节水催生新市场
近年来,我国旱灾频发,已经严重影响农业生产。据相关行业资料预计,到2030年我国农业用水缺口将达到500亿~700亿m3左右,但与之形成鲜明对比的是,干旱地区农业用水浪费极为严重,灌溉水的实际利用率仅有33%左右,农田对自然降水的利用率也只有56%左右。在干旱、半干旱农区,大力推行节水灌溉技术,是扩大种植规模、实施精准农业、促进农业高效、持续发展的有效途径。水利部在官方场合屡次强调节水灌溉的重要性,在最新出台的“十二五”规划中,提出全国新增高效节水灌溉面积1亿亩。
滴灌技术是世界上最先进的节水灌溉技术之一,它能将作物生长所需的水分和各种养分适时适量地输送到作物根部附近的土壤、具有显著的节水、增产效果。滴灌适合于蔬菜、果树、花卉以及垄向种植的作物,各种土壤条件都适用便于实施化学灌溉(灌溉施肥),控制灌溉,在保护地蔬菜采用滴灌技术效果最佳,为干旱地区发展高效节水灌溉技术开辟了一条新路。预计在“十二五”规划的1亿亩高效节水灌溉面积中,新增滴灌面积将占到45%,市场容量高达340 亿元,年均增速将接近30%。
滴灌带是灌水器(滴头、滴灌管/带)是滴灌系统的核心部件之一,通常要求产品具有优良的机械强度、抗穿刺性能和较轻的质量,一般由通用塑料制成。最开始用于生产滴灌带使用的材料是聚丙烯(PP),但由于PP在低温下柔韧性极差,易老化等而逐渐被淘汰。而聚氯乙烯树脂(PVC)密度比较大,韧性,断裂伸长率和冲击强度较低,热稳定性差,熔体粘度高,加工困难,因此,用PVC很难制成符合标准的滴灌带。聚乙烯树脂(PE)由于加工温度范围比较宽,抗老化性好,且PE柔韧性和耐低温性良好,制成的滴灌带具有很好的物理机械性能。目前主流的生产工艺是将线型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)以及色母粒等助剂按照一定的配比用于生产滴灌带。
滴灌带对原料提出新要求
滴灌带按其结构可以分为侧翼迷宫滴灌带和内镶式滴灌带,其主要特点和应用领域见表 1。
表 1 常见滴灌带品种与主要应用领域
类别 |
产品主要特点 |
应用领域 |
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迷宫式 |
一次性整体成型,结构简单,制造与回收便利,成本低 |
棉花、小麦、水稻、玉米、瓜、蔬菜等大田作物 |
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内镶式 |
结构较复杂,成本相对高,可一次或多年使用,出水均匀度高、铺设长度大 |
大田作物、经济林、果树、荒山绿化等 |
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1.迷宫式滴灌带
以新疆天业节水为代表的迷宫式滴灌带产品是我国目前最为普及的滴灌带产品。迷宫式滴灌带的结构相对简单、技术成熟、一次性使用后可多次再生利用,因而其造价低廉,是目前国内最主要的品种,其市场份额高达70%以上。目前全国类似生产线主要集中在新疆生产建设兵团,共有生产线600 条左右,产品主要用于新疆棉花膜下滴灌,并已大面积推广和发展,连续5~6 年保持在840 万亩左右。该产品单米质量达到12.5g,生产速度约为40m/分钟,因生产速度低,故可以使用30%~70%的再生料做原料,最高使用比例可达80%。
但由于产品技术含量低,滴水均匀度较差,滴灌带铺设长度较短(一般不超过60m),产品质量很难得到提升,已经受到内镶式和其他类型滴灌带的冲击和替代,销售已转入买方市场,预计未来几年单翼迷宫边缝式滴灌带的消费量将呈现逐步下降趋势。
2.内镶式滴灌带
内镶式滴灌带在我国已完成了从引进仿制到自主研发的发展阶段。目前,全国此类生产线主要分布在北京绿源、秦川节水、大禹节水、新疆天业、甘肃瑞盛等公司。产品壁厚0.18~0.8mm,单米质量仅为9.5g,质量较好,均达到国标要求,市场供应有保障,是近几年滴灌工程中广泛采用的产品之一。内镶式滴灌带的生产速度可达到120m/分钟,因此该产品在原材料使用方面要求严格,不能添加再生料。内镶式滴灌带的滴头有自过滤窗,抗堵塞性能好,迷宫式流道使得产品具有一定的压力补偿作用,故而内镶式滴灌带产能近年来迅速增长,下游应用方面也已开始逐步替代迷宫式滴灌带。
