排放升级专题报告：国六将近，后处理升级.pdf

请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 Table_Industry 证券研究报告 /专题研究报告 2019 年 02 月 13 日 汽车 国六将近，后处理升级 -排放升级专题报告 Table_Main Table_Title 评级：增持（维持） 分析师：黄旭良 执业证书编号： S0740515030002 电话： 021-20315198 Email： huangxlr.qlzq 分析师：戴仕远 执业证书编号： S0740518070006 电话： Email： daishiyuanr.qlzq Table_Profit 基本状况 上市公司数 169 行业总市值 (百万元 ) 1719370.93 行业流通市值 (百万元 ) 1312668.66 Table_QuotePic 行业 -市场走势对比 公司持有该股票比例 Table_Report 相关报告 2019.02.10 2019.02.01 2019.01.29 Table_Finance 重点公司基本状况 简称 股价 (元 ) EPS PE PEG 评级 2017 2018E 2019E 2020E 2017 2018E 2019E 2020E 威孚高科 19.7 2.6 2.7 2.9 3.1 9.4 7.2 6.9 6.3 1.44 买入 银轮股份 8.1 0.4 0.5 0.6 0.7 25.111111111 17.3 14.0 11.4 0.60 未评级 备注 ： 未评级公司盈利预测采用 wind 一致预期 Table_Summary 投资要点 国六将近，分阶段实施，部分地区提前。 国六排放标准从今年开始陆续实施，重型车、轻型车均分为两个阶段实施，国 a 阶段为“过渡”阶段， 国六 b 限值要求 则 更加严格 。 打赢蓝天保卫战三年行动计划中， 2019 年 7 月 1 日起，重点区域、珠三角地区、成渝地区提前实施国六 。 汽油车：关注 48V 轻混技术、需加装 GPF。 1） 国六 a 从 2020 年 7 月 1日起全面实施，排放标准基本于国五相同，一氧化碳限值更加严格。国六 b 从 2023 年 7 月 1 日实施，相对于国六 a，一氧化碳、碳氢化合物等严格了 40%-50%。 2）国内阶段需要机内净化技术与机外净化技术结合才能达标，关注 48V 系统、低压冷却 EGR 等技术。 3）对于缸内直喷发动机来说，解决颗粒物的排放是必须解决的问题，需要加装 GPF。 柴油车：路线分化， SCR+DPF 成标配。 1） 柴油车是氮氧化物及 PM 颗粒物的主要来源。由于国六采用燃料中立原则，对柴油车的氮氧化物和汽油车的颗粒物不 再设立较松限值，柴油车升级国六主要为了控制氮氧化物以及颗粒物的限值。 2） 国六阶段，柴油机需要燃油喷射系统、空气系统及尾气后处理系统的协同标定，才能保证达到欧六排放标准。 3） 在国五阶段，重卡采用 SCR（选择性催化还原技术，利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理），轻卡采用 EGR（废 气再循环）、 DPF（颗粒捕集器）、 DOC（微粒催化转化器）技术 或者 SCR 技术。到了国六阶段，需要多种技术共同配合，各厂商技术路线出现分化，但 SCR+DPF 成为标配。 自主品牌已经具备部分后处理系统开发能力。 1）国内已经有小部分企业自主研发的 SCR 系统已经能满足相应的排放法规，如威孚力达（ 威孚高 科 子公司）依托博世背景的产品优势在我国 SCR 市场具有较高的市场 份额、万向通达（ 万向钱潮 子公司）获得了东风等厂商订单、 银轮股份 （ 2010 年 SCR 系统研发成功）等。 2） 国六阶段 DPF 的前装市场约为 150亿元左右。限于政策、技术、市场等原因，国内对 DPF 技术的研究基本处于起步阶 段，国内市场主要由博世、康明斯等外资供应，自主品牌 威孚高科 、 银轮股份 等积极布局。 风险提示： 国六排放法规推迟的风险、环保政策执行力度不达预期的风险 - 3 5 . 