Катализация отрасли

30.05.2017

Уже много десятилетий производство каталитических нейтрализаторов остается главным потребителем металлов платиновой группы. Мы разобрались в вопросе и выяснили, почему рынок автокатализаторов живее всех живых. Особенно в России.

ЛИКБЕЗ

ЧТО ТАКОЕ КАТАЛИТИЧЕСКИЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР?

Автокатализатор представляет собой «сотовую» керамическую конструкцию, покрытую веществами-катализаторами, обычно это платина, родий или палладий. В автокатализаторах автомобилей с бензиновым двигателем обычно встречается палладий и родий. Платина свойственна для дизельных автомобилей.

Протекая через нагретый автокатализатор, вредные газы выхлопного потока вступают в реакции восстановления и окисления.

1

КАКИЕ РЕАКЦИИ ПРОТЕКАЮТ В АВТОКАТАЛИЗАТОРЕ?

О автокатализаторах в цифрах и фактах

0,06 до 0,25%
вес драгоценных металлов в общей массе автокатализатора.

1-3 килограмма
масса каталитического блока, извлеченного из внешнего корпуса.

1-4 граммов
металлов платиновой группы нанесено на поверхность автокатализатора легкового автомобиля.

100-150 тыс. км
пробега — срок службы автомобильных катализаторов на Западе.

Евро-4
начиная с этого эко-стандарта, введенного в Евросоюзе в 2005 г., автопроизводители технически не способны выполнить экологические требования без установки автокатализаторов.

40-50 тыс. км
пробега — срок службы автомобильных каталитических нейтрализаторов в России. Из-за высокого содержания серы и/или всевозможных присадок в топливе, в России автокатализаторы выходят из строя в три раза быстрее, чем в западных странах. В результате опережающими темпами формируется рынок отработанных автокатализаторов как источника сырья для получения вторичных металлов платиновой группы. Основные покупатели отработанных автокатализаторов на российском рынке — посредники западных перерабатывающих компаний.

ИСТОРИЯ
Автомобильный каталитический нейтрализатор изобретен американским инженером Юджином Хоудри в 1953 году. Однако инженерам потребовалось ещё двадцать лет, чтобы довести конструкцию до нужного уровня эффективности.

Первый блок каталитического преобразователя — восстанавливающий катализатор. Используемые в нем платина и родий участвуют в восстановлении NOx до обычного азота. Когда молекула NO или NO² встречается с молекулами катализатора, от нее отделяется атом азота, высвобождая кислород — O². Атом азота же связывается с другим атомом азота, образуя N².

Второй блок — окислительный катализатор. Он снижает количество несгоревшего топлива и окиси углерода в результате их сжигания (окисления) с помощью платины и палладия. Этот катализатор также помогает СО вступить в реакцию с несгоревшим кислородом, образуя воду и углекислый газ СО².

Первый блок каталитического преобразователя — восстанавливающий катализатор. Используемые в нем платина и родий участвуют в восстановлении NOx до обычного азота. Когда молекула NO или NO² встречается с молекулами катализатора, от нее отделяется атом азота, высвобождая кислород — O². Атом азота же связывается с другим атомом азота, образуя N².

Второй блок — окислительный катализатор. Он снижает количество несгоревшего топлива и окиси углерода в результате их сжигания (окисления) с помощью платины и палладия. Этот катализатор также помогает СО вступить в реакцию с несгоревшим кислородом, образуя воду и углекислый газ СО².


КАКИЕ ГАЗЫ НЕЙТРАЛИЗУЕТ АВТОКАТАЛИЗАТОР?

  1. СО, окись углерода — ядовитый газ без цвета и запаха.
  2. Углеводороды, также известные как летучие органические соединения — один из главных компонентов смога, образуются за счет неполного сгорания топлива.
  3. Оксиды азота — NO и NO², которые часто объединяют под обозначением NOx. Участвуют в формировании смога и кислотных дождей, оказывают пагубное влияние на слизистую человека.

ПРОИЗВОДСТВО АВТОКАТАЛИЗАТОРОВ В МИРЕ

Производство каталитических нейтрализаторов в мире находится во власти двух разнонаправленных тенденций.

Непрерывное ужесточение экологических стандартов и восстановление автомобильного рынка по мере выхода из мирового кризиса толкают вверх спрос на автокатализаторы и, соответственно, металлы платиновой группы. Рынок дополнительно разогревают Индия, Бразилия и Китай, вынужденные приводить свое автопроизводство в соответствие с современными экологическими стандартами.

