中國(guó)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(chē)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(guó)稀土催化材料產(chǎn)量29,200噸,消費(fèi)稀土4380噸(中國(guó)稀土協(xié)會(huì)估算),。我們預(yù)計(jì)隨著中國(guó)政府加強(qiáng)環(huán)境治理,特別是對(duì)城市廢氣的治理,2013-2015年稀土催化材料的市場(chǎng)規(guī)模有望保持20%的年均復(fù)合增速,。
2013年以來(lái)北上廣深等中國(guó)東部主要城市遭遇持續(xù)霧霾天氣,機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放量的增加是重要的因素。2002年中國(guó)私人汽車(chē)擁有量968.98萬(wàn)輛,2012年擁有量達(dá)到8838.6萬(wàn)輛,10年間復(fù)合增速25%,。私人汽車(chē)保有量的快速增長(zhǎng)使得尾氣成為城市中最主要的大氣污染源,。
2013年9月中國(guó)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(chē)環(huán)保管理:環(huán)保等部門(mén)聯(lián)合加強(qiáng)新生產(chǎn)車(chē)輛環(huán)保監(jiān)管,嚴(yán)厲打擊生產(chǎn)、銷(xiāo)售環(huán)保不達(dá)標(biāo)車(chē)輛違法行為;加強(qiáng)在用機(jī)動(dòng)車(chē)年度檢驗(yàn),對(duì)不達(dá)標(biāo)車(chē)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(chē)每年更換尾氣凈化裝置,。美國(guó),、日本和歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)執(zhí)行嚴(yán)格的汽車(chē)尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制尾氣污染。中國(guó)在2000年開(kāi)始也對(duì)汽車(chē)尾氣排放進(jìn)行控制(實(shí)施國(guó)I標(biāo)準(zhǔn)),2011年開(kāi)始執(zhí)行國(guó)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(chē)也實(shí)施國(guó)IV標(biāo)準(zhǔn),京津冀,、長(zhǎng)三角和珠三角汽柴油車(chē)提升為國(guó)V標(biāo)準(zhǔn),到2017年推廣至全國(guó)。
汽車(chē)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(guò)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(wú)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(chē)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(guò)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(chē)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(guò)變價(jià)釋放和儲(chǔ)存氧,更好的控制空燃比(A/F)和改善催化效果。
根據(jù)對(duì)中國(guó)國(guó)產(chǎn)催化劑市場(chǎng)規(guī)模的匡算,中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展,、國(guó)產(chǎn)汽車(chē)尾氣催化劑市場(chǎng)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(zhǎng),。
預(yù)計(jì)2014/2015年中國(guó)乘用車(chē)產(chǎn)量有望分別增長(zhǎng)12%和10%,重卡商務(wù)車(chē)分別增長(zhǎng)0%和5%。而根據(jù)萬(wàn)得統(tǒng)計(jì),中國(guó)乘用車(chē)的平均排量為1.74升,汽車(chē)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(shuō)明書(shū)),則平均每輛乘用車(chē)需1.57升催化劑,。假設(shè)商務(wù)車(chē)排量平均為5升,即每輛車(chē)需4.5升催化劑,。預(yù)計(jì)2013-2015年國(guó)產(chǎn)催化劑的市場(chǎng)份額將從20%逐步提高到30%(此前中國(guó)汽車(chē)尾氣凈化催化劑的市場(chǎng)份額基本由優(yōu)美科、莊信萬(wàn)豐和巴斯夫國(guó)際三大巨頭占有),。由此得到新增汽車(chē)2014年和2015年凈化催化劑的市場(chǎng)規(guī)模分別將達(dá)到1289.6萬(wàn)升和1672.7萬(wàn)升,。
另外,隨著中國(guó)汽車(chē)保有量的增長(zhǎng),更新需求也將增加汽車(chē)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(chē)年檢中加強(qiáng)環(huán)保檢驗(yàn),鼓勵(lì)出租車(chē)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(chē)催化劑失效后進(jìn)行更新,由此測(cè)算出國(guó)產(chǎn)汽車(chē)凈化催化劑的更新需求分別為133.6萬(wàn)升和246.8萬(wàn)升�,？傮w來(lái)說(shuō),中國(guó)2014年和2015年國(guó)產(chǎn)汽車(chē)催化劑的需求將達(dá)到1423.1萬(wàn)升和1919.5萬(wàn)升,分別同比增長(zhǎng)39%和35%,。
城市廢氣的另一個(gè)主要來(lái)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(guó)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(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化,。另外,稀土較好的能級(jí)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(guó)目前在工業(yè)廢氣中稀土的應(yīng)用仍較少,但美國(guó)1997年市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到10億美元,。預(yù)計(jì)隨著中國(guó)政府對(duì)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(zhǎng),。
