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分子筛催化国内领先,新品打开成长空间

2022-03-22 李旋坤,段海峰 国泰君安证券 杨晖三角
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首次覆盖 ,给予“ 增持”评级。公司催化剂产品种类多,用途广泛,拥有高端的技术以及关键原料配套,处于国内行业领先。随着国内外环保政策趋严,拉动脱硝催化剂需求;另HPPO催化剂等新品订单持续释放,打开成长空间。我们预计公司2021-2023年EPS分别为0.75/1.42/2.02,增速分别为43%/90%/43%,目标价格为66.63元(对应2022年47倍PE)。 分子筛催化剂市场大,公司与BASF深度合作快速成长。分子筛催化剂全球需求较大,2021年全球消费量达34.1万吨,中国消费量为10.2万吨。公司凭借技术优势与BASF深度合作,成为其亚太地区脱硝分子筛独家供应商,并拥有供应BASF及其附属公司移动源脱硝分子筛模板剂及铝源70%全球市场份额的权利,全球移动源脱硝市场约为27亿元,将为公司提供稳定收入。 环氧丙烷HPPO法催化剂实现国产替代,成为新增长极。我国2025年环氧丙烷消费预计达430.4万吨,有300万吨HPPO法产能投产,预计HPPO催化剂年均消费达5.5亿元。目前HPPO技术主要由巴斯夫赢创等海外公司掌握,公司HPPO催化剂技术优势突出,能够根据客户提供定制化服务包,成为新业务增长极。 催化剂产品矩阵丰富,增长潜力巨大。公司在尾气治理领域有固定源VOC催化剂,在化学合成领域有MTO催化剂、己内酰胺催化剂、吡啶制备催化剂和草甘膦IDA催化剂,在石油加工领域有催化裂化催化剂、异构化催化剂等。全球催化剂市场接近2500亿,分子筛是主要组成,公司产品应用领域广阔,增长潜力大。 风险提示:需求不及预期,产能建设不及预期 1.催化剂市场全球2500亿,分子筛是组成核心 催化剂作为影响化学反应的重要媒介,在尾气处理、石化炼化及化学合成等领域广泛使用,分子筛是催化剂的主要核心组成。除传统的石油化工产品制造领域以外,已在清洁能源的开发与利用、环境保护以及人类的生存环境的治理与保护等多个新兴领域起到了关键作用。催化剂的种类繁多,可分为金属催化剂、分子筛催化剂、金属氧化物催化剂、固体酸催化剂等。 图1分子筛是重要的催化剂活性成分及载体 分子筛是一类具有规则而均匀孔道结构的无机晶体材料,具有“筛分分子”和“择形催化”的作用。分子筛具有大的比表面积以及可调控的功能基元,能有效分离和选择活化尺寸不同、极性不同、沸点不同及饱和程度不同的有机烃类分子。作为催化材料、吸附分离材料以及离子交换材料在石油化工、煤化工、天然气化工、精细化工、环境保护、土壤修复与治理等领域有着广泛的应用。其中,催化性能为分子筛的重要性能之一。分子筛的结构较多,根据型体可主要分为A型、X、Y型、ZSM-5型、方钠石型等。 图2分子筛有多种结构构型 根据IHS,2021年全球分子筛消费量超170万吨,高价值消费领域主要在催化剂及吸附/干燥剂。其中分子筛洗涤剂消费量为159.8万吨,占据市场的大头;分子筛催化剂的消费量为34.1万吨,分子筛吸附和干燥剂消费量为31万吨。 中国是分子筛催化剂最大的市场。分子筛作为催化剂在北美和中国的消费量分别为12.4万吨和10.2万吨,共占据全球总消费量的66.8%。 由于不同的分子筛催化剂价格差异较大,从2万到100万以上不等,因此全球分子筛催化剂市场规模可参考催化剂市场规模。 图3全球分子筛消费市场(单位:千吨) 图4中国是最大的分子筛催化剂市场 1.1.环保政策严格,尾气处理催化剂市场广阔 亚太区域的脱硝分子筛市场需求较大。日本、韩国、印度均已实行严格的尾气排放政策,其中日本和韩国尾气脱硝政策已实行较长时间,每年均有较大的市场需求;印度2020年上半年推行严格的尾气脱硝政策,市场增量空间较大。