Materiały silikonowe są nie tylko ważnym składnikiem przemysłu nowych materiałów w ramach krajowego strategicznego przemysłu wschodzącego, ale także niezbędnym materiałem pomocniczym dla innych strategicznych wschodzących gałęzi przemysłu.

Ciągły rozwój dziedzin zastosowań i ogromny potencjał popytu sprawiły, że silikony stały się obecnie jednym z najpopularniejszych materiałów chemicznych.

Największy udział w krajowym zużyciu silikonów przypada na takie sektory jak budownictwo, elektronika, energetyka i energetyka odnawialna, opieka medyczna oraz higiena osobista. Spośród nich sektor budowlany jest obecnie głównym odbiorcą silikonów, odpowiadając za około 30%.

Oprócz ciągłego wzrostu popytu na materiały silikonowe w tradycyjnych gałęziach przemysłu, branże związane z oszczędzaniem energii i ochroną środowiska, takie jak fotowoltaika i nowe źródła energii, a także rozwój wschodzących branż, takich jak budowa sieci energetycznych o bardzo wysokim i bardzo wysokim napięciu, inteligentne materiały noszone, druk 3D i 5G, zapewniają nowe punkty wzrostu popytu na silikony.

Przegląd silikonów

Silikony to ogólna nazwa organicznych związków krzemu, które są syntetyzowane i hydrolizowane przez metaliczny krzem i chlorometan.

Pierwszym etapem syntezy silikonów jest wytworzenie metylochlorosilanu, który następnie jest hydrolizowany w celu uzyskania monometylotrichlorosilanu, dimetylodichlorosilanu i trichlorosilanu. Dimetylodichlorosilan jest głównym monomerem krzemu organicznego, a jego głównymi produktami są kauczuk silikonowy i olej silikonowy.

Obecnie podawana w Chinach zdolność produkcyjna silikonów odnosi się ogólnie do zdolności produkcyjnej metylochlorosilanu, natomiast bieżące statystyki produkcyjne opierają się na produkcji dimetylosiloksanu.

Łańcuch przemysłu silikonowego

Łańcuch technologiczny przemysłu silikonowego dzieli się głównie na cztery ogniwa: surowce silikonowe, monomery silikonowe, półprodukty silikonowe oraz produkty głębokiego przetwarzania silikonów. Istnieje mniej przedsiębiorstw produkcyjnych zajmujących się surowcami, monomerami i półproduktami silikonowymi, natomiast proces głębokiego przetwarzania obejmuje szeroką gamę produktów i bardziej rozproszone moce produkcyjne.

Surowce silikonowe

Proces produkcji silikonów wymaga dużej ilości surowców. Surowcem do produkcji silikonów jest przemysłowy proszek silikonowy, który jest przygotowywany w przemyśle poprzez redukcję kwarcu koksem w elektrycznym piecu łukowym.

Produkcja silikonu przemysłowego pochłania duże ilości rudy silikonowej i energii, a także powoduje znaczne zanieczyszczenie środowiska. Dlatego stabilne i wysokiej jakości dostawy surowców silikonowych do zastosowań przemysłowych stały się podstawową gwarancją produkcji silikonów.

Według SAGSI, w 2020 r. światowa zdolność produkcyjna przemysłowego krzemu wyniosła 6,23 mln ton, podczas gdy zdolność produkcyjna Chin wyniosła 4,82 mln ton, co stanowi 77,4%.

Krzem

Monomery i półprodukty silikonowe

Krajowe dostawy monomerów silikonowych i półproduktów stanowią ponad 50% globalnego zapotrzebowania, co czyni je największym dostawcą monomerów silikonowych i półproduktów na świecie. Ze względu na niestabilność monomerów silikonowych, firmy zazwyczaj syntetyzują monomery w celu uzyskania półproduktów, takich jak DMC (dimetylosiloksan) lub D4, przeznaczonych do sprzedaży.

Istnieje kilka odmian i specyfikacji monomerów i półproduktów silikonowych.

Dimetylodichlorosilan jest obecnie najszerzej stosowanym monomerem silikonowym, stanowiącym ponad 90% całkowitej ilości monomerów.

