是未来国内煤化工企业生产 DMC 的重要路线。
未来我国新增产能以 EO 酯交换法和甲醇氧化羰基化法为主。 PO 酯交换法为我国 DMC 生产的主流工艺，但是从近年我国 DMC 新增产能的投产情况来看，新建装置多采用 EO 酯交换法工艺和甲醇氧化羰基化法工艺，EO 酯交换法产能的大量增加主要得益于其技 术的成熟性高，经济效益好以及较高的采收率，与 PO 酯交换法相比，利润空间相对更 大。而甲醇氧化羰基化法产能的增加主要得益于其较低的原料成本，同时由于甲醇氧化羰基化法装置可由煤制乙二醇装置技改完成，此工艺为我国煤化工企业向 DMC 布局从而解决乙二醇盈利较差的问题提供了绝佳的路线。
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精选报告来源：【未来智库官网】。