解构纷繁复杂的尾气催化净化市场.pdf

敬请阅读末页的重要说明 证券 研究报告 | 行业 深度报告 原材料 | 化工新材料 推荐 （ 维持 ） 解构纷繁复杂的尾气催化净化市场 2018 年 11 月 26 日 多角度看万润股份 -行业思考系列报告 上证指数 2576 行业规模 占比 % 股票家数（只） 29 0.8 总市值 （亿元） 1151 0.3 流通市值（亿元） 837 0.2 行业指数 % 1m 6m 12m 绝对表现 8.4 -27.8 -26.6 相对表现 5.5 -10.1 -3.1 资料来源：贝格数据、招商证券 相关报告 1、重点关注鼎龙股份 -CMP 抛光垫专题报告二 从 CMP 龙头发展看行业走向 2017-12-25 本篇报告详细阐述了全球汽车尾气排放标准的发展趋势，分析了汽、柴油机的尾气成分并阐述了满足欧六、国六标准应当采用的尾气排放技术。并独创性的从行业龙头的发展来解释尾气净化市场的特殊性。最后指出国六实施对主要尾气净化催化材料的拉动作用和市场空间。我们认为万润股份作为国际龙头汽车催化剂核心材料供应商，将会直接受益于国六新政策落地，看好其环保材料的长期成长性。 全世界范围内，要求较高的汽车尾气排放标准已成为一种趋势。一代标准一代技术，尾气催化净化市场应运而生。汽车尾气净化市场的发展，一方面得益于汽车产业的稳定发展 ，另一方面依托于排放标准的出台，后者属于强制性的手段，对尾气净化的技术提出更高的要求，既带来短期新型催化剂使用的高峰期，也可以长期对尾气净化市场的体量提供支撑。预计全球汽车尾气催化市场的年均增速为 7.8%。 汽车催化净化市场属于垄断市场，从巨头相关业务的发展我们发现，尽管经济不景气可能会影响某些国家的汽车市场，但由于世界各地执行更严格的排放标准，这将提高所需催化剂的复杂性和市场价值。新能源汽车销售增加，但在未来一段时间汽油机仍将是主流，柴油机也有稳定的 20%的市场，亚洲是未来增长最快的地区。 无论发动机是混合 动力还是内燃机，都不会影响汽车催化剂需求数量。 中国重型车国六标准加速落地，汽车尾气净化市场迎来大发展，相应带来新技术的应用，催化剂材料的需求会相应增长。国际巨头早有布局，垄断优势在合资和国有汽车领域非常明显，因此我们为国际龙头配套生产一些具备技术壁垒的原材料是可以把握的机会。 万润股份是 JM 的沸石分子筛的核心供应商，占其采购量的 50%。预计中国重型车实行国六 JM 至少占据 50%以上的市场，相应对万润股份的沸石分子筛的需求也会大幅增加。万润股份另外两大业务为显示材料和医药材料，显示材料 LCD 中间体和医药业务比 较平稳， OLED 升华前材料国内规模第一， 险提示：行业公司类研究报告均应包括风险提示的内容。报告首页应对风险因素进行概述，报告正文应包含风险因素的说明，并单独成段。 姚鑫 yaoxincmschina S1090516050001 周铮 S1090515120001 段一帆 duanyifancmschina S1090518030001 钟浩 zhonghao1cmschina S1090518040001 OLED单体也有技术突破。公司出口为主，人民币贬值带来财务费用大幅降低， 2019年大概率不会发生货币升值的汇兑损失风险。预计 2018-2020年每股收益 0.46元、 0.57元和 0.70元，维持对公司“强烈推荐 -A”的投资评级。 风险提示：人民币大幅升值风险；国六政策执行进度低于预期风险； MP 子公司业绩大幅下滑风险； LCD 单体销售大幅下滑风险。 重点公司主要财务指标 股价 18EPS 19EPS 20EPS 19PE 20PE PB 评级 万润股份 9.08 0.46 0.57 0.70 15.9 12.9 1.8 强烈 推荐 -A 资料来源：公司数据、招商证券 -40-30-20-10010Nov/17 Mar/18 Jul/18 Oct/18(%) 化工新材料 沪深 300行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 2 正文目录 一、解构十分复杂的汽车尾气净化市场 . 