據環境部,國六 a 實施時間輕型汽車在 2021 年 1 月 1 日,重型汽車在 2021 年 7 月 1 日。國五升級國六汙染物限值大幅加嚴,以至於柴油車需加裝 DOC 和 DPF,汽油車需加裝 GPF,國六新產品各項技術指標高於國五。
與國Ⅴ標準相比,即將於 2021 年全面實施的重型汽車國Ⅵ標準對 NOx 和 PM 排放限值均大幅加嚴,同時增加了 PN 限值。與國五相比,國六 b 階段輕型車氮氧化物的排放限值降低了 42%,PM 排放限值降低了 33%,CO 排放限值降低了 50%;重型車方面,NOx 排放限值國六階段相對於國五降低 77%,PM 限值降低了 67%。
尾氣處理產業鏈具體分工如下:
1)載體廠商主要生產用於內燃機尾氣後處理系統中承載塗覆催化劑或捕捉顆粒物的各類載體;
2)催化劑塗覆廠商主要對載體進行活性組分及催化劑的塗覆處理,進而完成催化器產品的整體化;
3)封裝廠商利用金屬外殼和無機纖維襯墊對塗覆後的載體進行包裹,並新增其他元件形成內燃機尾氣後處理系統後銷售給主機廠、整車廠商使用。
原材料廠商為催化劑配套,經塗覆封裝後應用於主機廠。原材料中載體壁壘最高,由主機廠商直接管控。
蜂窩陶瓷載體主要材質有堇青石、鈦酸鋁、氧化鋯、氮化矽等,具有比表面積大、熱惰性小等物理特性,可以為催化劑提供足夠的承載塗覆面積,將尾氣中 NOx、HC、CO 等有害物質透過氧化或者還原反應轉化為無害物質,亦可透過載體本身壁內微孔結構過濾尾氣中的碳煙顆粒(PM)。
蜂窩陶瓷載體主要分為直通式載體和壁流式載體。其中直通式載體主要包括 SCR 載體、DOC載體、ASC 載體、TWC 載體;壁流式載體包括 DPF 和 GPF。TWC 載體和 GPF 主要運用於汽油車,SCR 載體、DOC 載體、ASC 載體和 DPF 主要運用於柴油車。
蜂窩陶瓷載體研發具有涉及多個學科、難以透過逆向工程模仿、人才短缺、技術升級快等特點,因此導致研發難度較高。據CNKI,蜂窩陶瓷載體的生產工藝較為複雜,SCR 載體生產工藝有 19 道工序,DPF 生產工藝有 23 道工序。據奧福和萬潤公告,國產載體毛利率約 55%-70%不等。
由於國五切換到國六,柴油車和汽油車新增處理單元都要用到載體,柴油車增加了壁流式載體 DPF 及直通式載體 DOC 和 SCR;汽油車增加了壁流式載體 GPF。壁流式載體技術壁壘更高,因此單價遠高於直通式載體。同時國六產品在壁厚、熱膨脹係數等各項指標上都要顯著優於國五產品,國六產品使用的原材料等效能更優、質量更佳,採購單價也較高,因此國六產品價格也要高於國五。
預計到 2023 年柴油車載體的市場空間為 40.3 億元,汽油車載體的市場空間為70 億元。2023 年國內車用蜂窩陶瓷載體新車市場規模有望達到 110 億元,國六升級帶來載體材料產值為國五時期的 4.7 倍(國五時期的市場規模指 2017 年尚未增加 DPF、GPF 單元時期的數值)。2023 年載體總需求量將超過 18000 萬升,國六升級後將帶動載體體積需求體積至 2.1 倍。
競爭格局來看,康寧和 NGK 伴隨著美國和日本的汽車製造業高速發展而崛起,享受了行業的先發紅利,佔據國內載體市場 90%的份額,佔據壟斷地位。相比之下,國內的載體廠商起步較晚,規模較小,主要集中在山東、江蘇等地,包括奧福環保、宜興化機、王子製陶、凱龍藍烽等。
奧福環保:國內柴油車蜂窩陶瓷載體領軍企業
奧福環保深耕柴油車用蜂窩陶瓷載體,技術來源均為自主研發,具備持續創新能力。公司自主研發構建了以“堇青石材料結構及結晶控制技術”和“高效能蜂窩陶瓷載體制備工藝技術”為核心的技術體系和生產體系,全面掌握大尺寸蜂窩陶瓷載體從原材料配方、模具製造到燒成控制等規模化生產各環節的關鍵核心技術,達到國內領先、國際先進的水平,改變了大尺寸蜂窩陶瓷載體這個關鍵核心部件依賴國外壟斷廠商的被動局面,實現了關鍵核心技術的自主可控。公司產品直接供應優美科、莊信萬豐、威孚環保、貴研催化等國內外主要催化劑廠商,併成功進入中國重汽、濰柴動力、玉柴動力、上柴動力、雲內動力、康明斯、戴姆勒等國內外知名整車或主機廠商的供應商名錄。
奧福產品指標追趕康寧,有望優先實現國產載體的進口替代。從技術指標上看,壁厚及熱膨脹係數是蜂窩陶瓷載體的兩個核心指標,奧福在熱膨脹係數指標上優於康寧和 NGK。工信部發布的《重點新材料首批次應用示範指導目錄》對車用蜂窩陶瓷載體的效能要求做出了規定,奧福生產的載體各項指標均符合指導目錄的相關要求。
