1  草铵膦市场发展状况以及预测

　　草铵膦于1986年由德国赫斯特（现属巴斯夫，下同）公司开发的一种非选择性除草剂。其作用机制是抑制植物体内的谷氨酰胺合成酶活性，导致谷氨酰胺合成受阻、氮代谢紊乱、铵离子累积，从而干扰植物的代谢，直至死亡。草铵膦具有杀草谱广、活性高、毒性低、在土壤中易降解、对作物安全、飘移小、环境相容性好和杀草较迅速等特点，能防除和快速杀死马唐和黑麦草等100多种一年生和多年生阔叶杂草和禾本科杂草。

　　普通草铵膦是两种对映异构体的混合物，但只有L-异构体具有活性，而且在土壤中容易分解，对人类和动物毒性较小。目前市场上销售的草铵膦商品绝大多数都是外消旋体混合物。L-草铵膦不仅用量减半，大幅降低环境压力，而且活性和对抗性杂草的防效也优于普通草铵膦。目前，商品化的L-草铵膦已经在日本和韩国上市，但价格昂贵，性价比暂不突出；利尔化学等中国企业正在积极进行低成本L-草铵膦的开发，很快有望实现产业化，为中国和世界农药减量增效作出新的贡献。

　　草铵膦和草甘膦的推广模式比较类似，农化巨头将草铵膦抗性基因导入水稻、小麦、玉米、甜菜、烟草、大豆、棉花、马铃薯、番茄、油菜和甘蔗等20多种作物中。近年来抗草铵膦作物已在美洲、亚洲、欧洲和澳洲等农产品大国推广种植。

　　随着草铵膦转基因技术的推广和应用，草铵膦已经成为全球第2大转基因作物除草剂。根据KLEFFMANN统计数据可知，2018年草铵膦的市场规模达到7.5亿美元，位列除草剂品种第2位，近6年全球市场复合增长率为6.16%，属于增长最快的非选择性除草剂。

　　笔者长期研究发现，全球草铵膦需求保持快速发展，主要与4个方面因素有关：① 开发企业推广，传统应用稳定增长；② 草铵膦对灭生性除草剂（草甘膦、百草枯的禁限用）的替代；③ 抗草铵膦转基因商业化程度和复配制剂的作用；④ 草铵膦原药价格下行的影响。

　　综合Phillips McDougall、KLEFFMANN及专业人士调研，中农纵横预计2020年草铵膦销售额将超过10亿美元大关，将达到10.5亿美元（图1）。

图1  全球草铵膦市场发展状况及预测/亿美元

数据来源：Phillips McDougall、KLEFFMANN及专业人士调研

2  草铵膦主要工艺以及成本情况分析

　　目前，全球草铵膦主要有3种产业化生产路线（表1），分别为热裂解-ACA工艺、铝法-Strecker工艺、格氏-Strecker工艺。这3种工艺有相似的部分，但在成本、原料、损耗、反应机理、环保友好性和收率方面有较大区别。格氏工艺具有较大的生产安全性及环境风险，且成本较高，是国内主流工艺；热裂解-ACA工艺比较先进，连续化程度高，“三废”排放、合成成本最低；铝法-Strecker工艺是从格氏工艺向热裂解-ACA工艺过渡的工艺，较传统工艺有很大的改善。

表1  草铵膦工艺比较

数据来源：安徽中农纵横及公开资料

　　热裂解-ACA工艺以MDP（甲基二氯化膦）为原料，通过MDP制备MPE（即甲基亚膦酸单正丁酯），再与ACA（丙烯醛氰醇乙酸酯/2-乙酰氧基-3-丁烯）进行Michael加成制备(3-乙酰氧-3-氰丙基)-甲基膦酸正丁酯，最后通过氨化、水解得到草铵膦。全流程可以采用连续化作业，自动化程度高，总收率可以达到95%左右。

　　该法的难点主要有两个，分别是① MDP的合成和Michael加成。MDP合成难度大，遇氧气自燃，工艺控制难度较高，而且需要4个塔，基建投资较大，因此设备较为昂贵；② MPE与ACA膦化合成氨基腈采用Michael加成，该工艺流程目前国内研究较少，尚未实现产业化。此外，该法反应过程中无溶剂、无气味，几乎无渣排放；氨化和水解后的水相都蒸发回收，可套用，是对环境友好的洁净工艺。在拜耳并购孟山都的交易中，反垄断机构要求剥离草铵膦及相关种子的业务，拜耳将草铵膦及相关业务交易给德国巴斯夫。

