❖催化剂的发展引领化工行业的发展,国产化、高端化势在必行
催化剂被誉为化工“芯片”,能够提高化学反应效率,促成规模化生产。化学合成、石化炼油、环境处理为其三大主要应用场景。2021年全球催化剂市场规模为373亿美元,近三年增速约5%,稳定发展。目前国内催化剂行业长期处于贸易逆差状态,未来国产替代趋势较强。
❖分子筛催化剂:能源化工需求稳定,移动脱硝增量可观
分子筛催化剂作为绿色催化剂的代表,在尾气处理(移动源脱硝)和石化化工领域具有广阔的应用空间。1)传统能化应用方面,分子筛催化剂将继续受益于我国炼能扩张以及环保低碳要求的控制,市场需求稳固;在炼油、环氧丙烷(HPPO)、己内酰胺等领域快速渗透,国产化替代加速。2)移动源脱硝方面,SCR法是目前最有效的脱硝技术,以沸石分子筛为载体的催化剂是SCR催化剂的主要发展方向。国六标准下对于柴油机NOx和颗粒物方面的排放标准非常严格,原先采用钒基SCR分子筛催化剂无法满足要求,需要使用沸石型分子筛作为SCR的催化剂,并且装置CSF(DPF)强化颗粒物的捕集。国六标准下,分子筛催化剂有望迎来万吨市场增量。
❖聚烯烃催化剂:国产替代空间大,高端市场方兴未艾
催化剂可促进聚合物链增长,是所有聚烯烃制造工艺的核心。工业用催化剂主要为齐格勒-纳塔催化剂, 茂金属催化剂是重要的补充。我国作为聚烯烃消费大国,近年聚乙烯、聚丙烯产能快速增长,聚烯烃催化剂需求同时大增,预计到2026年有70%的增长空间。全球聚烯烃催化剂CR5中仅中石化占据9%市场份额,国产提升空间大。我国高端聚烯烃产品对外依存度较高,茂金属催化剂制备技术、原料壁垒高,是关键突破环节。看好从原料端、催化剂自主国产化进入并打通产品产业链的相关企业,例如对外依存率100%的POE和COP/CPP材料,均有国内企业积极研发国产化催化技术,以期实现国产0-1的突破。
❖贵金属催化剂:资源稀缺,氢能放量带来新亮点
贵金属催化剂的催化活性组分主要以铂(Pt)、钯(Pd)等为主,下游应用主要在汽车尾气和化工领域。除了前述下游需求相关看点,其主要材料铂族金属的稀缺性也值得重视。2021年全球铂族金属储量约7.0万吨,我国仅401吨,以铂金为例,进口依赖度达80%。同时,由于贵金属的稀缺,高成本或将影响其在催化剂应用的部分空间,而氢能的放量有望带来新的增长亮点。贵金属催化剂仍是PEM电解水制法主要依赖材料,铂基催化剂是燃料电池堆催化剂的最优选择。我国燃料电池车目前每车铂金使用量30-80克,后续有望降低至10-15克铂金,仍较传统柴油车、汽油车单车用量(约2-10克/辆)大幅提升。随着氢能应用领域拓宽丰富,预计至2025年可带来贵金属催化剂累计增量达358亿元。
❖投资建议
双碳背景+化工业高质量发展需求下,我们认为催化剂行业发展也有望向环境保护及高端新材料方向突破,全力迈向国产化。看好:1)国六标准全面落地,分子筛催化剂市场空间较大,代表企业中触媒、万润股份等;2)聚烯烃产能扩产加速,高端聚烯烃亟待突破,相关催化剂技术储备企业有望拓展产品布局,代表企业鼎际得、阿科力;3)贵金属催化剂以稀为贵,氢能应用场景有望提供新增量,代表企业贵研铂业、凯大催化、凯立新材。
❖风险提示
❖催化剂的来源
“催化”这个名字是由Berzelius在1836年创造的。他的结论是,除了“亲和力”之外,还有一种新的力量在起作用,即“催化力”。反应通过催化接触发生。“催化”一词源于希腊语:它具有“向下”和“放松”的含义。工业催化是一种古老的做法,催化剂曾一直用于葡萄酒和啤酒的生产。最早的工业催化过程包括一些无机氧化过程,即迪肯过程(将HCl氧化成Cl2)和硫酸的生产。这些过程是在建立化学反应性的科学基础之前开发的。只有在van't Hoff提出化学平衡理论之后,催化剂开发的框架才变得可用。这对二十世纪初合成氨工艺的发展产生了重大影响,从而人们可以系统地、科学地寻找好的催化剂。此后催化剂渗入石油炼制工业、催化聚合物合成工业、精细化工工业等,每一次的催化剂的更新换代都会引发化学工业的巨大变革。
❖催化剂市场现状
