聚碳酸酯(Polycarbonate，简称PC)是一种综合性能非常优异的耐用型热塑性工程塑料。我国PC行业在过去二十年经历了翻天覆地的变化，在需求、供给和技术端等都取得了长足进步。
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需求端：国内PC消费量从2000年的约20万吨扩大至2019年的近250万吨，年均消费增速超过14%。
供给端：国内PC的产量则从2000年的不到0.1万吨扩大至2019年的接近120万吨，自给率从几乎完全依赖进口到目前接近50%。
技术端：近十几年中，以万华化学、浙铁大风、利华益、鲁西化工为代表的国内企业通过自主研发打破国外技术垄断，拥有了自主知识产权。
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预计，未来五年我国PC行业将面临新的发展趋势。
1.国内产能快速释放，自给率将快速攀升
近十几年来，随着以科思创、帝人、三菱为代表的外资公司和以浙铁大风、鲁西化工、万华化学为代表的内资企业陆续在国内投放产能，我国的PC供应获得了长足的发展。
我国真正意义上的第一套万吨级PC装置是日本帝人株式会社于2005年在浙江嘉兴投产的一条5万t／a的界面缩聚法生产线。经过十多年的发展，我国已成为全世界最大的PC生产国。截止到2020年末，PC产能已达到179万t／a，占全球总产能的约30%。另外，还有123万t／a在建和扩建产能，以及300多万t／a的规划产能。截止到目前，我国总的规划产能已经超过600万t／a，详情见表1。
（截止2020年末）
从表1可以看出，PC在建和扩建的123万t／a产能都将在未来两年内投产，并且规划产能中也将有部分在未来五年内陆续投产。预计到2025年我国总的PC产能将有望达到473万t／a，年均产能增速超过20%。具体如图1所示。
PC需求的增长虽然在过去20年取得了飞速的发展，但随着国家总体经济发展增速的下降和低端产业外迁，预计未来PC消费增速将维持在一个较低的水平。
过去20年，国内PC消费增速经历了几个不同的发展阶段。
第一个阶段，从2000年到2007年，随着PC在光盘、电子电气(特别是消费电子，如笔记本电脑、功能手机等)、汽车等领域的大量应用，国内PC年需求量从2000年的约20万t迅速提高至2007年的80万t以上，一举成为全球最大的PC消费国，年均增速超过20%，远高于全球平均不到10%的需求增速。
第二个阶段，从2008年到2015年，由于受全球金融危机影响、新型存储媒介(USB存储)和智能手机等行业的兴起，PC的需求增速开始显著放缓，全球年均增速只有1%左右，但国内的PC需求仍维持接近10%的中高速增长。
第三个阶段，从2015年至2018年，随着欧美经济复苏，全球PC需求量年均增速回升至3%左右，而此时国内PC需求由于新应用领域增长乏力，价格高位运行，导致需求增速显著下降，降至约5%，仅略高于全球平均增速。
第四个阶段，从2019年开始，随着PC价格的持续低位徘徊、以及国家对进口“洋垃圾”的严格管控，国内PC的消费增速又有显著回升，但随着PC价格的逐步回归正常盈利水平和对进口废塑料替代的完成，近两年内出现的PC需求高增长的趋势将不可持续。
预计未来五年，国内PC的消费增速将保持与GDP增速相近的水平。2025年，国内的PC需求量将接近340万t。具体如图2所示。
由此可见，国内PC的自给率将在未来几年大幅攀升。结合国内产能变化并考虑装置开车时间和开工率，预计国内将在2025年左右达到供需平衡，并将最终转为净出口国，具体如图3所示。
2.结构性过剩与结构性短缺将并存