据IHS,2019年全球移动源催化剂市场规模为124亿美元,全球固定源催化剂市场为12.37亿美元,合计136.37亿美元。 图5全球移动源催化剂市场(单位:百万美元)图6中国固定源催化剂市场全球领先 1.1.1.移动源催化剂市场主要被外资垄断 随着移动源脱硝的标准逐渐严格,预计24年中国移动源催化剂市场达37.7亿美元。根据IHS我国移动源催化剂市场的规模处于逐年递增的状态,2019年31.5亿美元,预计在2024年增长至37.7亿美元,2019年至2024年的复合增长率预计达到2%。 国六标准实施后,柴油车SCR脱硝将由钒基催化剂转为分子筛催化剂,带来分子筛需求的纯增量。分子筛凭借规整孔道结构、大的比表面积、可调的表面酸性和高的水热稳定性,加之骨架结构丰富、种类齐全、来源广泛,成为柴油车SCR尾气脱硝的最优选择,其中CHA型分子筛催化剂显现出较好的尾气处理效果而备受关注。 移动源脱硝催化剂市场主要被外资占据。2020年全球重卡产量约440万辆,根据行业调研,乐观假设每辆车移动源脱硝催化剂用量为4kg,全球移动源脱硝催化剂消费量达1.76万吨,保守估计移动源脱硝催化剂均价为18万元/吨,则全球市场规模为32亿元,其中2020年中国的重卡产量约为298万辆,对应的消费量约1.2万吨,对应市场规模为21.6亿元。 图7全球移动源脱硝催化剂被外资垄断 1.1.2.固定源催化剂市场国内发展成熟 固定源催化剂主要用于煤电发电中,2019年中国固定源催化剂市场达52亿元。根据中国电力企业联合会,2019年我国煤电装机量达到10.8亿千瓦,预计19-24每年新增装机在0.3亿千瓦。目前新增的火电装机都需要安装SCR脱硝催化剂,参考国外平均值0 .8m3 /MW计算,平均每年新增脱硝催化剂需求在2.4万立方。根据IHS,2019年中国市场为52亿元并且预计在2024年增长至63亿元,19-24年复合增速为4%。 图8中国固定源催化剂市场(单位:亿元) 1.2.化学合成催化剂领域市场空间较大 分子筛可用于催化多种合成反应,在化学合成领域市场空间较大。据IHS,2019年全球化学合成催化剂市场为159.60亿美元。化学合成催化剂市场中,有机合成的市场规模达到了11.82亿美元,氧化、氨氧化、氧氯化占据了34.99亿美元的市场份额,2019-2024的平均增长达到了2.4%。钛硅分子筛能够应用于石油化工行业的众多温和氧化有机合成反应。以钛为活性中心的分子筛具有优异的催化氧化性能,在以过氧化氢或烷基过氧化氢为氧化剂时,能够参与烯烃的环氧化、芳烃羟基化、醛酮氨肟化、烷烃氧化等许多重要的反应。 图9催化剂化学合成市场空间大(单位:百万美元) 1.2.1.煤制烯烃催化剂 中国甲醇制烯烃市场规模较大,2019年对应催化剂市场约为29亿。 2019年底,中国MTO产能达1463万吨,根据IHS,2019年中国甲醇制烯烃催化剂消费量达1.13万吨,市场规模达4.42亿美金,单位价值量为3.91万美元/吨,预计2024年该消费量达1.52万吨,2019-2024年规模复合增速为6.0%,基本上与我国MTO产能增速相匹配。 1.2.2.环氧丙烷HPPO催化剂 PO集中投产拉动HPPO催化剂需求,2022-2026年平均市场规模达5.5亿元。2025年前,有300万吨HPPO产能投产,根据调研,平均每1万吨环氧丙烷装置需要5.5-6吨催化剂,则对应新增HPPO催化剂乐观为1800吨,假设HPPO装置催化剂每2年更换一次,则平均每年HPPO催化剂更换需求达735吨,假设HPPO催化剂均价为50万元/吨,则中国2022-2026年HPPO催化剂消费约5.48亿元。 表1: HPPO催化剂伴随PO集中投产快速增加 环氧丙烷可用于生产聚醚、阻燃剂、表面活性剂、DMC等多种重要化工品,是重要的化工中间体。随着我国消费升级的逐步推进,环氧丙烷将逐步扩大在建筑、涂料、服装等领域的应用范围。根据百川盈孚,2021年底中国环氧丙烷产能达404.7万吨,产量为346万吨,实际消费量达387万吨,同比+24.23%。