内容目录1.天然碱法制纯碱具备明显成本优势 (3)1.1. 纯碱生产主要有三种方法 (3)1.2. 天然碱法的成本最低 (4)1.3. 我国限制氨碱法与联碱法纯碱产能新增，天然碱法获得优势 (5)2.天然碱的生产主要集中在美国、土耳其、中国 (6)2.1. 天然碱法的全球占比约为26% (6)2.2. 美国是最大的天然碱生产国，也是全球最大的纯碱出口国 (6)2.3. 土耳其是具备天然碱产能的第二大国家 (8)2.4. 非洲拥有世界第三大天然碱矿床 (9)2.5. 我国天然碱中源化学一家独大，远兴化学掌握独家开采技术 (9)3.纯碱未来需求稳定增长，大规模天然碱项目计划推进中 (12)3.1. 全球需求有望保持2%的年复合增长率 (12)3.2. 供应端将新增两个大规模天然碱项目 (13)4.推荐标的——远兴能源（000683.SZ） (14)4.1. 公司天然碱法成本优势显著 (14)4.2. 天然碱矿和开采工艺是壁垒，纯碱价格向上弹性大 (15)4.3. 大股东发现高品位新碱矿——塔木素苏木天然碱矿，承诺注入公司体内 (15)4.4. 依托新碱矿计划新建纯碱产能，规模优势大，单吨成本低 (15)图表目录图1：纯碱的主流工艺有三种 (3)图2：纯碱生产成本对比 (4)图3：我国纯碱产能情况 (5)图4：全球纯碱生产方法占比情况 (6)图5：美国天然碱矿主要位于怀俄明州绿河地区和科罗拉多州西北部山区 (7)图6：美国纯碱主要五大公司及矿产情况 (7)图7：美国纯碱产量与净出口量 (8)图8：美国纯碱历史价格 (8)图9：我国主要天然碱矿床情况 (10)图10：双井水平井溶采工艺示意图 (11)图11：我国纯碱产量与净出口量 (11)图12：全球纯碱下游需求分布 (12)图13：全球纯碱需求量及未来预测 (12)图14：全球纯碱人均消费量对比 (13)图15：我国三种纯碱生产方法的单吨成本对比（2019年） (14)图16：公司天然碱成本拆分 (14)表1：三种工艺特点对比 (4)表2：纯碱行业相关产业政策 (5)表3：土耳其天然碱生产公司及矿产情况 (9)表4：非洲天然碱生产公司及矿产情况 (9)表5：我国天然碱生产纯碱的主要企业产能 (10)1.天然碱法制纯碱具备明显成本优势1.1. 纯碱生产主要有三种方法纯碱即碳酸钠，俗名苏打，其工业产品主要有两种: 轻质纯碱和重质纯碱。

两种产品化学性质无区别，只是物理性质有所不同，如松密度、粒子大小、形状及安息角度等。

一般轻质纯碱为白色粉状结晶，密度为450～700 kg/m3，重质纯碱为白色细小颗粒，密度为900～1200 kg/m3。

图1：纯碱的主流工艺有三种资料来源：CNKI，安信证券研究中心目前，纯碱的主流工艺分为三种：●天然碱法，是通过对天然碱矿物进行一系列过滤、除杂等工序来制取纯碱。

根据碱矿成分的不同，天然碱法生产工艺主要分为蒸发法和碳化法两种。

对于碱、硝、盐共生的泡碱型天然碱湖水或者主要成分为泡碱（Na2CO3·10H2O）的固体矿，一般采用卤水碳化法生产工艺，提取天然卤水进行碳化、干燥和煅烧，生产出纯碱。

对于以晶碱石（Na2CO3·NaHCO3·2H2O）为主要成分的天然碱矿，一般采用蒸发法生产工艺，蒸发法进一步细分为倍半碱工艺和一水碱工艺。

倍半碱工艺在蒸发前使NaHCO3分解，例如通过干法分解（煅烧）、湿分解或溶采时注入NaOH中和，蒸发中析出Na2CO3·H2O；采用一水碱工艺生产重质纯碱，采用边蒸发、边湿分解的一步法生产重质纯碱。