预计从2021年起我国PC净进口量将逐步减少，2025年国内总产量将达到甚至超过总需求量，实现总体供需平衡。
但这种供需平衡实际将会是一种动态平衡，一些细分应用会出现产能过剩局面，特别是在传统的中低端传统大宗应用领域，如用于板材和一般改性及合金的PC树脂。而在其他一些方面仍然需要大量进口填补，进口需求主要来自三个方面：
供应层面，一方面作为PC生产企业的跨国公司从自身战略出发依然会进口大量PC原料，特别是SABIC、科思创、帝人、LG、出光、三菱、三养、奇美等在国内拥有下游改性业务的生产企业；另一方面以中东为代表的全球部分地区的PC生产成本依然会低于我国，在全球贸易流向上，仍会有部分产品进入我国。预计这部分的量将超过25万t。
应用层面，特别是跨国公司和外商独资企业的应用，因项目沿用、供应链安全管理、产品认证，甚至价格等因素，依然会在全球范围内进行资源配置，需要进口部分PC。预计这部分的量将超过10万t。
技术层面，部分PC的高端应用中(包括通用双酚A型PC的高端应用和各种共聚PC产品)，尤其是部分医疗认证材料、特殊光学材料等，国内的PC生产企业(包括现有跨国公司的国内工厂)依然无法生产，需要依赖进口。预计这部分的量将超过15万t。
因此，预计到2025年国内依然会有不低于50万t的PC需要进口，而其中绝大部分的终端应用都集中在中高端、高附加值领域。与此同时，未来几年国内的PC出口也必将会呈现高速增长趋势。预计到2025年国内出口PC的总量也将不低于50万t。但由于无法在品质、服务、认证等多个维度构建竞争优势，出口将会更多地利用价格优势，主要集中于中低端、价格敏感型领域。
预计到2025年国内的PC供需整体上将呈现如图4所示的三角结构。
在利润率低、应用量大的中低端领域，国内的PC产能明显过剩。在利润率高、应用量相对较小的中高端领域，国内产能将会显著不足，出现结构性过剩和结构性短缺并存的局面。
再从下游消费结构分析，PC的下游应用丰富多彩，在民用和工业的各个领域都能看到PC的身影。图5是2020年国内PC的下游消费结构示意。
从图5可见，国内PC最大的下游应用市场为电子电气，其次为板材／薄膜，这两大应用市场(不含家电)占据了整个PC消费量的一半以上。此外，汽车也是PC非常重要的一个下游应用市场，目前PC在汽车的消费占总消费量约16%(包含车灯、车窗及车用改性塑料等)。其他主要是光学、家电、包装、医疗等相对占比较小的市场。未来的进口产品将主要集中在医疗、电子电气、汽车和光学领域。
3. 一体化、规模化将构建综合竞争优势
从PC装置规模上看，目前全球总的PC生产线已超过100条，全球单套PC装置的平均产能约5.9万t／a，而我国大陆地区单套PC装置的平均产能已接近8万t／a。
鲁西化工生产基地
从PC生产基地规模上看，全球目前共有36个PC生产基地，单个生产基地的平均产能约17万t／a，而我国大陆地区的13个PC生产基地的平均产能只有13.8万t／a。预计到2025年我国大陆地区会有17个左右的PC生产基地，单个生产基地的平均产能将超过25万t／a，并将诞生4~5个年产能在50万t以上的大型PC生产基地。
未来拥有上下游一体化优势的企业将具备更大的抗风险能力；另外，越是向上游配套的企业，PC的产能规模也越大。届时那些拥有一体化的产业链配套和大型化的产业规模的生产企业将在风险抵御能力和综合成本端形成综合竞争优势。目前国内PC装置上下游配套情况详见表2。
4.通用PC将大宗化，改性PC将通用化
由于产量和消费量的逐步扩大，PC材料已初具“大宗塑料品”的特点：交易量大、通用料多、中低端产品性能逐渐趋同和标准化、加工技术逐步成熟、专业技术依赖度不断降低。
