中國粉體網(wǎng)3月21日訊 輕稀土鑭、鈰和鐠等元素具有獨(dú)特的4f電子層結(jié)構(gòu),在化學(xué)反應(yīng)中具有良好的助催化性能,因此被用作優(yōu)良的催化材料。目前已進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)的稀土催化材料包括分子篩稀土催化材料、稀土鈣鈦礦催化材料、以及鈰鋯固溶體催化材料等,主要應(yīng)用于石油催化裂化(FCC催化劑)、機(jī)動(dòng)車尾氣凈化、工業(yè)有機(jī)廢氣凈化、催化燃燒和固體氧化物燃料電池等方面。2011年中國稀土催化材料產(chǎn)量29,200噸,消費(fèi)稀土4380噸(中國稀土協(xié)會(huì)估算)。我們預(yù)計(jì)隨著中國政府加強(qiáng)環(huán)境治理,特別是對城市廢氣的治理,2013-2015年稀土催化材料的市場規(guī)模有望保持20%的年均復(fù)合增速。
2013年以來北上廣深等中國東部主要城市遭遇持續(xù)霧霾天氣,機(jī)動(dòng)車尾氣排放量的增加是重要的因素。2002年中國私人汽車擁有量968.98萬輛,2012年擁有量達(dá)到8838.6萬輛,10年間復(fù)合增速25%。私人汽車保有量的快速增長使得尾氣成為城市中最主要的大氣污染源。
2013年9月中國政府頒發(fā)《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》,提到強(qiáng)化移動(dòng)污染防治,加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車環(huán)保管理:環(huán)保等部門聯(lián)合加強(qiáng)新生產(chǎn)車輛環(huán)保監(jiān)管,嚴(yán)厲打擊生產(chǎn)、銷售環(huán)保不達(dá)標(biāo)車輛違法行為;加強(qiáng)在用機(jī)動(dòng)車年度檢驗(yàn),對不達(dá)標(biāo)車輛不得發(fā)放環(huán)保合格標(biāo)志,不得上路行駛;鼓勵(lì)出租車每年更換尾氣凈化裝置。美國、日本和歐洲發(fā)達(dá)國家通過執(zhí)行嚴(yán)格的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)來控制尾氣污染。中國在2000年開始也對汽車尾氣排放進(jìn)行控制(實(shí)施國I標(biāo)準(zhǔn)),2011年開始執(zhí)行國IV標(biāo)準(zhǔn)(相當(dāng)于歐IV)。環(huán)保部計(jì)劃在2014年底前柴油車也實(shí)施國IV標(biāo)準(zhǔn),京津冀、長三角和珠三角汽柴油車提升為國V標(biāo)準(zhǔn),到2017年推廣至全國。
汽車尾氣排放的主要有害成分包括一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)和氮氧化合物(NOx)等,尾氣凈化主要原理就是通過氧化和還原反應(yīng)將這些污染物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和氮等無害物質(zhì)。催化劑是尾氣凈化效果的關(guān)鍵因素。目前世界上最廣泛應(yīng)用的汽車尾氣凈化催化劑為三元催化劑(TWC),其結(jié)構(gòu)由活性組分、載體、涂層和助劑構(gòu)成,其中貴金屬鉑(Pt)、銠(Rh)和鈀(Pd)是最重要的催化活性組分,稀土(主要為鈰、鑭和鐠)則在催化過程中起一系列作用:替代部分貴金屬作為活性組分以提高CO和HC的催化轉(zhuǎn)化活性;機(jī)動(dòng)車尾氣中Pb和S易致催化劑中毒從而失效,加入稀土后能提高催化劑的抗中毒能力;用于涂層材料以防止載體中γ-Al2O3轉(zhuǎn)化為α-Al2O3而導(dǎo)致表面積降低;氧化鈰在氧化/還原反應(yīng)中通過變價(jià)釋放和儲存氧,更好的控制空燃比(A/F)和改善催化效果。
根據(jù)對中國國產(chǎn)催化劑市場規(guī)模的匡算,中國汽車市場的快速發(fā)展、國產(chǎn)汽車尾氣催化劑市場份額的迅速提升,以及失效催化劑的更新等將推動(dòng)需求繼續(xù)快速增長。