天然碱法工艺的应用受限于资源的地理位臵、供应等基础条件，与其他两种主流生产工艺相比，最大优势在于成本较低。

●氨碱法，又称索尔维制碱法，或索氏制碱法。

该方法是由比利时人索尔维在1859年发明，以食盐、氨水、二氧化碳为原料，在室温下从溶液中分离出碳酸氢钠的制碱法。

氨碱法的生产步骤简单，原料经济实惠且碳酸钠产品纯度高，适合大规模生产。

但同时也有一些缺点，氨碱法氯化钠（食盐）利用率最高只能达到75％，且排出大量废渣废液（据统计，每生产1吨纯碱需排放10吨废液），废渣中含有大量氯化钙，很难加以利用且污染性较强。

联碱法，即侯氏制碱法，由我国著名化学家侯德榜发明于1943年，考虑到我国缺盐的行情，在索尔维法基础上，将纯碱和合成氨两大工业联合，同时生产碳酸钠和化肥氯化铵，大大地提高了食盐利用率。

侯氏制碱法使食盐的利用率提高到96％以上。

整个过程中二氧化碳是被循环利用的，而氯化铵则是生产碳酸钠（纯碱）的副产品。

纯碱、氯化铵在生产过程中按照1:1.1的比例生产，氯化铵按照含水分不同可以分为干铵、湿铵，可用做氮肥，工业价值较高。

但联碱法工艺流程相对复杂，且生产装臵投入成本较高，装臵检修复杂，产出纯碱品质控制难度较大，同时也受到上游合成氨和副产氯化铵价格的影响。

表1：三种工艺特点对比天然碱法（U.S.Trona) 氨碱法（Solvay) 联碱法（Hou)过程开采和提炼天然碱矿化学合成化学合成原料天然碱矿盐、石灰石、氨水盐、氨水、二氧化碳能耗4-6 MMBtu/t10-14 MMBtu/t10-14 MMBtu/t副产物无氯化钙（废弃物）氯化铵（副产物）优点生产成本低，产品质量好，无环保压力原料便宜，产品纯度高，适合大规模生产氯化钠利用率96%以上，副产物价值高缺点受限于天然碱资源氯化钠利用率较低，产生大量工业价值低的氯化钙，环保成本大工艺流程较为复杂，建设生产装臵成本高资料来源：Ciner，安信证券研究中心1.2. 天然碱法的成本最低天然碱法最大的优势在于成本最低。

据Genesis Energy报告，美国天然碱法制纯碱的成本大约为化学合成法的50%。

化学合成法耗能更多，同时还会产生处理副产物的费用，并且排放更多的二氧化碳。

图2：纯碱生产成本对比资料来源：Genesis Energy，安信证券研究中心20世纪80年代，美国掌握天然碱加工技术后，迅速淘汰了美国境内全部氨碱厂。

基于成本优势，美国的天然碱装臵产能利用率高，据Genesis Energy报告，该公司生产出来的纯碱产品在近10年中产销率保持100%。

1.3. 我国限制氨碱法与联碱法纯碱产能新增，天然碱法获得优势我国纯碱价格于2010年达到景气高点，随着大量新增产能投产出现产能过剩，同时由于纯碱行业是高污染、高能耗行业，国家持续大力推动落后产能淘汰。

2010年5月，为了贯彻落实《石化产业调整和振兴规划》，引导和规范我国纯碱行业健康、可持续发展，工信部制定了《纯碱行业准入条件》，详细规定氨碱法新建、扩建纯碱项目设计能力不得小于120万吨/年，重质纯碱设计能力不得小于80%。