3.滴灌带的原料需求
滴灌带的使用环境要求其应具备一定的拉伸强度、耐静压强度(0.4MPa左右)和耐老化能力,优异的耐环境应力开裂性能和抗穿刺性能。在加工方面,由于滴灌带的壁厚一般在0.2mm左右,且加工速度相对较高,成型过程中表面质量控制难度大,一般选择熔体的流动性较好,易于注塑加工成型的原料。目前主流的配方是混合使用LDPE/LLDPE/HDPE。LDPE成型相对容易,熔体在挤出成型后通过冷却水冷却的过程中表面收缩均匀,不易产生收缩痕、麻点等质量缺陷。HDPE能赋予产品一定的强度,添加40%~50%HDPE管材料后滴灌带的抗静压强度提高,滴灌带铺设长度较长,通常在 120~200m,实际应用过程中可能更高。内镶式滴灌带的滴头一般选用HDPE注塑料。总体来看,在滴灌带生产中HDPE管材、LDPE、LLDPE的使用比例大致为5∶2∶3。通常可用于生产滴灌带的PE树脂见表2。
表 2 可用于生产滴灌带的PE牌号
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中石油 |
中石化 |
赛科 |
盘锦乙烯 |
HDPE |
60550/5000S/4801 |
2480 |
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5070 |
LDPE |
2426H18D |
2102TN26 |
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LLDPE |
7042/0209AA |
7042 |
0209AA |
7047/7042 |
4.滴灌带行业的原料消费特征
由于滴灌带的铺设施工一般在作物耕种阶段,而在此之前需要有2~3个月的备货期,因此在材料采购周期上与传统的塑料消费需求形成互补,在备货期内基本满负荷开工。除每年安排1~2个月的生产线检修外,其他时间生产负荷基本保持稳定。
采购偏好方面,因滴灌带生产厂家的选址倾向于贴近终端消费市场,而在低成本化的目标驱动下,基本实现可替代原料的本地化采购。但企业在HDPE管材料的采购方面基本限定在齐鲁2480,独山子4801两个牌号,对新产品态度十分谨慎。
与传统的塑料管材企业相比,滴灌带行业的整体毛利润率较高,行业龙头企业基本保持在20%以上。影响企业利润的主要因素是原材料成本,原材料成本每变动10个百分点,对生产企业利润的影响在50%以上。因此生产企业降低原材料成本的动机较强。
使用寿命方面,滴灌带这种耗材通常1~2 年就需要更新,保证了该行业塑料需求的持续性。
滴灌带产业正在崛起
节水灌溉行业是一个快速成长的行业,随着市场规模的不断扩大,行业内生产企业数量逐年增长,市场竞争也日趋激烈。目前国内节水灌溉设备生产企业500 多家,但绝大多数企业规模小、产品质量较差,真正实现专业化、系列化生产的规模大、实力强的企业不超过20 家。占据国内节水灌溉行业绝大部分市场份额的企业主要有:新疆天业节水灌溉股份有限公司、甘肃大禹节水集团股份有限公司、内蒙古金土地节水工程设备有限公司、甘肃瑞盛-亚美特高科技农业有限公司等厂家;国外公司主要有以色列耐特费姆公司、美国雨鸟公司等。
从地域分布上来看,我国生产经营滴灌设备产品的企业主要分布在全国20多个省、市、自治区,主要在华北、东北、西北和东南沿海地区,其中北方约占80%,南方约占20%。
新疆自治区特殊的气候条件使其成为我国最早从事节水滴灌的省区,也是目前我国最大的节水滴灌带生产、应用集中地。目前全疆处于稳定生产的各类塑料节水生产企业(含个体工商户)已超过600家,其中地膜及滴灌带生产企业有350家以上。2010年各种塑料节水器材总产量达45万t,其中,地膜约13万t、滴灌带约14万t、管材管件约18万t。新疆天业节水灌溉股份公司目前是我国规模最大、综合实力最强的农用塑料节水器材生产企业。近年来该公司的滴灌带产量稳定在3万t以上,产量约占全疆总产量的38 %。除此之外,新疆地区上规模的滴灌带生产企业还有蓝山屯河、中油管业、新农塑业、芳兴塑化、芳草湖益民、天利高新等。新疆地区滴灌带产品以第一代滴灌设备-单翼迷宫边锋式滴灌带为主,生产技术相对成熟。原材料采购方面基本采用本地化采购结合回收料的模式。