5 1、更高的汽车尾气排放标准是一种趋势 . 5 2、尾气净化技术伴生于尾气排放标准 . 5 2.1、尾气净化中，机后措施必不可少，催化剂是关键 . 5 2.2、汽、柴油车尾气组分大不同，采用技术也有很大区别 . 6 2.3、更为复杂的柴油机尾气处理技术详解 . 6 3、尾气净化市场依托于汽车产业的平稳和排放标准的更迭 . 8 3.1、未来 5 年全球新车增速趋于在 1.8%-2% . 8 3.2、新的排放标准带来新的尾气净化市场 . 9 二、从尾气净化市场巨头发展的角度探寻市场运行特点 . 10 1、这是一个市场集中度很高的行业 . 10 2、 JM 的业务变化侧面反映出尾气净化市场受政策影响之大 . 10 3、 JM、 BASF 的业务变化反映出对汽车销量增速依赖有限 . 11 4、我们试图解释汽车销量增速不是尾气催化市场决定因素的理由 . 12 5、对新能源汽车影响的一些看法 . 12 三、中国国六加速落地，新的市场迎面而来 . 13 1、最新的中国重型车实施国六时间表 . 13 2、中国汽、柴油车尾 气催化系统迎来新产品，催生新市场 . 13 2.1、中国新的尾气催化净化技术开始应用 . 13 2.2、相应尾气催化器材料需求增加 . 14 2.3、对载体材料的需求将大幅增长，蜂窝陶瓷和沸石分子筛直接受益 . 14 四、巨头抢滩，重点关注为 JM 提供原料的万润股份 . 16 1、国际 巨头垄断优势明显，且已纷纷布局中国 . 16 2、为国际巨头提供配套原料，这种机会看得到，抓得着 . 16 3、国六催生沸石分子筛市场，万润环保业务迎来大发展 . 16 3.1、中国沸石分子筛消费从零开始， JM 需求有望占五成以上 . 16 3.2、沸石分子筛生产壁垒很高，与下游战略合作才能放量生产 . 17 3.3、万润股份沸石分子筛规模提升最快，在 JM 的供应地位不断巩固 . 17 3.4、我们看好万润股份沸石分子筛业务的几个理由 . 18 行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 3 3.5、建议重点关注万润股份的投资机会 . 19 五、风险提示 . 19 行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 4 图表目录 图 1：欧洲尾气排放标准梳理 . 5 图 2：美国尾气排放标准发展历程 . 5 图 3：各国重型车排放标准愈发 严格 . 5 图 4：各国轻型车排放标准愈发严格 . 5 图 5：汽车尾气净化反应原理 . 6 图 6：汽油机与柴油机尾气排放特征 与相应尾气处理技术路线 . 6 图 7：欧六柴油版奔驰 E320 尾气处理 . 7 图 8： LMC 2017 年全球轻型车销售展望 . 8 图 9： LMC 2017 年全球重柴销售展望 . 8 图 10：新标准带 来欧洲和美国卡车市场的增长 . 9 图 11： 1990-2015 年各国尾气排放标准的发生频率汇总 . 10 图 12： JM 汽车尾气催化业务销售额 . 11 图 13：新口径下 JM 汽车尾气催化业务销售额 . 11 图 14：巨头 的汽车尾气催化剂业务受汽车销量增速影响不是决定性的 . 11 图 15：未来全球主要地区的汽车尾气催化净化市场的增长展望 . 12 图 16：中国重型车国六标准实施进度安排 . 13 图 17：各排放标准下的技术升级 . 13 图 18：国六标准下不同车型尾气排放净化技术路线 . 14 图 19： 汽车尾气净化催化剂载体分类 . 15 图 20：中国柴油车销售情况 . 17 图 21：中国未来三大巨头对沸石分子筛的需求预估比例 . 17 图 22：万润股份沸石分子筛二期项目产能释放进度 . 18 图 23：万润股份沸石业务占比逐渐增加 . 19 图 24：万润股份环保材料毛利率走势 . 