烧碱期货投资手册

  摘要

  烧碱学名氢氧化钠(Sodium

  Hydroxide),化学式为 NaOH,俗称火碱、苛性钠,是一种具有强腐蚀性的强碱。烧碱是国民经济基础性化工原材料,与纯碱同为“三酸两碱”

  中的两碱之一,按存在形式分为液碱和固碱两种,广泛应用于金属冶炼、纸浆、印染、化纤、水处理、石油精制。本周五,烧碱的期货将上市交易,因此,我们整理了前期发布的烧碱现货和期货介绍的系列报告,方便投资者参考。

  正文

  01 烧碱的基础知识

  烧碱有固体和液体两种形态,固体烧碱呈白色,有块状、片状、棒状、粒状,质脆;液体烧碱为无色透明液体。纯的无水氢氧化钠(固碱)为白色半透明、结晶状固体,极易溶于水,溶解度随温度的升高而增大,溶解时放出大量的热。烧碱水溶液有涩味和滑腻感,呈强碱性,能与酸性物质反应,具备碱的一切通性。

  工业烧碱执行《中华人民共和国国家标准 工业用氢氧化钠》(GB/T 209-2018)(以下简称国标)。国标将工业用氢氧化钠分为两大类,国标 IL为液体工业用氢氧化钠(通称液碱)。国标 IS为固体工业用氢氧化钠(通称固碱)。

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  固碱从其形状上又可分为桶装固碱、片碱、粒碱。国内固碱市场以片碱为主。液碱根据氢氧化钠含量的不同,又可分为低浓度碱和高浓度碱,目前国内低浓度碱的主流规格为32%离子膜碱,高浓度碱的主流规格为50%液碱,二者市场认可度较高。

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  02 烧碱的供给与需求

  2011-2021年,中国烧碱产能年均增长率约2.9%,产量年均增长率约4.7%。2016-2021年,中国烧碱产能逐年增长,稳定在4000万吨规模以上。主流规格为32%液碱和50%液碱,分别占59%、19%,合计占比接近烧碱总产量的80%。2022年我国烧碱产量,3980万吨,产能4447万吨。

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  中国是烧碱生产和消费大国,近十年来国内烧碱的消费量维持了长期增长的态势。其中,2010年至2015年为快速增长期,中国烧碱年需求量从2010年的1934万吨增长至2015年的2852万,消费量增幅达到47.5%。2016年至2021年烧碱的消费量增幅放缓,达到21%。在这当中,2015年至2017年的需求基本持平。主要受到受化工行业在那个阶段普遍的供大于求的影响。需求不力的情况下,整个化工业都在逐步进行供给侧结构性改革。随后,伴随着烧碱上下游行业的供需再平衡的效果的显现,以及市场需求的恢复,2018至2021年中国烧碱需求量再度开始稳定增长,年需求量从3276.6万吨增长至3748.4万吨。

  中国烧碱需求量排名前十的省(市、自治区)分别是:山东、山西、广西、江苏、浙江、江西、广东、河南、河北、四川,需求合计2865万吨,占全国烧碱总需求量的72.5%。从产业链的布局来看,烧碱的生产企业基本都与终端的消费企业同属一个地区。大型的终端行业有时也会自行配套烧碱的产能。

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  烧碱的应用具有较为广泛的场景。其中,应用最多的是氧化铝行业,消费占比近30%。接下来是印染、化纤、造纸以及化工行业,合计消费占比38%。除此以外,仍有许多行业都在使用烧碱作为原料,不愧是国民经济的基础工业生产原料。

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  氧化铝行业是烧碱最大的下游行业。氧化铝有三种生产工艺:拜耳法、烧结法、联合法。其中拜耳法使用烧碱,适于处理高品位的铝土矿,约占全国氧化铝产能的90%以上。在氧化铝的生产中,烧碱的主要作用是处理铝矿石,使矿石中的氧化铝转变成铝酸钠溶液,纯净的铝酸钠溶液即可分解析出氢氧化铝,经分离、洗涤后煅烧,便获得氧化铝产品。使用拜耳法工艺生产氧化铝,理论上每生产1吨氧化铝消耗烧碱0.14~0.16吨。