不仅通用PC逐步大宗化，一些改性PC产品也开始逐步走向通用化，例如典型的UL94 1.5mmV0级的阻燃PC和阻燃PC/ABS产品，不仅每家改性企业均有对应产品，而且即便是不同的下游应用行业也常常会使用相同牌号的改性PC产品。如融指为10的UL94 1.5mmV0级的阻燃PC不仅被应用于各种电源接触设备的外壳，还用于其他具有防火要求的零部件制品中。
5.高端应用的差异化需求将会愈加明显
在PC行业快速发展的同时，我们也应看到，未来PC产品的差异化将会非常明显。比如：
手机。在手机的中框上，大量应用玻璃纤维增强PC产品；在手机背板上，根据产品设计的不同，主要使用加硬PC、普通PC和PC合金产品等；手机充电器，则主要使用UL94 1.5mmV0级放入阻燃PC产品。充电宝则大量使用UL94 1.5mmV0级的阻燃PC/ABS产品；为手机配套的无线耳机，大量使用了含硅共聚PC产品和LDS用PC产品；作为网关设备的路由器和CPE等，同样大量使用了阻燃PC和阻燃PC/ABS产品。
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5G基站。户外宏基站天线外壳材料的耐候、耐温和阻燃的高要求，会大量使用阻燃型的含硅共聚PC产品。
此外，各种具备不同功能和附加属性的PC产品将被越来越多地应用到各个领域。例如，在近视镜片和摄像头领域大量使用折射率高达1.64，甚至1.7以上的高折射PC产品。在有更高耐热要求的透镜、导光条等领域使用热变形温度高达180℃，甚至200℃以上的高耐热PC产品。在极寒应用场景下，则大量使用在-40℃，甚至-60℃下，仍可保持高冲击性能的耐低温PC产品。在有防静电要求的应用场景下通常会使用表面电阻在106~1012Ω.cm的抗静电PC产品；在汽车内饰件领域则使用气味等级更低的PC合金产品等等。
6.价格将由市场导向转向成本导向
国内PC长期依赖进口，在2005年国内第一套万吨级PC装置投产前，几乎100%依赖进口。即便从2005年后，国内产能快速释放，其进口依赖度在2016年以前仍一直维持在60%以上的高位，我国PC进口依赖度如图6所示。
长期依赖进口使得PC的供应始终处于紧平衡状态。从2013年至2018年的5年中，PC行业除2014年由于油价高位导致短暂时间的亏损外，始终处于较高的盈利状态。PC与主要上游原料的价格相关系数(2013—2018)详见表3。
从表3中可以看出，2013年至2018年，PC主要原材料双酚A及双酚的上游原料苯酚以及更上游的纯苯均与原油价格高度相关，而PC价格与主要原料的相关性非常低，与其核心原材料双酚A的相关系数只有0.26，说明在这期间PC的价格主要由市场供需决定，为市场导向。
2019—2020年PC与主要上游原料的价格相关系数详见表4。
从表4可以看出，PC价格与其核心原料双酚A高度相关，相关系数达到0.88，两者的差价始终维持在3000~5000元／t之间。即便在2020年下半年由于下游产品出口大幅增长带来PC需求量大幅回升，但依然没有改善PC的盈利能力。
预计未来，随着国内PC产能的进一步释放，国内PC将会与双酚A长期维持在3000~5000元／t的差价范围内，PC的价格已从市场导向转向了成本导向。
7.再生PC将规模化、规范化
再生PC是将废弃PC重新循环利用的一种方式，再生PC的大规模利用，不仅可以降低碳排放，还可有效地减少塑料的污染。
再生PC按照回收来源可分为消费前回收和消费后回收。消费前回收主要指在PC的合成、改性、制品加工过程中产生的废弃材料，这部分材料由于回收来源集中、组分简单、附加值高，目前已被广泛回收使用。消费后回收，由于经过流通环节，因此回收产业链长、成分复杂、技术难度高，导致目前回收率不高，但却是未来PC回收的主要发展方向。