0 0 %- 3 0 . 0 0 %- 2 5 . 0 0 %- 2 0 . 0 0 %- 1 5 . 0 0 %- 1 0 . 0 0 %- 5. 00%0 . 0 0 %5 . 0 0 %1 0 . 0 0 %1 5 . 0 0 %汽车与汽车零部件指数 沪深 300请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 2 - 专题研究报告 内容目录 国六将近，分阶段实施、部分地区提前 . - 5 - 汽油车：关注 48V 轻混技术、需加装 GPF . - 8 - 机内与机外净化技术结合，关注 48V 轻混系统等技术 . - 8 - 需要加装 GPF，升级成本约 1000-2000 元 . - 10 - 柴油车：路线分化， SCR+DPF 成标配 . - 12 - 国六主柴油车主要为了控制氮氧化物及颗粒物 . - 12 - 达标需多项系统协同， SCR+DPF 成为标配 . - 13 - 自主品牌已经具备部分后处理系统开发能力 . - 15 - 风险提示 . - 16 - 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 3 - 专题研究报告 图表目录 图表 1： 2012-2013 年度北京市 PM2.5 来源 . - 5 - 图表 2：机动车一氧化碳排放量分担率 . - 5 - 图表 3：机动车碳氢化合物排放量分担率 . - 5 - 图表 4：机动车氮氧化物排放量分担率 . - 5 - 图表 5：机动车颗粒物排放量分担率 . - 5 - 图表 6：按排放标准阶段划分汽车保有量构成 . - 6 - 图表 7：不同排放标准汽车污染物排放量分担率（ %） . - 6 - 图表 8： 2017 年各类型汽车一氧化碳排放分担率 . - 6 - 图表 9： 2017 年各类型汽车碳氢化合物排放分担率 . - 6 - 图表 10： 2016 年各类型汽车氮氧化物排放分担率 . - 6 - 图表 11： 2016 年各类型汽车颗粒物排放分担率 . - 6 - 图表 12：全国轻型汽油车排放标准 升级时间表 . - 7 - 图表 13：国六重型车 a、 b 阶段各车型实施日期 . - 7 - 图表 14：打赢蓝天保卫战三年行动计划中的重点区域 . - 7 - 图表 15：汽油车排放限值变化 . - 8 - 图表 16：汽油机降低一氧化碳排放物的措施 . - 8 - 图表 17：汽油机降低颗粒排放物措施 . - 8 - 图表 18：降低非甲烷烃的措施 . - 9 - 图表 19：颗粒物机内净化技术 . - 10 - 图表 20：颗粒物机外控制技术 . - 10 - 图表 21： GPF 的布置方式 . - 10 - 图表 22：有无 GPF 的污染物排放对比 . - 10 - 图表 23： GPF 预计量产价格 . - 11 - 图表 24：不同燃料类型汽车污染物排放量分担率 . - 12 - 图表 25：轻型车排放限值 . - 12 - 图表 26：重卡国五国六排放标准对比 . - 12 - 图表 27：柴油机排放达标的实现途径 . - 13 - 图表 28：柴油机后处理技术升级路线 . - 13 - 图表 29：各阶段重型商用车发动机技术路线走向 . - 13 - 图表 30：实现欧六技术路线 . - 14 - 图表 31：国内各厂家国六技术路线情况 . - 14 - 图表 32：国六成本增加分解 . - 14 - 图表 33： SCR 零部件厂商梳理 . - 15 - 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 4 - 专题研究报告 图表 34：我国卡车销量（万辆） . - 15 - 图表 35： DPF 前装市场规模测算 . - 15 - 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 5 - 专题研究报告 国六将近，分阶段实施、部分地区提前 汽车尾气成空气污染的主要来源之一。 截止到 2018 年 12 月，全国机动车保有量已达到 3.27 亿辆，其中汽车 2.40 亿辆。