甘肃省也是较早从事滴灌带的生产和应用的省区,区内拥有甘肃酒泉大禹节水股份有限公司和甘肃瑞盛亚美特高科技农业有限公司两家行业龙头企业。
外企方面,在行业起步阶段,美国、以色列、西班牙、韩国等相关企业利用产品技术含量高,性能优良,以高额利润占据国内高端市场,但近年来受国产设备的竞争和挤压,市场份额越来越少,除以色列耐特费姆公司外,已逐渐淡出中国市场。
国内主要的滴灌带生产企业及产能情况见表 3。
表 3 国内主要滴灌带生产企业情况 亿m/a
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生产线情况 |
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公司名称 |
产能 |
迷宫式 |
内镶式 |
新增产能 |
新疆天业节水 |
40 |
325条 |
6条 |
- |
甘肃大禹节水 |
15.6 |
74条 |
22条 |
- |
内蒙古金土地 |
21.5 |
99条 |
2条 |
20条 |
甘肃瑞盛亚美特 |
2 |
4条 |
4条 |
2.4 |
北京绿源 |
0.15 |
- |
3条 |
- |
博乐赛里木节水 |
5000t/a |
29条 |
2条 |
- |
丰源节水 |
1500t/a |
3条 |
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- |
莱芜润丰节水技术设备公司 |
900/a |
- |
2条 |
- |
青龙管业 |
0 |
- |
- |
2 |
目前我国节水灌溉主要以渠道防渗、低压管灌、喷灌和微灌为主,而高效节水灌溉则指低压灌溉、喷灌和微灌为主。根据水利部公布2009年的全国高效节水灌溉面积数据(见表4),虽然在目前全国的高效节水灌溉面积中,滴灌面积只占据9%,但是近年来滴灌面积增加很快,在新增的高效节水灌溉面积中滴灌占到28%。
以新疆为例,全区滴灌面积2240万亩,几乎全部为迷宫式滴灌带,目前每亩地需要500~800 米滴灌带,平均更新周期为2 年,单米重以12.5g计算,2009年新疆的滴灌带需求量在11万t左右,考虑到该省区滴灌带回收能力较强,回收料比例以平均60%计,2009年全年PE新料采购量在4万t左右。而2010年,仅新疆的滴灌带产量就达到14万t。新疆以外的省区2009年滴灌面积1502万亩,估计塑料需求量在3.6万~7.5万t,若其中回收料按20%计,则年PE新料需求量约2.9万~6万t。
事实上,由于滴灌相比管灌和喷灌更适合北方缺水地区的农业灌溉,所以预计今后在高效节水灌溉中,滴灌面积占比将会提升,预计到“十二五”期间,新增滴灌面积占比至少可达45%。根据“十二五”水利规划的5年内新增高效节水灌溉面积1亿亩,以此可推测“十二五”期间新增滴灌面积将达到4500 万亩。(从现有地方十二五规划分析,新疆1500 万亩,东北四省2000 万亩,内蒙古赤峰500 万亩,共计4000 万亩,其他如山东,河南等地保守500 万亩估计,即总和已经达到4500 万亩)。年均新增900万亩,相应的塑料需求年增加量1.6万~3.6万t。到十二五末,滴灌行业PE需求总量将达到17万~32万t。到2020 年,预计全国滴灌面积占高效节水灌溉面积比可达30%,即2.28 亿亩,考虑到未来内镶式滴灌带份额将稳步上升,而随着各地企业废旧滴灌带回收技术的日渐成熟,回收料以40%计,相应的PE需求量将达到37万~79.8万t。此外,新疆天业节水、甘肃大禹节水、甘肃瑞盛亚美特等企业在近几年来在开拓中亚、非洲等国际市场方面成绩斐然,更为该行业的稳定发展提供了新的驱动力。
表4 2009年全国高效节水灌溉面积细分 万亩
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全国总面积 |
占比/% |
年新增面积 |
占比/% |
低压管灌 |
9374 |
58 |
564 |
42 |
喷灌 |
4390 |
27 |
158 |
12 |
滴灌 |
1502 |
9 |
378 |
28 |
其他 |
1002 |
6 |
252 |
18 |