Однако непрекращающийся поиск более дешевых аналогов МПГ для автокатализаторов и развитие производства автомобилей на альтернативных источниках энергии позволяют некоторым экспертам прогнозировать замедление индустрии в будущем. Тем не менее, даже представители научного сообщества не могут предсказать, когда это произойдет. И произойдет ли.

Одним из немногих реальных рисков отрасли является сокращение производства автомобилей с дизельными двигателями в Европе. Страны ЕС массово отказываются от дизельных автомобилей в связи с тем, что новый экологический стандарт Евро-6 вводит серьезные ограничения для дизельных двигателей на выбросы NOx. Аналитики предполагают снижение доли дизельных автомобилей с 34,6% до 16,6% к 2020 г.

Уже сейчас в ряде европейских стран адаптированные под новый эко-стандарт Евро-6 дизельные автомобили существенно выросли в цене и стали хуже продаваться. На владельцев дизельных автомобилей давят и власти, обсуждающие введение повышенных сборов для владельцев дизельных машин. Мэр Лондона Борис Джонсон заявил о создании к 2020 году особо чистой зоны города, за въезд в которую владельцы дизельных автомобилей должны будут платить по 10 фунтов. Во Франции, где подавляющее большинство автомобилей оснащено дизельным мотором, уже в текущем году будут повышены пошлины на дизтопливо и расширены льготы для тех, кто захочет сменить дизельные автомобили на более чистые. Таковыми чиновники считают гибриды и электрокары, обещая субсидии в размере десяти тысяч евро. В связи с этим к 2020 году планируется снижение доли дизельных автомобилей в общем выпуске автомобилей в странах ЕС с 55% до 10%.

Однако в целом для производителей автокатализаторов эта тенденция не трагична. Массовый отказ от дизельных автомобилей подтолкнет вверх объемы выпуска катализаторов для бензиновых ДВС — с 90,7 млн ед. в 2015 г. до 113 млн ед. в 2020 г.

Объём мирового рынка производства автокатализаторов

Объем рынка в 2015 году, тонн

тыс. единиц

тонн

Автокатализаторов для автомобилей

90.7

103 379

Автокатализаторы на замену

21.8

24 811

Сажевые фильтры для автомобилей

2.7

3 101

Сажевые фильтры на замену

31.4

86 285

Итого рынок:

146.5

217 576

Объем рынка в 2020 году, тонн

тыс. единиц

тонн

Автокатализаторов для автомобилей

113

126 559

Автокатализаторы на замену

22.6

25 312

Сажевые фильтры для автомобилей

9.1

40 033

Сажевые фильтры на замену

3.5

9 647

Итого рынок:

148.2

201 551

Структура Российского рынка производства автокатализаторов в 2015 году, тыс. единиц

Рынок автокатализаторов

Среднее

содержание ДМ, %

Потребление

МПГ, тонн

тыс. единиц

тонн

Импорта автокатализаторов в РФ

970

1402

0,4

5,608

ООО «Экоальянс»

211

188

0,15

0,282

ООО «Джонсон Матти катализаторы»

400

356

0,18

0,64

ООО «РосЭко»

20

17

0,18

0,031

Итого:

1601

1964

6,561

Прогноз рынка производства автокатализаторов на 2020 год, тыс. единиц

К 2020 году прогнозируется уменьшение объемов рынка производства автокатализаторов в тоннах на 6,1% за счет сокращения доли грузовых и доли дизельных автомобилей в автопарке страны.* Однако в единицах предполагается увеличение рынка на 4,7% за счет увеличения объемов производства автомобилей.

тыс. единиц

тонн

Автокатализаторов для автомобилей

2 473

2 525

Сажевые фильтры для автомобилей

124

340

Автокатализаторы на замену

12

13

Сажевые фильтры на замену

3

7

Итого рынок:

2 612

2 885

*Исходя из опыта европейских стран, где адаптированные под новый экостандарт Евро-6 автомобили, оснащенные дизельными двигателями, существенно выросли в цене, что вызвало значительное снижение спроса на данные модели.

6

Более 500 000 000
единиц транспортных средств с ДВС насчитывается в мире. И их число продолжает расти.

4,4%
средний ежегодный прирост мирового парка легковых автомобилей.

2,4%
средний ежегодный прирост грузового автопарка в мире.

Евро 6B
новый европейский экологический стандарт, действующий в Европе с сентября 2015 г. В результате его введения использование платины в производстве автокатализаторов в целом увеличится. При этом спрос на сами автокатализаторы вырастет в 2016 г. на 1,9%.*

На 128 тыс. унций (3.9 тонны)
увеличится спрос на палладий со стороны автопроизводителей в 2016 г.*

9% от общего предложения
составит объём вторичного палладия, полученного из старых автокатализаторов в 2016 г.* Объёмы сбора лома начинают умеренное восстановление от самых низких уровней прошлого года.