据Allied market research研究报告,2021年全球催化剂市场规模为373亿美元,近三年增速约5%。非均相催化剂细分市场主导了全球催化剂市场,占2021年市场份额的73%左右。根据原材料的不同,化合物(碳酸钙、硫酸和氢氟酸等)引领全球催化剂市场,2021年的收入份额为38.4%。
❖分子筛简述
❖分子筛催化剂为能化领域绿色发展保驾护航
❖分子筛相关代表上市公司
❖聚烯烃需求带动催化剂增长
❖茂金属催化剂是高端聚烯烃突破关键
❖聚烯烃催化剂代表公司
1)鼎际得
鼎际得为专注聚烯烃催化剂的龙头企业。公司是国内少数同时具备高分子材料高效能 催化剂和化学助剂产品的专业提供商,形成了聚烯烃高效能催化剂和化学助剂的研发、生产和销售为一体的业务体系。公司专注于聚烯烃催化剂领域的研发积累,已形成了以齐格勒-纳塔第四代催化剂为核心的产品序列,是国内主要聚烯烃催化剂供应商之一。
公司深耕催化剂及助剂领域,经验丰富。公司催化剂产品应用于烯烃聚合,将化学中间产品乙烯、丙烯生成聚乙烯、聚丙烯,再添加抗氧剂产品对聚烯烃进行性能改善,用于下游高分子材料领域。
公司积极拓展 POE 领域,积极布局新材料项目。公司在茂金属催化剂领域积极进行研发和产业化投入,2022 年 12 月公告投建 40 万吨/年 POE 及 30 万吨/年α-烯烃装置, 有望打开成长新局面。一期建设 20 万吨 POE 联合装置,采用引进的成熟工艺包,有望在产线调试、产品性能等方面取得较好的优势。
2)阿科力
公司是国家级高新技术企业,专业生产各类精细化工产品和光学级聚合物材料。公司通过不断自主创新,公司凭借完善的化工基础设施、自行研发的专利技术以及丰富的生产工艺流程控制经验,成为国内领先的规模化生产聚醚胺、(甲基)丙烯酸异冰片酯、脂环族丙烯酸酯的科技型企业。
公司主营产品聚醚胺下游主要应用于风电叶片和页岩气开采。阿科力聚醚胺设计产能达2万吨/年,其生产工艺为连续化生产,采用负载在载体上的金属催化剂,生产效率、生产成本、产品质量可与国外公司媲美,构筑了较高的竞争壁垒。公司光学级聚合物材料产品(丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯)的涉及产能5000吨/年。目前主要应用领域还是以知名高档汽车、新能源汽车表面涂层为主,光固化涂层其他领域为辅。
❖上游资源稀缺,短期不可替代
❖贵金属催化剂代表公司
公司大股东西北有色金属研究院是国内领先的有色金属研发院所,而凯立依托西北院和自主研发人员,储备较多发展空间大的项目,在研项目包括氢燃料电池和氢能相关产品,氢化丁腈橡胶(HNBR)催化剂,以及PDH、煤制乙二醇等化工领域空间大的催化剂品种,未来接力PVC和医药,有望形成新的增长点。
催化剂的技术进展是推动化工行业发展的最有效的动力之一,约有90%以上的工业过程涉及催化剂的使用。催化剂行业具有天然行业壁垒和客户粘性,下游对催化剂产品价格不敏感,其性能才是关键。我国催化剂行业目前仍处于贸易逆差状态,主要依靠国外进口,国产化空间较大。双碳背景+化工业高质量发展需求下,我们认为催化剂行业发展也有望向环境保护及高端新材料方向突破,全力迈向国产化。看好:1)国六标准全面落地,分子筛催化剂市场空间较大;2)聚烯烃产能扩产加速,高端聚烯烃亟待突破,相关催化剂技术储备企业有望拓展产品布局;3)贵金属催化剂以稀为贵,氢能应用场景有望提供新增量。
1) 原材料供应、价格波动风险:催化剂原材料多涉及技术壁垒领域,供应有限,也是我国催化剂突破重点之一。例如茂金属催化剂上游材料MAO在我国仅有少数企业具备生产技术;又如贵金属催化剂主要成本为原材料,贵金属价格较高,若市场价格波动较大,或会挤压企业利润,亦会影响贵金属催化剂应用空间。
2)与国际企业竞争风险:催化剂尤其是高端材料催化剂市场仍由海外企业主导,与海外化工巨头相比,我国多数催化剂企业在品牌积累、技术水平、资金实力等方面存在一定差距,国产化任重道远。
3)下游需求不及预期风险:尽管催化剂下游应用领域众多,但高端领域可能受到目前技术水平和成本限制,需求难以放量;另外,技术更新下,不同催化剂迭代快速,产品投产到落地应用具有隔断风险。