預(yù)計(jì)2014/2015年中國乘用車產(chǎn)量有望分別增長12%和10%,重卡商務(wù)車分別增長0%和5%。而根據(jù)萬得統(tǒng)計(jì),中國乘用車的平均排量為1.74升,汽車尾氣催化劑裝載量與發(fā)動(dòng)機(jī)排量的經(jīng)驗(yàn)比為0.9:1(貴研鉑業(yè)2013年配股募集說明書),則平均每輛乘用車需1.57升催化劑。假設(shè)商務(wù)車排量平均為5升,即每輛車需4.5升催化劑。預(yù)計(jì)2013-2015年國產(chǎn)催化劑的市場份額將從20%逐步提高到30%(此前中國汽車尾氣凈化催化劑的市場份額基本由優(yōu)美科、莊信萬豐和巴斯夫國際三大巨頭占有)。由此得到新增汽車2014年和2015年凈化催化劑的市場規(guī)模分別將達(dá)到1289.6萬升和1672.7萬升。
另外,隨著中國汽車保有量的增長,更新需求也將增加汽車尾氣凈化催化劑需求�！洞髿馕廴痉乐涡袆�(dòng)計(jì)劃》中強(qiáng)調(diào)汽車年檢中加強(qiáng)環(huán)保檢驗(yàn),鼓勵(lì)出租車每年更換高效尾氣凈化裝置。假設(shè)2014年和2015年分別有1.5%和2%的汽車催化劑失效后進(jìn)行更新,由此測算出國產(chǎn)汽車凈化催化劑的更新需求分別為133.6萬升和246.8萬升�？傮w來說,中國2014年和2015年國產(chǎn)汽車催化劑的需求將達(dá)到1423.1萬升和1919.5萬升,分別同比增長39%和35%。
城市廢氣的另一個(gè)主要來源是工業(yè)生產(chǎn)(石化、油漆和涂料等)排放的有毒有害廢氣,特別是揮發(fā)性有機(jī)廢氣(VOC)。根據(jù)“中國稀土”報(bào)道(稀土凈化催化領(lǐng)域的應(yīng)用-2009/01/16),稀土催化材料因?yàn)楠?dú)特的催化氧化性質(zhì),能在中高濃度環(huán)境下對有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化。另外,稀土較好的能級結(jié)構(gòu)和光譜特性,可在與納米TiO2混合時(shí)有效提高光催化效率,在室溫下催化消除CO、O3等有害氣體。中國目前在工業(yè)廢氣中稀土的應(yīng)用仍較少,但美國1997年市場規(guī)模已達(dá)到10億美元。預(yù)計(jì)隨著中國政府對工業(yè)廢氣排放要求的逐步嚴(yán)格,將推動(dòng)稀土在該領(lǐng)域的需求增長。
稀土在石油化工催化材料(FCC催化劑)中的應(yīng)用是當(dāng)前稀土在催化材料中使用最多的領(lǐng)域,全球每年約消耗3-4萬噸的氧化鑭和氧化鈰。中國規(guī)�；腇CC催化劑企業(yè)包括中石化催化劑分公司、中石油蘭州催化公司、樂山潤和稀土催化劑公司(盛和資源的子公司)等。根據(jù)公司在建生產(chǎn)線規(guī)模,FCC催化劑產(chǎn)能將在2015年超過5萬噸/年,因此認(rèn)為FCC產(chǎn)能的增長有望推動(dòng)稀土需求繼續(xù)增長。
2013年以來北上廣深等中國東部主要城市遭遇持續(xù)霧霾天氣,機(jī)動(dòng)車尾氣排放量的增加是重要的因素。2002年中國私人汽車擁有量968.98萬輛,2012年擁有量達(dá)到8838.6萬輛,10年間復(fù)合增速25%。私人汽車保有量的快速增長使得尾氣成為城市中最主要的大氣污染源。
2013年9月中國政府頒發(fā)《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》,提到強(qiáng)化移動(dòng)污染防治,加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車環(huán)保管理:環(huán)保等部門聯(lián)合加強(qiáng)新生產(chǎn)車輛環(huán)保監(jiān)管,嚴(yán)厲打擊生產(chǎn)、銷售環(huán)保不達(dá)標(biāo)車輛違法行為;加強(qiáng)在用機(jī)動(dòng)車年度檢驗(yàn),對不達(dá)標(biāo)車輛不得發(fā)放環(huán)保合格標(biāo)志,不得上路行駛;鼓勵(lì)出租車每年更換尾氣凈化裝置。美國、日本和歐洲發(fā)達(dá)國家通過執(zhí)行嚴(yán)格的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)來控制尾氣污染。中國在2000年開始也對汽車尾氣排放進(jìn)行控制(實(shí)施國I標(biāo)準(zhǔn)),2011年開始執(zhí)行國IV標(biāo)準(zhǔn)(相當(dāng)于歐IV)。環(huán)保部計(jì)劃在2014年底前柴油車也實(shí)施國IV標(biāo)準(zhǔn),京津冀、長三角和珠三角汽柴油車提升為國V標(biāo)準(zhǔn),到2017年推廣至全國。