  国内氧化铝主要生产企业中,山东魏桥独占鳌头,集团氧化铝产能合计达到1650万吨。接下来其他主要的生产企业有,信发华宇450万吨,中铝广西250万吨,中电投山西250万吨,广西信发240万吨,山西信发220万吨,广西华银200万吨等企业。

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  印染、化纤行业也是烧碱的主要应用之一。在印染过程中,它可以用来去除黏胶剂、油脂和小纤维,软化布料,让染料进入纤维、色彩均匀;在化纤行业,烧碱是生产纤维的化工原料之一,主要体现在通过配制成不同浓度的溶液,用于浸渍和脱硫等环节。印染、化纤行业的产量及其对烧碱的需求主要受纺织行业市场情况的影响。据百川资讯估算,2021年,我国印染、化纤行业对烧碱需求量为608.8万吨,占烧碱总需求的16.2%。我国化纤、印染行业主要集中在浙江、江苏、四川、江西、新疆以及山东、河北等地区。

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  化纤行业中,烧碱主要用于粘胶行业的生产,占比达90%以上。一般而言,生产1吨粘胶短纤需消耗烧碱0.5~0.6吨。中国作为纺织大国,粘胶短纤需求量较大,中国粘胶短纤产能占全球总产能的近70%。

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  03 烧碱的出口

  我国烧碱的进口量整体较少。近年来进口量一般不超过8万吨;与我国较大的烧碱产量相比,占比微小。然而,出口量虽然占总产量的比例在10%以内,但是出口绝对数量并不低。其中,

  2022年我国烧碱出口量324.8万吨,同比增加219%。其中,液碱出口266.29万吨,同比在增长243%,固碱出口58.479万吨,同比增长151%。

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  04 烧碱的物流和存储

  我国烧碱贸易流向主要为自西向东、自北向南华北、华东地区以生产液碱为主,除供应本省的氧化铝、造纸、化工企业外,一般通过汽运流向周边省份,或通过海运流向福建和广东。西北地区(除陕西外)以生产固碱为主,大部分流向华东、华南、西南和华中地区。

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  通常烧碱的运输采用,管道运输、汽运、铁运、水运的方式。通常, 园区内采用管道运输,300公里内采用汽运,距离较远可采用船运或铁路运输。一般32%液碱使用普通碳素钢储罐槽罐车,50%液碱储罐需使用含镍不锈钢储罐槽罐车。一般,液碱储存在储罐当中。罐容一般在4000~7000立方米不等。32%的液碱使用普通碳素钢储罐,内层涂有抗腐蚀保护膜。50%的液碱储罐使用含镍不锈钢储罐,且多具备保温装置。固态碱,多采用袋装包装,由于其活泼的化学属性,一般存储在通风、干燥、清洁的库房,且不得与易燃物和酸类存储。

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  05 盐化工产业链与烧碱的生产

  我国化工产业门类众多,按是否含有碳元素,可分为有机化工和无机化工,而盐化工由于没有碳元素所以属于无机化工。他是指利用盐或盐卤资源,加工成烧碱、纯碱、盐酸、氯化铵、氯气、氢气等产品,并进一步深加工的化工产业。目前主要盐化工链环节主要有两条产业链,一条工业线是纯碱行业,以原盐为原料通过联碱法、氨碱法、天然碱法制备获得纯碱(碳酸钠),并应用于玻璃行业、洗涤剂行业、食品行业、无机盐行业等。另一条工业线是氯碱产业,氯碱产业主要是原盐为原料生产获得烧碱和液氯,然后,各自成为后续工程的原料起点。其中烧碱的下游应用于氧化铝、化工、造纸、水处理、印染等行业。液氯则为PVC、盐酸、含氯化工品、甲烷氯化物等的原料。充分表现出盐化工板块,应用众多的特点。

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  烧碱生产主要为电解法。目前,离子交换膜法技术是当今世界的主流生产方法,中国市场以离子交换膜法为主,产能在中国烧碱总产能中占比达99.65%。此方法用有选择性的离子交换膜来分割阳极和阴极,这种离子交换膜是一种半透膜,只允许钠离子和水通过,其工艺流程主要分为:整流、盐水精制、电解、氯氢处理、液碱蒸发、固碱生产六道工序。