联碱厂设计能力不得小于60万吨/年，其中重质纯碱设计能力并不得小于60%，必须全部生产干氯化铵。

此条规范条件实施后1）限制了新增小型产能的释放，放缓了纯碱供给增速。

2）对联碱法厂家生产氯化铵明确做出硬性要求，使其纯碱价格与氮肥价格挂钩。

但由于过剩产能导致的供需不平衡，自2011年起纯碱行业经历了长达多年自发出清。

据智研咨询，2011-2017年，我国纯碱产能共计退出474万吨，75%为联碱法产能。

2015年新的《环保法》出台以来，国家对高污染的纯碱行业管控趋严，小产能企业环保成本极高而面临淘汰风险。

高污染高能耗的联碱法和氨碱法纯碱项目被列为限制类发展项目，而天然碱法因为其环保、低能耗、生产成本低的特点，成为最值得发展的工艺路线。

表2：纯碱行业相关产业政策时间制定部门政策文件政策内容2011.5 工信部《纯碱行业准入条件》从纯碱生产力布局、规模与技术装备、节能降耗、环境保护、产品质量等五大方面，全面提升纯碱行业项目准入条件，纯碱行业规模要求，氨碱法设计能力不小于120万吨，联碱法不小于60万吨2011.10 发改委《产业结构调整指导目录》明确所有新建纯碱项目都被列为限制类发展项目2011.12 发改委《纯碱行业“十二五”发展规划》针对产能进一步过剩的趋势，我国将控制纯碱产品总量，保持纯碱供需基本平衡，到2015年控制纯碱产能在3000万吨，增加纯碱出口到250万吨2014.03 国务院《关于进一步优化企业兼并重组市场环境意见》推进钢铁、水泥、平板玻璃、电解铝等产能过剩行业的破局性重组资料来源：中国化工网，安信证券研究中心2.天然碱的生产主要集中在美国、土耳其、中国2.1. 天然碱法的全球占比约为26%目前全世界已探明的天然碱矿只分布于美国、中国、土耳其、墨西哥和非洲南部等少数国家和地区，其中美国、土耳其和中国是主要的天然碱法生产国。

据Ciner数据，2018年全球纯碱产能约为76 Mt，其中天然碱法产能20 Mt，占比约为26%。

美国天然碱法占比19%，产能约为14.5 Mt。

图4：全球纯碱生产方法占比情况资料来源：Ciner，安信证券研究中心2.2. 美国是最大的天然碱生产国，也是全球最大的纯碱出口国美国纯碱全部来自天然碱加工，据CNKI，美国拥有全球首位的天然碱资源（约占90%以上），怀俄明州绿河地区天然碱储量达到520亿吨且质量极纯，是世界最大的天然碱矿床。

另外科罗拉多州西北部山区存在着一个巨大的与油页岩共生的苏打石(NaHCO3) 矿床，总储量为290亿吨，是仅次于怀俄明州绿河的第二大天然碱矿床。

1953年美国建立第一家270 kt/a 天然碱工厂以来给合成碱带来很大冲击。

1986年，美国10个氨碱法工厂全部关闭，至此美国全部转为天然碱法生产纯碱。

图5：美国天然碱矿主要位于怀俄明州绿河地区和科罗拉多州西北部山区资料来源：Genesis Energy，安信证券研究中心美国纯碱生产高度集中，总产能约14.5 Mt。

主要有五家公司，其中四家公司在怀俄明州绿河地区有5个生产厂，除纯碱外还生产小苏打、苛化烧碱和亚硫酸钠等；另一家公司在加利福尼亚州西尔斯湖地区的生产装臵，除纯碱外还生产盐、硼砂和元明粉等。

美国各纯碱公司股权的部分或全部掌握在外国大企业集团手中。

美国纯碱工业的股权有54%为外国拥有，其中印度占23%，比利时15%，土耳其11%，日本5%。

图6：美国纯碱主要五大公司及矿产情况资料来源：CNKI，安信证券研究中心2015年以来，美国纯碱公司的股权发生了一些变化。

2015年4月美国Tronox公司以16.4亿美元买下了FMC公司的碱业部分，于是FMC怀俄明公司（FMC Wyoming Corp.）更名为Tronox碱业怀俄明公司（Tronox Alkali Wyoming Corp.）。

而后2017年8月该公司又被美国吉尼西斯能源公司（Genesis Energy Lp）以13亿美元买下其股权，因而再度被更名为吉尼西斯碱业怀俄明公司（Genesis Alkali Wyoming Lp）。