福為國六儲備多項產品,載體型號與康寧基本一致。在 DPF 產品方面,奧福儲備了 300/9、200/12 型號的產品,而行業龍頭康寧目前 DPF 主要有 300/9、300/12、200/12 型號的產品,據公告,奧福從產品規格型號的完整性到產品效能和康寧基本一致;在 TWC 方面,康寧目前可以生產 750/2、900/2 的產品,而奧福目前儲備有 600/3 的產品,與康寧還有一定的技術差距,但是相較於國內同業例如 600/4 的產品,奧福在薄壁化技術方面更有優勢。
奧福的國六載體已獲得相當數量的檢驗公告並得以使用。據公告,公司國六燃氣車輛型式核准證書數量已處於國內領先地位,已成為國內唯一透過認證並取得型式核准證書大尺寸(截面直徑≥250mm)壁流式載體產品供應商。截至 2020 年 6 日 30 日,公司已獲取國六燃氣車型式檢驗公告 817 項;國六柴油車型式檢驗公告 127 項,汽油車型式檢驗公告 5 項,在重型柴油車領域,奧福環保已實現將 DOC、DPF、SCR 和 ASC 載體得以全面使用,在國內蜂窩陶瓷載體制造企業中處於領先地位。
公司產能持續擴張,為市佔率提升做足準備。據公告,目前公司及公司已佈局設計產能大約1,550 萬升/年,山東 400 萬升 DPF 已建完 60%-70%,重慶專案擴產一期規劃已完成並施工,2021 年底預計達到 2,600-2,800 萬升/年的產能。以表 10 中測算的載體需求量計算,到2021 年奧福的市佔率有望達到 18%左右,業績增長空間巨大。
沸石分子篩是結晶態的矽酸鹽或矽鋁酸鹽,具有獨特的孔道和空腔體系(0.3-2.0nm),由矽氧四面體或鋁氧四面體組成,相鄰的四面體透過氧橋連結成環,根據成環的氧原子數,可以分為四元氧環、五元氧環、六元氧環、八元氧環、十元氧環和十二元氧環,環即為分子篩的通道口,有篩選分子的特性。
當沸石分子篩作為催化劑或催化劑載體時,對催化反應有選擇性的作用,這一特性使得沸石分子篩作為催化新材料在車用尾氣處理、煙道氣脫硝、揮發性有機物處理和煉油催化等各個領域有著廣闊的用途。
應用於柴油發動機尾氣後處理的 SCR 催化劑主要包括釩基 SCR 及銅基 SCR 等。釩基 SCR可以滿足國四、國五標準,但由於國六標準中 DPF 加熱再生會使尾氣溫度達到 650℃以上,而高溫下五氧化二釩不僅催化活性降低,而且容易分解生成對環境有害的含釩化合物;國六標準中也提及“裝有釩基 SCR 催化劑的車輛,在全壽命期內,不得向大氣中洩露含釩化合物,並在型式檢驗時提交相關的資料,證明在車輛使用期間的任何工況下,SCR 的入口溫度低於 550℃”。這意味著一旦國六標準正式實施,銅基 SCR 將得到廣泛應用,而其主要成分沸石分子篩也將成為必備之選。
沸石分子篩選擇性催化還原(SCR)催化劑主要針對柴油車尾氣中的氮氧化物。在歐六、國六標準出臺之前,歐五適用的車型都採用釩基催化劑,但國六標準對氮氧化物的要求更高,釩基催化劑不能滿足需求,從而使得國六柴油車需要改變釩基 SCR 為分子篩 SCR,直接帶動國內沸石分子篩需求“從 0 到 1”的增長。
2023 年全球沸石分子篩的需求量有望達到 2.4 萬噸,其中中國和印度是快速新增市場。到 2023 年國六全面執行完畢後,我國沸石分子篩需求量有望新增 5550 噸。以單價 300 元/kg 計算,我國分子篩市場空間有望達到 16.7 億元。
目前全球汽車尾氣淨化催化劑市場呈現寡頭壟斷的市場格局,全球生產廠商主要有莊信萬豐(JM)、巴斯夫(BASF)、優美科(Umicore)等,佔據了全球 70%以上的市場份額。
萬潤股份:分子篩排他供應莊信萬豐,擴產與需求相匹配
公司與莊信萬豐自 2008 年開始開展沸石原材料的商業合作,合作模式為技術合作與訂單銷售相結合的模式:在技術層面,公司根據莊信萬豐提出的需求,進行新產品研發,莊信萬豐負責產品的應用評價,獲得確認後會達成供貨意向;商業層面,公司與莊信萬豐根據現有產能情況簽署總供貨協議,該協議長期有效,在該協議下,公司根據年度預測以及莊信萬豐的實際訂單安排生產計劃並供貨。如公司計劃新增產能,會與莊信萬豐提前進行溝通。據公司公告,莊信萬豐表示,萬潤股份是莊信萬豐車用沸石的主要供應商之一以及戰略合作伙伴。