汽車尾氣排放的主要有害成分包括一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)和氮氧化合物(NOx)等,尾氣凈化主要原理就是通過氧化和還原反應(yīng)將這些污染物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和氮等無害物質(zhì)。催化劑是尾氣凈化效果的關(guān)鍵因素。目前世界上最廣泛應(yīng)用的汽車尾氣凈化催化劑為三元催化劑(TWC),其結(jié)構(gòu)由活性組分、載體、涂層和助劑構(gòu)成,其中貴金屬鉑(Pt)、銠(Rh)和鈀(Pd)是最重要的催化活性組分,稀土(主要為鈰、鑭和鐠)則在催化過程中起一系列作用:替代部分貴金屬作為活性組分以提高CO和HC的催化轉(zhuǎn)化活性;機(jī)動(dòng)車尾氣中Pb和S易致催化劑中毒從而失效,加入稀土后能提高催化劑的抗中毒能力;用于涂層材料以防止載體中γ-Al2O3轉(zhuǎn)化為α-Al2O3而導(dǎo)致表面積降低;氧化鈰在氧化/還原反應(yīng)中通過變價(jià)釋放和儲存氧,更好的控制空燃比(A/F)和改善催化效果。
根據(jù)對中國國產(chǎn)催化劑市場規(guī)模的匡算,中國汽車市場的快速發(fā)展、國產(chǎn)汽車尾氣催化劑市場份額的迅速提升,以及失效催化劑的更新等將推動(dòng)需求繼續(xù)快速增長。
預(yù)計(jì)2014/2015年中國乘用車產(chǎn)量有望分別增長12%和10%,重卡商務(wù)車分別增長0%和5%。而根據(jù)萬得統(tǒng)計(jì),中國乘用車的平均排量為1.74升,汽車尾氣催化劑裝載量與發(fā)動(dòng)機(jī)排量的經(jīng)驗(yàn)比為0.9:1(貴研鉑業(yè)2013年配股募集說明書),則平均每輛乘用車需1.57升催化劑。假設(shè)商務(wù)車排量平均為5升,即每輛車需4.5升催化劑。預(yù)計(jì)2013-2015年國產(chǎn)催化劑的市場份額將從20%逐步提高到30%(此前中國汽車尾氣凈化催化劑的市場份額基本由優(yōu)美科、莊信萬豐和巴斯夫國際三大巨頭占有)。由此得到新增汽車2014年和2015年凈化催化劑的市場規(guī)模分別將達(dá)到1289.6萬升和1672.7萬升。
另外,隨著中國汽車保有量的增長,更新需求也將增加汽車尾氣凈化催化劑需求�！洞髿馕廴痉乐涡袆�(dòng)計(jì)劃》中強(qiáng)調(diào)汽車年檢中加強(qiáng)環(huán)保檢驗(yàn),鼓勵(lì)出租車每年更換高效尾氣凈化裝置。假設(shè)2014年和2015年分別有1.5%和2%的汽車催化劑失效后進(jìn)行更新,由此測算出國產(chǎn)汽車凈化催化劑的更新需求分別為133.6萬升和246.8萬升�？傮w來說,中國2014年和2015年國產(chǎn)汽車催化劑的需求將達(dá)到1423.1萬升和1919.5萬升,分別同比增長39%和35%。
城市廢氣的另一個(gè)主要來源是工業(yè)生產(chǎn)(石化、油漆和涂料等)排放的有毒有害廢氣,特別是揮發(fā)性有機(jī)廢氣(VOC)。根據(jù)“中國稀土”報(bào)道(稀土凈化催化領(lǐng)域的應(yīng)用-2009/01/16),稀土催化材料因?yàn)楠?dú)特的催化氧化性質(zhì),能在中高濃度環(huán)境下對有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化。另外,稀土較好的能級結(jié)構(gòu)和光譜特性,可在與納米TiO2混合時(shí)有效提高光催化效率,在室溫下催化消除CO、O3等有害氣體。中國目前在工業(yè)廢氣中稀土的應(yīng)用仍較少,但美國1997年市場規(guī)模已達(dá)到10億美元。預(yù)計(jì)隨著中國政府對工業(yè)廢氣排放要求的逐步嚴(yán)格,將推動(dòng)稀土在該領(lǐng)域的需求增長。
稀土在石油化工催化材料(FCC催化劑)中的應(yīng)用是當(dāng)前稀土在催化材料中使用最多的領(lǐng)域,全球每年約消耗3-4萬噸的氧化鑭和氧化鈰。中國規(guī)�；腇CC催化劑企業(yè)包括中石化催化劑分公司、中石油蘭州催化公司、樂山潤和稀土催化劑公司(盛和資源的子公司)等。根據(jù)公司在建生產(chǎn)線規(guī)模,FCC催化劑產(chǎn)能將在2015年超過5萬噸/年,因此認(rèn)為FCC產(chǎn)能的增長有望推動(dòng)稀土需求繼續(xù)增長。