机动车排放已成为许多大中城市细颗粒物（ PM2.5）的首要来源，北京、上海、广州机动车排放为细颗粒物的本地首要污染源。 图表 1： 2012-2013 年度北京市 PM2.5 来源 来源： 北京市环保局、 中泰证券研究所 图表 2： 机动车一氧化碳排放量分担率 图表 3： 机动车碳氢化合物排放量分担率 来源： 环保部、 中泰证券研究所 来源： 环保部、 中泰证券研究所 图表 4： 机动车氮氧化物排放量分担率 图表 5： 机动车颗粒物排放量分担率 机动车3 1 .1 %燃煤2 2 .4 %工业生产1 8 .1 %扬尘1 4 .3 %其他1 4 .1 %汽车8 7 .8 0 %摩托车1 1 .9 0 %低速汽车0 .3 0 %汽车8 4 .1 0 %摩托车1 2 .9 0 %低速汽车3 .0 0 %汽车9 2 .8 0 %摩托车5 .7 0 %低速汽车1 .5 0 %汽车9 5 .8 0 %低速汽车4 .2 0 %请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 6 - 专题研究报告 来源： 环保部、 中泰证券研究所 来源： 环保部、 中泰证券研究所 国三车是 环保治理的重点 。 从 2017 年按排放标准阶段划分的汽车保有量来看，国车共有 4420 万辆，占比 21.2%。 但从污染物排放量分担率来看，国车占比远高于排放量占比，是环保治理的重点。 图表 6： 按排放标准阶段划分汽车保有量构成 图表 7： 不同排放标准汽车污染物排放量分担率（ %） 来源： 环保部、 中泰证券研究所 来源： 环保部、 中泰证券研究所 重卡是 污染 治理的重中之重。 从各类汽车排放物的分担率来看，小型载客汽车以及重卡是一氧化碳排放物、碳氢化合物排放的主要来源；重卡、大型客车是碳氢化合物、颗粒物排放的主要来源。 图表 8： 2017 年各类型汽车一氧化碳排放分担率 图表 9： 2017 年各类型汽车碳氢化合物排放分担率 来源： 环保部、 中泰证券研究所 来源： 环保部、 中泰证券研究所 图表 10： 2016 年各类型汽车氮氧化物排放分担率 图表 11： 2016 年各类型汽车颗粒物排放分担率 国 前0 .1 0 %国 3 .7 0 % 国 5 .5 0 %国 2 1 .2 0 %国 4 7 .5 0 %国 及以上22%010203040506070CO HC No x PM国 前 国 国 国 国 国 及以上重卡1 8 .0 %中卡4 .7 %轻卡8 .7 %微卡0 .6 %大型载客汽车7 .7 %中型载客汽车2 .8 %小型载客汽车5 4 .0 %微型载客汽车3 .6 %重卡2 2 .7 %中卡6 .6 %轻卡8 .4 %微卡0 .5 %大型载客汽车9 .3 %中型载客汽车3 .2 %小型载客汽车4 6 .0 %微型载客汽车3 .3 %请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 7 - 专题研究报告 来源： 环保部、 中泰证券研究所 来源： 环保部、 中泰证券研究所 国六 a 为过渡阶段， 2023 年全面实施国六 b。 1）汽油车：国六 a 从 2020年 7 月 1 日起全面实施 ，国六 b 从 2023 年 7 月 1 日实施。 2） 重型车： 2019 年 1 月 1 日起，国内将正式提供新型燃油 ，并于 2020 年 7 月 1 日起正式实施国六排放标准第一阶段。 国六 a 阶段 作为过渡阶段， 排放标准 为国五阶段最严数值 ， 国六 b 则完全落实各项实验最严要求 。 图表 12： 全国轻型汽油车排放标准升级时间表 图表 13： 国六 重型车 a、 b 阶段 各车型 实施日期 时间 国一 2000 年 7 月 1 日 国二 2005 年 7 月 1 日 国三 2008 年 7 月 1 日 国四 2011 年 7 月 1 日 国五 2017 年 7 月 1 日 国六 2020 年 7 月 1 日国六 a， 2023 年 7 月 1 日国六 b 标准 车型 2023.7.1 6b 所有重型车 2021.1.1 6b 燃气 重型车 2021.7.1 6a 所有重型车 2020.7.1 6a 城市 重型车 2019.7.1 6a 燃气 重型车 来源： 环保部、 中泰证券研究所 来源： GB 17691-2018、中泰证券研究所、城市车辆指主要在城市运行的公交车、邮政车和环卫车。