市場需求擴張,公司沸石產能不斷擴大。2015 年,公司沸石產能為 850 噸/年。2016 年 6月,沸石系列環保材料二期專案首個車間達到預定可使用狀態並投入使用,公司沸石產能增加 1,500 噸/年,公司 2016 年全年沸石產能增至 1,725 噸/年(考慮時間權重)。沸石系列環保材料二期專案第二個車間於 2017 年 7 月底達到預定可使用狀態並投入使用,新增產能1,000 噸/年,公司 2017 年全年沸石產能增至 2,766.67 噸/年(考慮時間權重)。2018 年,公司沸石產能達到 3,350 噸/年。“沸石系列環保材料二期擴建專案”的最後一個車間於 2019年完成建設,並準備投入試生產。2018 年,公司為滿足下游市場不斷增長的產品需求,啟動了 7,000 噸的沸石系列環保材料建設專案,包括歐六柴油車用 ZB 系列沸石產能 4,000 噸和煙道氣脫銷、煉油催化、揮發性有機物處理領域用 MA 系列沸石 3,000 噸。
萬潤對於沸石產能的投產有嚴格的計劃,並與莊信萬豐的擴產與需求相匹配。公司已與莊信萬豐簽訂了長期、穩定的排他性供貨協議。據上文表 18,測算 2023 年國六全部執行完畢後全球沸石產品需求量約為 2.4 萬噸,據萬潤公告,莊信萬豐佔有柴油車尾氣治理領域超過 50%的市場份額,因此莊信萬豐對於柴油車用沸石產品的需求量保守估計約為 1.2 萬噸,公司目前在手訂單與現有產能相匹配。
以萬潤的產能規劃,2020 年-2021 年將新增 6500 噸柴油車用沸石分子篩產能,以 300 元/kg的單價計算,將新增 19.5 億元收入。按公司目前 20%淨利率估算,意味著僅新增柴油車用沸石分子篩的部分就能為公司帶來約 4 億元淨利,體量較大。2019 年公司總淨利為 5 億元,其中沸石分子篩約為 2 億元,具備較大成長空間。
車用尿素溶液是與柴油發動機尾氣排放系統(SCR 系統)配套的必需新增劑。選擇性催化還原技術(SCR)是治理汽車尾氣排放所採用的主流技術,即用尿素溶液作為還原劑對 NOx進行催化還原,使尾氣中的 NOx 變成無汙染的氮氣和水,從而降低 NOx 排放以達到國家汽車排放尾氣標準。作為汽車排放尾氣處理不可或缺的催化還原劑,車用尿素溶液在國四及之後標準的重型卡車和客車的尾氣處理中的應用不斷擴大,已經成為國家環境治理體系中的重要組成部分。
尿素消耗的量有相應的標準,據汽車網,國四的車輛每 100L 柴油車用尿素使用量為 3L,國五的車輛要 5L 左右,國六的車輛達到 8L。尿素的噴入量必須與 NOx 的濃度相匹配,在保證降低 NOx 的同時,不能超過一定的劑量。尿素的噴入量過少,達不到應有的處理水平;尿素的噴入量過多,則會使多餘的氨氣排入大氣,導致新的汙染。
到 2023 年國六全部執行完畢後,我國車用尿素總需求量有望達到 1500 萬噸,約為 2019 年的 7 倍。以單價 2000 元/噸計算,我國車用尿素市場空間有望達到 300 億元。
龍蟠科技:車用尿素龍頭,擴產程序全面推開
據產業資訊,目前車用尿素行業前三大企業為中石化、可蘭素、中石油,其他還有四川美豐、心連心等產能較小。中石油中石化的銷售基本來自於加油站渠道,而可蘭素的渠道分佈在主機廠、車廠售後、經銷商、以及中海油和民營加油站,品牌優勢較強。
據公告,龍蟠科技是國內第一家從事車用尿素研發生產的企業,“可蘭素”品牌的柴油發動機尾氣處理液較早進入國內市場,市場份額領先。2019 年公司可蘭素產能 15 萬噸,銷量 24.3萬噸,其中自產 19.4 萬噸,委外代工 4.9 萬噸。
2019 年公司公告計劃投資 2.1 億元新建年產 18 萬噸可蘭素專案,兩班設計,預計 2021 年初投產。加上原有 15 萬噸裝臵技改,預計 2021 年產能將達到 70 萬噸。
樂觀考慮,隨著國六 2021 年全面推開,公司車用尿素有望達到 100 萬噸銷量。以單價 2000元/噸計算,公司車用尿素的銷售收入將達到 20 億元。目前淨利率水平 12%,以淨利率 15%計算,到 2022 年車用尿素業務將為公司貢獻約 3 億元淨利潤,約為 2019 年的 4 倍。2019年公司整體淨利潤 1.27 億元,未來業績有望高速增長。
不構成投資建議,股市有風險,投資需謹慎。