Próg wejścia dla przemysłu silikonów jest wysoki, został podniesiony do 200 000 ton i wymaga nakładów inwestycyjnych w wysokości co najmniej 1,5 miliarda juanów. Wysoki próg wejścia będzie sprzyjał trendowi koncentracji mocy produkcyjnych monomerów w kierunku wiodących przedsiębiorstw.

Obecnie tylko niewielka liczba przedsiębiorstw dysponuje odpowiednim zapleczem technologicznym i osiągnęła produkcję na dużą skalę, przy czym ponad 90% mocy produkcyjnych jest rozdzielone pomiędzy 11 największych przedsiębiorstw.

Koncentracja zdolności produkcyjnych w zakresie monomerów silikonowych zapewnia również większą przestrzeń negocjacyjną dla przedsiębiorstw działających na niższych szczeblach łańcucha dostaw.

Dichlorodimetylosilan

Jeśli chodzi o podaż, wiele wiodących chińskich przedsiębiorstw produkujących silikony realizuje obecnie lub planuje nowe projekty. Nowe moce produkcyjne będą skoncentrowane w produkcji w latach 2022-2023, a branża wkrótce wejdzie w fazę dynamicznej ekspansji.

Według danych Baichuan Yingfu, firmy takie jak Hesheng Silicon Industry, Yunnan Energy Investment i Dongyue Silicon Materials zainwestują w tym roku około 1,025 miliona ton mocy produkcyjnych silikonów. Firmy takie jak New Special Energy, Asia Silicon Industry i Sichuan Yongxiang również inwestują w moce produkcyjne krzemu polikrystalicznego, co napędza wzrost popytu na silikony przemysłowe.

SAGSI przewiduje, że do 2025 r. chińskie zdolności produkcyjne metylowych monomerów silikonowych przekroczą 6 milionów ton rocznie, co będzie stanowiło ponad 70% globalnej zdolności produkcyjnej metylowych monomerów silikonowych.

Według C&EN, Momentive, wiodąca zagraniczna firma produkująca silikony, planuje zamknąć swoją produkcję silikonów w Waterford w stanie Nowy Jork, dzięki czemu Dow stanie się jedynym producentem surowców do produkcji silikonów w Stanach Zjednoczonych

Globalna produkcja monomerów silikonowych zostanie przeniesiona do Chin, a wskaźnik koncentracji branży będzie się w przyszłości nadal poprawiał.

Głębokie przetwarzanie silikonów

Produkty z głęboko przetworzonych silikonów często występują w postaci cząsteczkowej RnSiX (4-n), a stabilne właściwości fizykochemiczne łańcucha krzemowego i zmienność grup funkcyjnych nadają im bogate funkcje użytkowe. Głównymi produktami są kauczuk silikonowy i olej silikonowy, stanowiące odpowiednio 66% i 21%.

Obecnie przemysł głębokiego przetwarzania silikonów wciąż dynamicznie się rozwija, a jego branża jest stosunkowo rozproszona. Istnieje ponad 3000 przedsiębiorstw zajmujących się wyłącznie przetwarzaniem silikonów.

Zbiornik na surowce w fabryce Olivii

Struktura głęboko przetworzonych produktów silikonowych w Chinach:

Zagraniczne firmy produkujące silikon nie mają przewagi kosztowej nad firmami chińskimi w produkcji monomerów silikonowych, a większość wiodących zagranicznych firm produkujących silikon koncentruje się na opracowywaniu produktów do głębokiego przetwarzania i wydłużaniu łańcucha przemysłowego.

Polityka Chin w zakresie wspierania przemysłu silikonowego stopniowo przesunęła się z produkcji monomerów na głęboką obróbkę produktów silikonowych, opracowywanie nowych produktów silikonowych, rozszerzanie nowych obszarów zastosowań i poprawę poziomu wszechstronnego wykorzystania.

Krzemionka

Produkty z silikonów w dalszej fazie produkcji charakteryzują się wyższą wartością dodaną i większymi perspektywami zastosowań rynkowych. Obecnie istnieje nadal znaczny potencjał rozwoju konsumpcji silikonów na rynkach wschodzących w Chinach i za granicą.

Silikon

Krzem polikrystaliczny