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  离子交换膜法的基本原理是通过将二次精制的盐水电解,于阳极室生成氯气,阳极室盐水中的钠离子通过离子膜进入阴极室与阴极室的OH-生成氢氧化钠,H+直接在阴极上放电生成氢气。电解过程中向阳极室加入适量的高纯度盐酸以中和返迁的OH-,阴极室中加入所需纯水。在阴极室生成的高纯烧碱浓度为30%~32%,可以直接作为液碱产品。整个反应原理的化学方程式如下:

  2NaCl+2H?O=2NaOH+H?↑+Cl?↑

  从原料数量来分析,可以看到,烧碱,氯气、氢气其实在电化学反应过程中同时按照一定比例产生的。因此,国际氯碱业通常采用“公制电化单位成本(ECU,Electric

  Chemical

  Unit)”作为标尺,以每ECU为成本单位进行核算。根据测算,每电解单元(ECU)可生产1单元烧碱(折百)和0.886单元氯气。通常,烧碱生产企业每生产1ECU产品,消耗约1.5吨原盐,同时消耗电约2300kW·h,电力成本占总生产成本约60%,盐占总生产成本的20%。

  由于烧碱和液氯同时产出,但是在盐化工产业链的位置下,其各自下游的实际应用却并不相同。一般而言,由于液氯不便于运输和储存,因此必须正在被生产之后尽快在其配套下游生产环节被使用掉,因此,液氯的价格波动性相对较大和较快。而烧碱由于运输和储存相对液氯略有便捷,因此多直接销售。烧碱和液氯两者在各自下游产业链中被消化速度的差异性,导致了氯碱行业的开工率主要受液氯需求影响。在液氯需求旺盛的时候,氯碱工厂多维持高开工,伴随着生产出来的烧碱产量也较多,烧碱价格由于供应的充足往往表现一般。反之当烧碱需求较旺盛的时候,氯碱厂家为了满足下游需求也会维持高开工,这个时候同步被生产出来的液氯也会很多。但由于终端的液氯需求未必会大幅增加,此时氯碱生产厂家多采取降价等措施处理多余液氯。

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  06 烧碱期货介绍

  烧碱期货历经郑商所多年的准备,将于本周五正式挂牌交易,接下来我们将围绕烧碱期货的运行特点和要点做逐一的分析的介绍。

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  烧碱期货要点介绍

  1、交易单位:30吨/手(干吨重量)。最小变动价位:1元/吨。合约交割月份:1-12月。最后交易日、最后交割日分别为合约交割月份的第10个、第13个交易日。交易代码:SH(Sodium Hydroxide)。

  2、烧碱期货报价。报价单位为元(人民币)/吨,报价单位与烧碱现货贸易中使用的报价单位相同。需要注意的是烧碱期货的报价为折百价,即以干吨作为交易单位与交割单位,以折百价作为报价单位,便于不同形态、浓度烧碱进行比价和换算,方便产业客户参与烧碱期货套期保值和交割时明确商品数量。

  举例来说:32%液碱折百价换算方式:折百价=含水价/32%,50%液碱折百价换算方式:折百价=含水价/50%。因此,通过换算可知,烧碱期货每手合约贸易量相当于现货车量3车32%液碱,或2车50%液碱。

  3、交割品级

  基准交割品:32%液碱。符合《中华人民共和国国家标准工业用氢氧化钠》(GB/T209-2018)规定的Ⅲ类液碱,其中氢氧化钠含量≥32%。替代品:50%液碱。符合《中华人民共和国国家标准工业用氢氧化钠》(GB/T209-2018)规定的Ⅰ类液碱,根据生产成本和销售价格,50%液碱较32%液碱有一定升水。

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  4、交割流程。沿用郑商所现行交割、结算流程,和郑商所其他非通用标准仓单的品种保持一致

  5、交割方式(仓库交割+厂库交割)

  交割采用实物交割。标准仓单非通用。仓单有效期2个月。每年奇数月第15个交易日(含该日)之前注册的标准仓单, 应在当月第15个交易日(含该日)之前全部注销。仓储费、滞纳金按照湿吨标准收取。

  6、保证金和限仓

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  7、风控制度

  每日价格波动限制与最低交易保证金:±4%与5%的组合。上市初期采用9%和±7%的保证金标准和涨跌停板组合。

  07 风险提示

  本报告为烧碱现货和期货的市场知识普及性报告。

  申万期货研究所

  分析师:陆甲明

  从业资格号:F3079531

  投资咨询号:Z0015919

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