　　中国企业普遍采用格氏-Strecker工艺。和巴斯夫草铵膦技术水平相比，中国企业起步晚、技术相对落后。亚磷酸三乙酯经与甲基格氏试剂反应制备甲基亚磷酸二乙酯，后经Strecker反应得到氨基腈，水解纯化得到草铵膦。格氏工艺的主要优势是技术壁垒低，易于产业化，国内企业大多可获得该技术。然而缺点是该反应需在高压下进行，易燃易爆、安全隐患大，“三废”排放多，且收率参差不一，收率为54%～70%，因而综合成本较高，连续化程度也不高，环保和安全水平难以企及巴斯夫路线。

　　铝法-Strecker工艺是目前国内新开发的草铵膦生产工艺。该法与格氏法不同之处在于采用三氯化磷、氯甲烷、三氯化铝络合/解络的方法生产MDP，MDP合成甲基亚膦酸二乙酯。其优点在于设备投资小，综合成本较格氏法低。但仍然存在固废产生量大、反应过程危险等问题。该法较格氏法还有一个优势在于可以合成MDP，从而后段又可以改为ACA工艺。

　　通过相关研究和利尔化学环评公告，利尔化学的广安基地工艺和巴斯夫的工艺路线（已过专利保护期）前半段工艺接近，同时进行了创新，并打通了三氯化磷、甲烷向MDP转化的工艺流程，整个反应过程连续化程度也明显增强，同时规避了格氏试剂的使用，工艺的稳定性和安全性都明显增强。利尔通过自身工艺优化，技术进步明显，因此成本较传统格氏法明显下降。综合来看，工业化装置开车成功，成本将较格氏法降低2万元/t以上。

　　另外，对于中国草铵膦企业，应该将工作重点放在工艺和剂型改进上，国内草铵膦相关专利不多，技术水平有限，例如纯化方法、优化工艺路线和前端制备方法，并及时申请专利用于阻遏对手，增加市场竞争力。一般来讲，农药剂型的改进，能明显提高现有药物的功效和制剂质量，其研发难度和周期都要低于原药的开发，利用新材料的技术优势，包括高效的增稠剂和悬浮剂等，开发新的制剂组合，也可以通过筛选精细化的配方获得具有优异效果的制剂，延长产品寿命和提高药效。复配制剂的发展也是未来草铵膦重大方向，草铵膦具有速效性较差、低温效果较差、对部分杂草不敏感等特性，针对这些问题中国企业开发出草铵膦与草甘膦、乙羧氟草醚、高效氟吡甲禾灵、丙炔氟草胺等复配制剂，大幅拓展了草铵膦的应用领域。

3  全球草铵膦供应状况及预测

　　1999年草铵膦全球销售额不足1亿美元，2017年销售额升至7.50亿美元，过去的11年，全球草铵膦销售保持了13.86%年平均复合增长率。全球草铵膦良好的需求趋势和产业成长的预期，进入2015年以后，产能释放加大，供应能力也“水涨船高”。根据中农纵横的研究，2019年全球草铵膦产能、产量分别为40 600 t和38 500 t，2015—2019年平均复合增长率分别为38.36%和42.58%。

　　2019年全球草铵膦产能约为43 100 t，产能装置主要分布在德国、美国、中国和印度。2019年中国草铵膦有效产能达到32 000 t，占全球70%左右（图2）。未来，国外产能释放有限（印度有可能释放1万吨产能）。根据企业新增产能公告，全球草铵膦产能释放区域仍然在中国。

图2  2011—2019年全球草铵膦产能、产量变动情况

数据来源：安徽中农纵横

　　草铵膦国内外产能大、成本较低、开工稳定的龙头企业分别为巴斯夫和利尔化学。2019年巴斯夫草铵膦产能为12 000 t，占全球总产能的27.8%，产能装置分布在法国法兰克福和美国密西根。同年，利尔化学总产能为12 000 t，占全球总产能的27.8%，绵阳产能为8 000 t，广安一期4 000 t产能装置已经具备生产能力，后期7 000 t产能将于2020年后释放。2019年永农生物的草铵膦产能达到5 000 t，主要在浙江上虞和宁夏，永农生物远期将有5 000 t产能释放计划。山东亿盛产能5 000 t，原药除满足自身制剂需要外，也对外供应。威远生化的产能为1 600 t，石家庄瑞凯化工装置负荷不高。此外，七洲绿色化工控股洪湖一泰利用铝法生产草铵膦关键中间体甲基亚膦酸二乙酯，现有产能5 000 t，远期规划2万吨（表2）。

　　另外，长青股份、南京红太阳重庆分公司、四川福华和内蒙诚信等，2020年以后将有不同吨位的产能释放。

表2  2019年全球草铵膦有效产能和产量的情况

数据来源：安徽中农纵横

　　目前，全球草铵膦原药主流生产企业主要有7家，分别是巴斯夫、利尔化学、永农生物、山东亿盛、石家庄瑞凯化工、威远生化、UPL。2019年国内主要5家企业开工负荷呈现前高后低，全年开工率在72%左右，预计中国总产量约为18 000 t。