再生PC按照回收方式可分为物理回收、化学回收和能量回收，我们通常所说的PC再生或PC循环再利用主要是指物理回收和化学回收。
采用物理回收工艺的PC主要集中在光盘、水桶、车灯、板材、水杯等。废旧PC经过回收点收集后，交给回收散户或企业分类(包括拆解)、分拣、破碎、清洗、干燥等环节，得到比较纯净的PC碎片，通过熔融再生得到再生PC颗粒，然后再根据再生PC的应用领域对其进行针对性的改性。
目前，再生PC存在的几个主要问题：一是，处于再生PC关键环节的回收企业依然是以小微企业为主，回收经营分散，集约化程度低，行业的规模化和规范化不足。二是，再生PC的回收成本较高，高品质的再生PC价格与新料价格长期形成倒挂，使得行业难以大规模推广。第三，国内下游应用企业对回收材料存在一定偏见，导致对在成本相近或更高情况下，使用再生PC的热情不高。
化学回收就是通过将废旧塑料降解为聚合物单体，然后该单体继续参与后续的聚合物合成的回收方式。利用这种分子级再生过程制备的PC树脂，与经过普通化石原料合成的PC树脂在特性、纯度等方面可做到几乎完全一致。这种回收工艺一旦在技术端形成突破并具备一定的经济性，必将对全行业形成革命性的变革。大型化工企业甚至可以利用现有装置即可参与塑料的再生循环过程，大大降低整个塑料再生过程的成本，使得整个行业进一步规模化、规范化。
8.两种PC合成技术将长期并行发展
目前，PC工业化生产的主流工艺包括界面缩聚工艺和熔融酯交换缩聚工艺(简称熔融缩聚工艺)两种。
PC的合成最早于20世纪50年代末，分别由当时的拜耳公司(现科思创公司)和通用电气塑料公司(现沙特基础工业公司)实现工业化。60年代，熔融缩聚工艺在生产过程中的一些关键技术无法解决，规模小、质量差，而界面缩聚工艺的产品分子量可调，较易制得高分子量PC，装置规模容易放大，技术相对成熟，因此世界各大公司纷纷采用界面缩聚工艺生产PC。70至90年代，世界各地兴建的PC装置几乎都采用界面缩聚工艺。
进入90年代后期，熔融缩聚工艺在一些关键技术上取得了突破，产品质量大幅改善，同时由于全球对光气使用的限制，之后很多公司开始转向采用该技术路线生产PC。
界面缩聚工艺采用光气与双酚A在碱性氢氧化物水溶液和惰性有机溶剂存在下，通过界面缩聚反应合成PC。目前在国内，帝人、三菱瓦斯、鲁西化工、万华化学和沧州大化等均采用此工艺路线生产PC。
界面缩聚工艺的优点主要是易获得高分子量PC，特别是在合成其他高熔点特种PC时，不受高熔点困扰。界面缩聚工艺的缺点主要是使用了剧毒物质——光气，以及需采用复杂的后处理工艺。此外，还需进行溶剂的循环套用和废水处理。
熔融缩聚工艺采用碳酸二苯酯与双酚A在催化剂作用下通过熔融缩聚反应合成PC，副产苯酚。目前在国内，科思创、中石化三菱、浙铁大风、利华益维远、中蓝国塑、盛通聚源和甘宁石化等均采用此工艺路线生产PC。
熔融缩聚工艺的优点主要是聚合过程不使用光气，缺点主要是聚合过程为热力学控制，高粘度熔体对分散混合要求非常高，且较长的高温停留时间导致聚合物链段的分子结构规整度较差，较难生产高粘度产品且产品的耐热性能通常不如界面缩聚工艺制备的产品。
从表5中可以看出，目前我国现有装置和新建装置中采用界面缩聚工艺和熔融缩聚工艺的产能占比都维持在4∶6左右。两种工艺路线各有千秋，未来两种工艺路线将会长期共存。
9.共聚PC产品国产化将加速
高端产品差异化中的差异化产品主要可以分为两类，一类是在双酚A型均聚PC的基础上进行后端改性，如提高表面电阻达到抗静电效果，改善阻燃效果等；另一类则需要在PC聚合的分子链段上进行改良，如为提高耐低温性能，通常引入含硅氧烷的分子链段，为提高耐热性能通常加入分子量更大的含苯环双酚结构与双酚A进行不同比例的共聚，为提高高剪切下的熔体强度，通常会引入三官能团或四官能团物质共聚为支化结构，为提高PC的折射率，则通常需摒弃双酚A结构，而采用其他的双酚或双醇进行共聚等等。