燃气车辆一般指天然气车辆 部分地区提前实施国六。 国务院打赢蓝天保卫战三年行动计划中，2019 年 7 月 1 日起，重点区域、珠三角地区、成渝地区提前实施国六排放标准，推广使用达到国六排放标准的燃气车辆 。 图表 14：打赢蓝天保卫战三年行动计划 中的重点区域 区域范围 重点区域： 北京市、天津市、河北省、山西省、山东省、河南省、上海市、江苏省、浙江省、安徽省、陕西省，以及内蒙古自治区呼和浩特市、包头市、乌兰察布市、鄂尔多斯市、巴彦淖尔市、乌海市 珠三角地区： 广州、深圳、佛山、东莞、惠州、中山、珠海、江门、肇庆、汕尾（深汕特别合作区）、阳江、清远、云浮、河源 成渝地区： 重庆、成都 来源： 国务院、 中泰证券研究所 重卡5 3 .4 %中卡9 .9 %轻卡4 .8 %微卡0 .2 %大型载客汽车1 7 .4 %中型载客汽车3 .0 %小型载客汽车1 0 .5 %微型载客汽车0 .8 %重卡5 9 .9 %中卡7 .5 %轻卡1 0 .3 %微卡0 .2 %大型载客汽车1 5 .4 %中型载客汽车1 .2 %小型载客汽车5 .5 %微型载客汽车0 .0 %请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 8 - 专题研究报告 汽油车：关注 48V 轻混技术、需加装 GPF 机内与机外净化技术结合，关注 48V 轻混系统等技术 a 阶段为过渡阶段，国六 b 更加严格。 国六 a 从 2020 年 7 月 1 日起全面实施 ，排放标准基本于国五相同，一氧化碳限值更加严格 。 国六 b 从2023 年 7 月 1 日实施， 相对于国六 a，一氧化碳 、 碳氢化合物等严格了40%-50%。 此外， 新增加了 一氧化二氮的限值要求，将 PM 的要求从国五的 汽油直喷发动机扩大到所有的点燃式汽车，国六 b 的 PM 限值又比国六 a 下降 33%。 图表 15： 汽油车排放限值变化 排放物 国五 国六 a 国六 b 一氧化碳 1000（ mg/km) 700（ mg/km) 500（ mg/km) 非甲烷烃 68（ mg/km) 68（ mg/km) 35（ mg/km) 氮氧化物 60（ mg/km) 60（ mg/km) 35（ mg/km) PM 细颗粒物 4.5（ mg/km) 4.5（ mg/km) 3（ mg/km) PN 颗粒物 - 6*1011 颗 /km 6*1011 颗 /km 来源： 环保部、 中泰证券研究所 备注：第一类车（ 包括驾驶员作为在内，座位数不超过六座，且最大总质量不超过 2500kg 的 M1 类汽车 ） 国六 a 阶段，关注降低一氧化碳以及颗粒物（ PM/PN） 排放技术。 1）相比国五，国六 a 阶段 一氧化碳 排放降低 30%，国六 b 阶段降低 50%。 2） 国五阶段仅对缸内直喷汽油机 PM 排放有限值要求，而对 PN 无限值要求；到国六阶段，对气道喷射和缸内直喷汽油机都提出了 PM 和 PN 排放限值要求，并且国六 b 阶段限值从 4.5mg/km 收紧到 3mg/km，加严 33%。 图表 16： 汽油机降低一氧化碳排放物的措施 降低一氧化碳排放物的措施 排气歧管集成冷却水套 降低排气温度 低压冷却 EGR 抑制爆震，降低排气温度 喷水技术 抑制爆震，降低排气温度 48V 系统 避免内燃机工作在高速大负荷区，降低起动和暖机过程的混合气加浓程度，则需要通过改善混合气制备，使燃油与空气更好地混合，相应的措施有： 优化进气系统，对于增压发动机可以改进进气系统增大滚流比 增大气门重叠角，利用内部 EGR 加热混合气改善冷机阶段的燃油雾化条件 降低喷油器的 SMD：提高冷机阶段的系统压力，采用多孔喷油器 优化喷射导向 来源：中泰证券研究所 图表 17： 汽油机降低颗粒排放物 措施 GDI（汽油直喷式）降低颗粒排放物措施 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 9 - 专题研究报告 改进高压喷射系统 P-DI（气道及缸内双喷系统） GPF（颗粒捕集器） PFI（进气道喷射） 降低颗粒排放物措施 改进喷油器、改善喷射导向 提高冷机起动喷射油压 优化匹配 优化冷机阶段 VVT 位置 优化喷油相位 优化混合气控制，尽量避免混合气过浓 来源：中泰证券研究所 国六 b 阶段，关注降低氮氧化物、非甲烷烃排放技术。 