根据IHS预计,中国PO的消费量在2025年将达到430.4万吨,2020-2025复合增速为4.8%。 HPPO直接氧化法凭借环境友好以及高生成率成为未来新增主流工艺路线。中国目前环氧丙烷制备工艺主要为氯醇法和共氧化法,氯醇法由于对环境的污染较大,容易受到环保政策的影响,后期新建的项目都不再使用氯醇法工艺,近几年新上的大炼化项目则是以PO/SM为主。 最新的共氧化法工艺是未来主要的新增工艺,主要是陶氏/巴斯夫以及赢创/德国伍德的双氧水直接氧化法路线,全球占比为19%,中国HPPO工艺产能为50万吨,占比在12%。 图10环氧丙烷制备氯醇法和共氧化法为主,直接氧化法将成为主流 表2:2025年前计划投产的HPPO法环氧丙烷装置达300万吨 1.2.3.己内酰胺催化剂 己内酰胺作为生产尼龙-6的重要化工原料需求稳定,支撑对应催化剂需求。近年来己内酰胺的国内产能增长较快,我国已成为世界最大的己内酰胺生产国。我国己内酰胺主要的制备方法为氨肟化法,该方法使用钛硅分子筛作为催化剂。根据百川资讯数据,截至2021年12月底,我国己内酰胺的有效产能为539万吨,2022-2023年预计新增产能分别为38和140万吨。根据《一种降低己内酰胺加氢催化剂用量的方法》,目前合成一吨工业优级品的己内酰胺,所消耗的催化剂的质量平均为0.08kg,假设己内酰胺催化剂为20万元/吨,则2025年对应的市场规模约为0.8-0.9亿元。 表3:己内酰胺催化剂保持稳定增长 1.2.4.草甘膦HDC催化剂 HDC催化剂能够用于草甘膦IDA工艺路线。草甘膦是世界上用量增长最快的农药之一,也是世界上生产量最大的农药之一。根据百川盈孚,2021年中国草甘膦产能为76万吨,其中IDNA路线工艺产能为19万吨,产量为16.28万吨,由于IDA法路线更加绿色环保,后期草甘膦IDA路线占比将会逐步提高,带动HDC催化剂需求。根据公司招股说明书,公司自2018-2020年持续给扬农集团子公司优士化学供应HDC催化剂约1400万元,扬农化工IDA产能为4万吨,则保守估计中国IDA法HDC催化剂市场约0.7亿元。 图11中国IDAN路线草甘膦产能(单位:吨) 1.3.分子筛催化剂可应用于石化行业 石油化工行业对催化剂的需求量高,分子筛可以作为石化反应催化剂。 石化反应中超过90%的反应均需要催化剂参与,其对催化剂的需求占整个工业催化剂需求的比例接近70%。石油化工催化剂品类繁多,主要有氧化、加氢、脱氢、羰基合成、水合、脱水、烷基化、异构化、歧化、聚合等过程需使用催化剂。据IHS,2019年全球石化催化剂市场规模为55.64亿美元。石化催化剂市场中加氢处理和催化裂化占据了大部分份额,分别高达23.03亿美元和22.22亿美元。2019-2024年全球石化催化剂市场的平均增长率为1.1%,处于增长的趋势。其中重整和加氢裂化的增速较高。 图12分子筛石化反应市场空间较大(单位:百万美元) 1.3.1.β、Y分子筛用于催化裂化与加氢裂化中 中国催化裂化和加氢裂化催化剂有近46亿市场规模,β、Y分子筛用于其中。β分子筛在石油化工与精细化工领域应用广泛,具有很高的加氢裂化、加氢异构化催化活性和对直链烷烃的吸附能力,并有良好的抗硫、氮中毒能力,将其运用在石化反应中的催化裂化和加氢裂化的反应中有很好的效果。 根据IHS,中国催化裂化催化剂消费量20.4万吨,价格约为3000美元/吨,中国催化裂化的市场规模为6.12亿美元,预期2019-2024年的年化复合增速为2.0%。中国加氢裂化催化剂消费数量3200吨,价格为29688美元/吨,中国加氢裂化的市场规模为0.95亿美元,预期2019-2024年的年化复合增速为4.2%。 我国石油化工产业正处于产业变革的历史交汇点,面对资源环境约束加剧、要素成本上升、结构性矛盾日益突出的挑战,亟需加快产业升级转型和产品创新步伐,推动产业布局向产业链高端发展。催化剂作为石油化工行业不可替代的关键环节,是实现行业高质量发展的重要保证。随着石油化工行业的不断发展,我国石油化工催化剂的市场规模将继续提升。 1.