　　2018—2019年，全球草铵膦新产能集中释放，使得草铵膦供需状况出现阶段性失衡。目前我国草铵膦原药价格降至历史低位，产品性价比明显提高，市场进入以价换量的阶段，更有利于全球需求面的打开。可以判定，行情使得市场再次进入重新洗牌过程，不具备技术、成本以及规模优势的企业将逐渐退出市场，而成本优势显著，在环保和安检等高压下仍能大规模供货的企业，将获得更大的市场份额，加速龙头企业的成长。

4  全球草铵膦行情回顾、特点及预测

　　在过往的12年里，中国草铵膦原药行情可谓跌宕起伏，其实行情变化的背后是供需关系的相应变化。在较长时间内草铵膦作为高端除草剂，因为其效果好、毒性低、不伤根的特性主要应用在果蔬等经济作物上。2008年之前的价格维持在30万元/t以上，市场供需较为平衡。2008、2009年草铵膦受全球经济危机的影响，全球需求减少，价格跌至19万元/t以下。2010、2011年期间，随着全球经济缓慢复苏，抗草甘膦超级杂草数目增加，抗草铵膦转基因作物的推广以及韩国2012—2014年禁用百草枯等利好因素，使得草铵膦销量再次出现大幅增长，2014年原药价格重新回到30万元/t以上。

　　2014年前后，由于草铵膦利润空间大，加上中国农业部（现农业农村部）发布第1745号公告，决定自2014年7月1日起，撤销百草枯水剂登记和生产许可，停止生产，保留母药生产企业水剂出口境外使用登记，允许专供出口生产，2016年7月1日停止水剂在国内销售和使用，政策出台后市场普遍认为草铵膦是百草枯优质替代需求。2014年后辉丰、红太阳、好收成韦恩、江苏皇马、乐斯化学、七洲绿色、山东滨农等纷纷立项上马草铵膦，草铵膦供应增加明显，价格自然回落，2015—2016年价格进入下降通道，2016年初，拜耳率先下调草铵膦制剂价格，带动了各家企业打起了价格战，原药价格一度跌至11.7万元/t。

　　进入2017年，在百草枯禁用范围扩大、环保趋严、草甘膦抗药性凸显等各因素的叠加下，草铵膦市场需求量不断增大，而库存有限，导致供求关系失衡，草铵膦市场复苏，价格再度上涨，期间价格维持高位。至2018年下半年后，中美贸易摩擦升级，气候所致种植推迟等因素影响，全球需求走弱；与此同时供应增加，包括巴斯夫和利尔化学等企业新产能的释放，出现供过于求状态，价格向下拐点出现。2018年11月份江苏某企业将草铵膦母液的价格拉到很低，中国原药价格战开打。众多因素叠加导致2019年原药价格一直下行，原药价格降到9.8万元/t左右。

　　2019年年底，受到主要厂家利尔广安基地停产并线和主要中间体厂家洪湖一泰停产检修的影响，供给收紧，价格有所上扬。2020年初，突如其来的新冠疫情重创草铵膦中间体主要产地湖北，导致中国草铵膦供给受到较大影响。此外，疫情导致的物流不畅进一步加剧了供需矛盾。综合以上因素，预计2020年上半年我国草铵膦整体供应偏紧，价格处于反弹上涨状态，价格反涨的高度和时间还在观察中，但是行情反转至20万元/t的可能性不大。

　　从近12年的年平均价格波动来看，草铵膦原药价格最高点出现在2014年，价格为31.5万元/t，也出现两个低点，分别出现在2016年的11.7万元/t（14.1万元/t为年度平均价格，而11.7万元/t为该年度的最低价格，2019年同理）、2019年9.8万元/t（图3）。

图3  2007—2019年中国草铵膦原药行情年度变化

数据来源：中农立华和安徽中农纵横

（注：图中数据是年度平均价格，具体每年原药价格存在不等的波动区间）

　　根据百川资讯报道，当前国内草铵膦生产成本为8万～9万元/t，外购中间体的生产企业成本更高，目前综合成本接近成交价位。考虑到全球草铵膦未来需求的增长空间和成本端的支撑，在当前草铵膦市场竞争格局下，中农纵横认为，2020年草铵膦原药大将维持在10万～13万元/t间波动，目前价位于箱体底部运行，短期需求不宜观望，建议积极采购。    （来源：《世界农药》2020年第3期）

农药快讯, 2020 (8): 41-44.