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(wàn)噸的氧化鑭和氧化鈰。中國(guó)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(lè)山潤(rùn)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(guò)5萬(wàn)噸/年,因此認(rèn)為FCC產(chǎn)能的增長(zhǎng)有望推動(dòng)稀土需求繼續(xù)增長(zhǎng),。
2013年以來(lái)北上廣深等中國(guó)東部主要城市遭遇持續(xù)霧霾天氣,機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放量的增加是重要的因素。2002年中國(guó)私人汽車(chē)擁有量968.98萬(wàn)輛,2012年擁有量達(dá)到8838.6萬(wàn)輛,10年間復(fù)合增速25%,。私人汽車(chē)保有量的快速增長(zhǎng)使得尾氣成為城市中最主要的大氣污染源,。
2013年9月中國(guó)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(chē)環(huán)保管理:環(huán)保等部門(mén)聯(lián)合加強(qiáng)新生產(chǎn)車(chē)輛環(huán)保監(jiān)管,嚴(yán)厲打擊生產(chǎn)、銷(xiāo)售環(huán)保不達(dá)標(biāo)車(chē)輛違法行為;加強(qiáng)在用機(jī)動(dòng)車(chē)年度檢驗(yàn),對(duì)不達(dá)標(biāo)車(chē)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(chē)每年更換尾氣凈化裝置,。美國(guó),、日本和歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)執(zhí)行嚴(yán)格的汽車(chē)尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制尾氣污染。中國(guó)在2000年開(kāi)始也對(duì)汽車(chē)尾氣排放進(jìn)行控制(實(shí)施國(guó)I標(biāo)準(zhǔn)),2011年開(kāi)始執(zhí)行國(guó)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(chē)也實(shí)施國(guó)IV標(biāo)準(zhǔn),京津冀,、長(zhǎng)三角和珠三角汽柴油車(chē)提升為國(guó)V標(biāo)準(zhǔn),到2017年推廣至全國(guó)。
汽車(chē)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(guò)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(wú)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(chē)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(guò)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(chē)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(guò)變價(jià)釋放和儲(chǔ)存氧,更好的控制空燃比(A/F)和改善催化效果。
根據(jù)對(duì)中國(guó)國(guó)產(chǎn)催化劑市場(chǎng)規(guī)模的匡算,中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展,、國(guó)產(chǎn)汽車(chē)尾氣催化劑市場(chǎng)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(zhǎng),。
預(yù)計(jì)2014/2015年中國(guó)乘用車(chē)產(chǎn)量有望分別增長(zhǎng)12%和10%,重卡商務(wù)車(chē)分別增長(zhǎng)0%和5%。而根據(jù)萬(wàn)得統(tǒng)計(jì),中國(guó)乘用車(chē)的平均排量為1.74升,汽車(chē)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(shuō)明書(shū)),則平均每輛乘用車(chē)需1.57升催化劑,。假設(shè)商務(wù)車(chē)排量平均為5升,即每輛車(chē)需4.5升催化劑,。預(yù)計(jì)2013-2015年國(guó)產(chǎn)催化劑的市場(chǎng)份額將從20%逐步提高到30%(此前中國(guó)汽車(chē)尾氣凈化催化劑的市場(chǎng)份額基本由優(yōu)美科、莊信萬(wàn)豐和巴斯夫國(guó)際三大巨頭占有),。由此得到新增汽車(chē)2014年和2015年凈化催化劑的市場(chǎng)規(guī)模分別將達(dá)到1289.6萬(wàn)升和1672.7萬(wàn)升,。
另外,隨著中國(guó)汽車(chē)保有量的增長(zhǎng),更新需求也將增加汽車(chē)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(chē)年檢中加強(qiáng)環(huán)保檢驗(yàn),鼓勵(lì)出租車(chē)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(chē)催化劑失效后進(jìn)行更新,由此測(cè)算出國(guó)產(chǎn)汽車(chē)凈化催化劑的更新需求分別為133.6萬(wàn)升和246.8萬(wàn)升�,？傮w來(lái)說(shuō),中國(guó)2014年和2015年國(guó)產(chǎn)汽車(chē)催化劑的需求將達(dá)到1423.1萬(wàn)升和1919.5萬(wàn)升,分別同比增長(zhǎng)39%和35%,。
城市廢氣的另一個(gè)主要來(lái)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(guó)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(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化,。另外,稀土較好的能級(jí)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(guó)目前在工業(yè)廢氣中稀土的應(yīng)用仍較少,但美國(guó)1997年市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到10億美元,。預(yù)計(jì)隨著中國(guó)政府對(duì)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(zhǎng),。
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(wàn)噸的氧化鑭和氧化鈰。中國(guó)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(lè)山潤(rùn)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(guò)5萬(wàn)噸/年,因此認(rèn)為FCC產(chǎn)能的增長(zhǎng)有望推動(dòng)稀土需求繼續(xù)增長(zhǎng),。