19 图 25：化工新材料行业历史 PEBand. 20 图 26：化工新材料行业历史 PBBand. 20 附：财务预测表 . 21 行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 5 一、解构十分复杂的汽车尾气净化市场 1、更高的汽车尾气排放标准是一种趋势 作为空气污染的主要来源之一，机动车尾气中含有大量的有害物质，包括一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物和固体悬浮颗粒等。因此，随着 汽车行业的兴起，各个国家就开始颁布各种政策来控制汽车尾气的排放，排放标准主要从控制氮氧化物、碳氢、颗粒物等的排放数值出发，做出相应的量化指标。全世界范围内，要求较高的排放标准 已成为一种趋势。 图 1：欧洲尾气排放标准梳理 图 2：美国尾气排放标准发展历程 资料来源：汽车市场网、招商证券 资料来源：汽车市场网、招商证券 图 3：各国重型车排放标准愈发严格 图 4：各国轻型车排放标准愈发严格 资料来源：汽车市场网、招商证券 资料来源：汽车市场网、招商证券 2、尾气净化技术伴生于尾气排放标准 2.1、尾气净化中，机后措施必不可少，催化剂是关键 控制汽车尾气排放主要有机前措施、机内措施和机后措施三种，机前和机内措施难度高，减排效果有限，必须使用汽车尾气后处理技术来控制排放。机后措施采用包括空气喷射、氧化型反应器、三效催化器等措施对排放尾气进行净化处理，其中催化剂是净化效果的行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 6 关键。 图 5： 汽车尾气净化反应原理 资料 来源： 搜狐汽车 2.2、汽、柴油车尾气组分大不同，采用技术也有很大区别 汽油发动机和柴油发动机的尾气特征有很大不同。 汽油发动的排放尾气主要是 NOx、碳氢化合物 HC 和一氧化碳 CO 等， 采用 TWC（三元催化转化）基本可 100%满足欧 V之前轿车排放要求。针对欧 VI 和未来的国 VI 阶段，主机厂 直喷汽油机也会有微粒 PM的排放，因此 90%的直喷机采用 TWC+GPF（汽油颗粒捕集器）技术路线。 柴油发动 机一般是富氧燃烧， HC 和 CO 比汽油机少很多， 主要是氮氧化物 NOx 和微粒 PM，因此柴油发动机的尾气处理的难点在于 NOx 的处理上。 另外富氧压燃的燃烧方式使得柴油机空燃比大，三元催化器在处理 NOx 时如果氧分压过高，转化效率将会大大下降， 这也就是为什么柴油发动机不适合 TWC，而需要其他的尾气处理技术。 图 6： 汽油机与柴油机尾气排放特征与相应尾气处理技术路线 资料 来源： 探讨汽车尾气处理系统，招商证券 2.3、更为复杂的柴油机尾气处理技术详解 下面将当前柴油机尾气处理的主流技术作比较，我们会强调该技术的不足之处，经过对比后我们发现， SCR 是非常适合处理在欧六标准下的柴油车尾气。 行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 7 EGR（ Exhaust Gas Recirculation 废气再循环）： 内燃机在燃烧后将排出气体的一部分分离出、并导入进气侧使其再度燃烧的技术，主要目的为降低排出气体中的 NOx 与分担部分负荷时可提高燃料消耗率。 EGR 的不足之处是，为柴油机加装 EGR 后动力下降油耗升高。 DOC（ Disel Oxidation Catalyst 柴油氧化催化器）： 将柴油燃烧后的排放物，例如CO、 HC 和 SOF 等进行氧化，然后产生 CO2 和 H2O。他的不足之处在于， DOC 并不能将污染物完全氧化， 其转换效率分别为： CO： 70-90%； HC： 60-80%； SOF： 40-50%。所以， 仅仅 DOC 是不够的。 NSC（ NOx Storage Catalyst 氮氧化物存储式催化转化器）： 先把 NOx 存起来，等到一定的时机再进行再生处理，系统性地转换成氮气。 