1） 国六 a 阶段 THC 和 NMHC 排放限值保持与国五阶段一致，到国六 b 阶段，限值下降约 50%。 2） 国六 a 阶段限值保持与国五一致，在国六 b 阶段 NOx 限值收紧了 42%。 降低 NOx 排放的技术主要有 : 采用废气再循环技术 EGR，将废气冷却后引入进气系统中，能有效降低燃烧最高温度，抑制或者减少 NOx 的生成；对富氧稀燃发动机，可以采用 NOx 吸附还原催化剂进行后处理。 图表 18： 降低非甲烷烃的措施 降低非甲烷烃的措施 优化催化器： 提高贵金属含量 ； 优化催化器的布置位置，采用紧耦合催化器 ； 增加催化器目数（比如 600 目或 750 目） ； 对于涡轮增压发动机，采用电子废气门或负压控制废气门 。 优化燃油系统，改善燃油雾化： 1）对于涡轮增压发动机，采用电子废气门或负压控制废气门 、 优化燃油系统 、 改善燃油雾化 ； 2） 对于 PFI 发动机，采用 DECOS 系统 、 冷机状态下提高系统油压 、 改善燃油雾化 、 优化喷射导向 、 采用多孔喷油器 、 采用双喷油器也是可选方案之一 ； 3） 对于 GDI 发动机， 提高最大系统油压 、 优化喷射导向 。 优化空气系统 ： 1） 对于涡轮增压发动机， 对于增压发动机，增大发动机滚流比，并合理选择增压器 ； 2） 采用双 VVT，在冷机状态下采用较大的气门重叠角获得更大的内部 EGR 率，有效加热混合气，改善燃油雾化 优化匹配： 1） 对于 GDI 发动机，合理匹配多次喷射，最大程度做好推迟点火角与怠速稳定性的平衡，以加速催化器起燃 ； 2） 对于GDI 发动机，提高冷机阶段的系统油压，改善燃油雾化 ； 3） 优化气门重叠角 。 对富氧稀燃发动机，可以采用 NOx 吸附还原催化剂进行后处理。 来源：中泰证券研究所 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 10 - 专题研究报告 需要加装 GPF， 升级成本约 1000-2000 元 GDI 汽油机的颗粒物排放需要解决 。 缸内直喷发动机（ GDI） 类似于柴油机的供油技术，燃烧效率、动力性大大提升，在节能和排放上具有优势，是传统汽油机的发展方向。但由于分层燃烧工况下由于混合气的浓度分布不均匀，导致缸内直喷汽油机的颗粒物排放增加，如何降低 GDI汽油机的颗粒物的排放是必须解决的问题。 图表 19： 颗粒物机内净化技术 图表 20： 颗粒物机外控制技术 来源：中泰证券研究所 来源：中泰证券研究所 国六阶段 GDI 发动机需要加装 GPF。 GPF 在排气系统中的作用主要是捕集尾气中的颗粒物，同时在载体上涂覆贵金属后还可以完成气体污染物的转化工作。 国五的后处理系统无法满足国六法规对颗粒物的排放要求 。 增加 GPF 后， PM 数值降 到了只有限值的百分之二十左右， PN数值降低了两个数量级，远低于国六限值。在 HC 和 NMHC 这两项上，二者的差异并不是很大，有 GPF 的排放性能只是略优于后者。对于 CO和 NOx，增加了后级 GPF 后排放量大幅下降 。 图表 21： GPF 的布置方式 图表 22： 有无 GPF 的污染物排放对比 来源：中泰证券研究所 来源： 满足国六标准的汽油机颗粒捕集器（ GPF）的试验研究 、 中泰证券研究所 升级成本 约 1000-2000 元。 对于汽油车来说，除了增加三元催化剂和升级 OBD， 还需要增加颗粒捕捉器（ GPF），加上前期研发测试及后期排放质保费用，总成本约在 1000-2000 元。 高压喷射技术进排气系统优化燃烧室优化增压技术三元催化剂颗粒 捕捉器-