我国在共聚PC方面几乎完全依赖进口。2020年国内PC消费总量约250万t，其中接近95%为双酚A型均聚PC。国内共聚PC的市场容量在10万~15万t左右，且这部分基本都是最高端的PC产品，具有极高的附加值。
未来我国PC产业要想改变目前“大而不强”的局面，发展高端共聚PC产品势在必行。目前，国内已经有多家公司和科研院所在进行共聚PC的聚合工艺开发，如硅氧烷共聚PC和支化PC已部分实现了国产化，相信未来必然还会有更多具备不同优异性能的共聚PC产品逐步实现国产化。
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参考阅读：更新：8家硅共聚PC生产企业介绍
10.标准先行将引领行业健康发展
2017年之前国内PC相关标准非常少，主要涉及其命名原则、性能要求以及测定方面的指标要求，还有建工方面PC板材标准，详见表6。
自2017年以来，国内各类PC相关标准大规模出台，一项标准从立项到发布，一般需要2年左右时间，也就是从2015年起，国内企业开始重视PC的相关标准制定，这与2015年内资PC工厂投产的时间点刚好吻合。
此外，我们从最新标准的制定中也可以看到：第一，2017年以后包括LED灯罩用光扩散PC、家用和类似用途电器装置用阻燃PC专用料、电动汽车充电桩壳体用PC/ABS专用料等多个PC专用料标准开始规模化出现。专用料标准的出现将对规范PC在特定应用领域的使用起到非常好的促进作用，也必将促进这些行业的改性PC产品向通用化方向发展。第二，PC绿色工厂和再生PC标准的实施也将规范国内PC生产和再生PC的进口及国内内循环。
11.发展建议
随着全球PC下游应用产业的变迁和PC国产化的兴起，PC行业也正在面临巨大的变化。结合上述我国PC行业发展的十大趋势，为了营造安全、健康的可持续发展的PC行业环境，提出如下几点建议：
（1）我国PC行业从严重依赖进口到产能过剩的趋势已几乎不可避免，投资者和生产者必须理性投资，求变才能求得健康发展；
(2)接受PC工程塑料大宗化、通用化的现实，积极拓展商品化属性，要积极寻求在差异化上的突破；
(3)从增量发展转向增质发展，鼓励发展中高端PC产品，加强自主研发与高端性能牌号的创新能力，提高产品质量，丰富产品种类，尽快改善高端产品结构性短缺的局面；
(4)PC行业应针对“EHS(环境、健康、安全)”提升执行标准，适当考虑提高行业准入门槛，避免良莠不齐。要规范生产、提升安全的监管；
(5)PC行业应加强与下游应用领域的互动，从解决应用端的实际需求入手，推动应用端与PC材料间的标准规范，进一步拓展PC的应用领域；
(6)迅速打造PC回收利用体系，结合物理回收、化学回收，完成回收PC的闭合链，解决回收PC材料的来源、再生、共混以及市场去向等问题，切实为解决塑料污染，降低碳排放作出贡献。
硅共聚PC以其良好的耐低温性能、耐候性能、阻燃性能等在光伏领域也将有良好的市场空间。在2022年10月20日由艾邦举办的“2022年光伏与储能材料论坛”上，世界著名PC生产商将带来“新一代创新PC材料在光伏连接器中的解决方案”的演讲报告，欢迎与会讨论！
参考资料：我国聚碳酸酯发展新趋势,万华化学等
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原文始发于微信公众号（艾邦高分子）：中国聚碳酸酯（PC）发展10大新趋势
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