NSC 需要贵金属（高成本）， 效率也不高 50%-80%，标定过程很复杂 。 DPF（ Disel Particulate Catalyst 柴油颗粒过滤器） ：根据工作原理分为被动再生（ A）和主动再生（ B）。被动再生，是指只要达到特定温度和压力条件，过滤器收集到的颗粒物就会被处理掉。主动再生，是指当车辆达不到特定反应条件，需要系统主动的创作条件来处理颗粒物（比如，加热）。 最大缺点是，柴油含硫量高，尾气会常常堵塞 DPF。 SCR（ Selective Catalyst Reduction 选择性催化还原）： 尾气从涡轮出来后进入排气混和管，在混和管上安装有尿素计量喷射装置，喷入尿素水溶液，尿素在高温下发生水解和热解反应后生成 NH3，在 SCR 系统催化剂表面利用 NH3 还原 NOx，排出 N2，多余的 NH3 也被还原为 N2。 SCR 的转化效率可以达到 90%以上 。当然 SCR 也有他的问题，首先必须加装由 尿素配成的 AdBlue 溶液，其成分在 DIN 标准 No.70070 中有规定。另外 SCR 系统对于汽车尾气中的 CO、 CH、微粒等污染物没有效果、必须加 装其它净化设备。 我们认为，不同的排放标准下会运用不同的技术组合。比如国 IV（欧 IV）： DOC+EGR，基本满足；国 V（欧 V）： DOC+EGR+DPF，可达标； 国 VI（欧 VI） ： DOC+EGR+DPF+SCR，SCR 是必须要采用的技术。 图 7： 欧六柴油版奔驰 E320 尾气处理 资料 来源： 汽车之家，招商证券 行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 8 3、尾气净化市场依托于汽车产业的平稳和排放标准的更迭 汽车尾气净化市场的发展，一方面得益于汽车产业的稳定发展，另一方面依托于排放标准的出台，后者属于强制性的手段，对尾气净化的技术提出更高的要求，既带来短期新型催化剂使用的高峰期，也可以长期对尾气净化市场的体量提供支撑。 3.1、未来 5 年全球新车增速趋于在 1.8%-2% LMC Automotive 在 2017 年认为， 2016-2021 年，全球轻型汽车的年均复合增速为 2.4%，其中，亚洲地区增速为 2.8%；重型载重车（柴油机）的年均复合增速 5.7%，亚洲地区的增速为 7.8%。亚洲的汽车产业高于行业平均，这主要因为 以中国、印度为代表的快速发展的汽车产业。 图 8： LMC 2017 年全球轻型车销售展望 资料 来源： LMC Automotive 图 9： LMC 2017 年全球重柴销售展望 资料 来源： LMC Automotive 2010 年以来，全球汽车销售每年以超过 5%的增速稳步扩张。在全球经济复苏的助推下，全球范围内的汽车销售相对坚挺。不过， 2018 年发生了很多变化的因素，美国的关税政策施压，中、欧市场都在推进更严格的尾气排放标准，这些有可能使得全球汽车销售放缓，这些情况不能回避。因此， LMC 在 2018 年预计全球汽车销量为 9700 万辆，增速同比放缓至 1.8%。 从更全面的角度出发，我们援引其他国家对全球汽车销量的判断做参考。 日本经济新闻 认为， 2018-2025 年的新车销量年均增长率约为 2%，主要原因 是 汽车共享等数字化的趋势和两大市场中美的快速放缓。英国 HIS 数据认为 ，中国新车市场 2018-2025 年的行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 9 年均增长率为 2.6%，日本的年 增长 率将从 2011-2017 年的 3.7%降至 2018-2025 年的1.5%。北美预计也将从增长 5.3%放缓至 0%。 2025 年的全球新车销量预计为 1.1 亿辆左右， 2018-2025 年的年均增长率为 2.0%。 我们认为全球汽车销售放缓的预期已经趋于一致，未来五年的增速在 1.8%-2%之间，并没有出现断崖式的负增长，各国的汽车产业依然在相对稳定的轨道上运行，汽车增速对于尾气催化净化行业的影响，我们会在后面讨论。 3.2、新的排放标准带来新的尾气净化市场 一代标准一代技术。欧 阶段对欧 发动机平台进行重大升级，主要是供油系统发生了本 质变化，实现了供油系统由机械式控制向电子控制的转化，主要技术路线包括电控泵喷嘴、电控高压共轨、电控单体泵和电控 H 泵 +EGR， EGR 从此诞生。 EGR 技术主要是针对有害气体 (NOx) 设置的排气净化装置，它将一部分排气循入进气管与新鲜空气混合后进入气缸燃烧，以增加混合气的热容量，降低燃烧时的最高温度，抑制 NOx 的生成。 欧阶段 PM 与 NOx 的排放都做了进一步限制，其技术路线是在欧 发动机基础上，采取一系列机内净化技术如提高供油系统的控制灵敏性和压力，燃烧室和进气等进一步优化，并综合使用机外净化 (后处理 )技术。机 外净化 (后处理 )技术 两 条技术路线：一种是SCR(选择性催化还原 )技术，另一种是 EGR(废气再循环 )+DPF(微粒捕集器 )+DOC(氧化催化转换器 )技术。 欧 阶段 由于 对 PM 的要求与欧 相同，仅对 NOx 的排放做了进一步限制， 因此 根据欧 阶段采取的技术路线的不同，进行相应的调整。采用 SCR 技术的发动机相对容易，只需要进行部分配件和电控参数上的局部调整，而采用 EGR 技术的发动机则需要在油泵等管路上进行重新设计。 新的尾气净化装置相应带来新的市场， LMC 数据显示 2009 年重型车欧和 欧 的销售额已经持平，而新的销售 几乎主要 欧 尾气催化剂来驱动。到了 2013 年，满足欧 标准的尾气催化市场应运而生。美国市场也是如此。 图 10： 新标准带来欧洲和美国卡车市场的增长 资料 来源： LMC Automotive（ 2012） 行业研究 敬请阅读末页的重要说明 Page 10 二、从尾气净化市场巨头发展的角度探寻市场运行特点 1、这是一个市场集中度很高的行业 汽车尾气净化器市场集中度很高，轻型车尾气催化剂供应商主要是 Johnson Matthey（ 之后我们以 JM 为缩写 ） 、 BASF、 Umicore 和 Cataler。重柴尾气催化剂供应商主要是 Johnson Matthey、 BASF、 Umicore 和 Haldor Topse。这几家生产商占到全球 80%以上的市场份额。 前三家市场比例也有所不同。 Johnson Matthey 的催化剂业务中，轻型车催化剂占到总销售额的 63%，重卡催化剂占总销售额 37%。按催化剂销售区域排序，其销售区域最大的是欧洲，收入占到其催化剂业务总量的 49%，其次是北美、亚洲，剩余地区只占催化剂业务量的 4%；若按更为细分的标准，以重卡的 催化剂销售排序，则销售区域与前面存在不同，按大小依次是北美、欧洲、亚洲和其他。欧洲业务占到其销售总额的 39%。巴斯夫的催化剂业务没有拆分轻型车和重卡，其销售区域依次为欧洲、北美、亚洲和其他。 Umicore 的催化剂业务主要在欧洲和亚洲，其次是北美。 2、 JM 的业务变化侧面反映出尾气净化市场受政策影响之大 由于巴斯夫的催化剂业务中含有贵金属业务，无法对我们分析提供支持，所以我们选用划分更加清晰的 Johnson Matthey 的数据。我们发现 2000 年以前全球主要是欧洲和北美执行严格的尾气排放标准， 2000-2001 年，欧洲、美国和日本这些传统的汽车生产强国先后出台了新的尾气排放标准； 2005-2009 年，除了美、日、欧，像巴西、中国这样的发展中国家也陆续更新了新的尾气排放标准。与此同时， Johnson Matthey 的催化剂业务在 2001 年、 2006 年都出现了显著的增长，并且 2007 年之后催化剂业务始终保持的持续的快速的发展。可以说新的尾气排放标准确实对催化剂龙头的业务带来重大影响。 图 11： 1990-2015 年各国尾气排放标准的发生频率汇总 资料 来源： JM AR