*По прогнозам компании, Johnson Matthey

Производство автокатализаторов в России

Рынок автокатализаторов в России — в начале нового витка развития. Три основных производителя, локализованных на территории РФ, обеспечивают страну только на 34%. Остальные две трети катализаторов до сих пор в большинстве случаев ввозятся из-за границы — либо в виде собранного каталитического блока, либо в составе собранного автомобиля, хотя производственные мощности трех российских лидеров с лихвой перекрывают внутренний спрос.

Тренд на импортозамещение и поддержка автопроизводителей со стороны Правительства РФ, ужесточение экологических стандартов и прогнозируемое восстановление спроса на автомобили к 2017 г., — все эти факторы создают радужные перспективы для отечественных производителей автокатализаторов и их поставщиков.

Помимо обозначенных выше тенденций, рынок автокатализаторов в России «разогревает» необходимость их частой замены, обусловленная типично российскими обстоятельствами. Хрупкие керамические автокатализаторы быстрее разрушаются при езде по плохим дорогам, а низкокачественное топливо выводит катализаторы из строя примерно на сто тысяч километров раньше, чем за рубежом.

На развитие рынка автокатализаторов будут оказывать влияние и планы крупнейших мировых автопроизводителей. Так, в 2016 году планирует вернуться в Россию концерн General Motors; Toyota и Nissan хотят вдвое увеличить свои мощности; Mercedes начинает строительство завода в Санкт-Петербурге, а «АвтоВАЗ» заявляет о планах увеличения производства на 20%. Благодаря этим шагам, в этом году объемы выпуска автомобилей в РФ вырастут на 10% по сравнению с 2015 г. В 2018 году эксперты предполагают восстановление рынка и объема продаж до докризисных уровней, а начиная с 2019–2020 гг. производство автомобилей будет увеличиваться на 12% ежегодно.

7
8
Тео Кеутер
директор консалтинговой компании The Dutch Twin BV

МНЕНИЕ

Более 20 000 000
единиц транспортных средств с ДВС насчитывается в России. И их число продолжает расти.


составило падение продаж автомобилей в России в 2015 году.

50 млрд руб.
направит Правительство РФ на поддержку автопрома в 2016 г.

620 000
автомобилей* может быть продано в рамках правительственной программы поддержки отечественного авторынка.

5%*
прогнозируемый темп восстановления продаж автомобилей в РФ в 2016 г.

6%*
прогнозируемый ежегодный рост продаж автомобилей в РФ после 2019–2020 гг.

*прогноз PriceWaterhouseCoopers

Тео, как бы вы прокомментировали тренд на снижение содержания драгоценных металлов в автокатализаторах?

В автомобильной отрасли ведутся активные исследования, призванные найти более дешевую альтернативу драгоценным металлам, входящим в состав автокатализаторов. Параллельно исследовательские институты работают над сокращением количества металлов платиновой группы в нейтрализаторах. На данный момент решения не найдены. И трудно даже предположить, как долго будут вестись исследования в данных областях и когда мы получим поистине стоящие альтернативные технологии.

На этом фоне у нас в Голландии один крупный политический деятель предложил к 2020 году оставить в продаже только экологически чистые электромобили. Это звучит красиво, но несбыточно и бессмысленно. Да, СО2 в составе выхлопных газов сильно загрязняет окружающую среду. Однако доля загрязнения посредством СО2 составляет только 1% от общего объема. Даже если машин не будет вовсе, атмосфера станет чище лишь на один процент. Может ли это решить проблему?

Как внедрение экологического стандарта «Евро-6» изменит спрос на автомобили?

Безусловно, автомобили станут дороже. Но не только по причине внедрения «Евро-6». Дорожает обслуживание дорог, увеличивается транспортный налог и т.д.

Можно взять электромобиль — и экономить…

Да, электрокары становятся популярными — они более экологичны и экономичны. Но есть немалая доля потребителей, которые никогда не променяют свой статусный автомобиль на электрическую машину.

Какое будущее у автомобилей с дизельными двигателями?

Раньше дизельные автомобили ассоциировались с громоздкой, неудобной в обслуживании и чадящей штукой. Современные дизели удобны и компактны. Но они по-прежнему слишком загрязняют атмосферу. Я считаю, что в перспективе дизельные автомобили будут запрещены во многих странах. Но мы должны понимать, что это не относится к грузовым машинам. В короткие сроки будет очень сложно перевести грузовики на бензин, поэтому они ещё побудут дизельными.

Какая страна является лидером по сбору и переработке лома автокатализаторов?

Если рассматривать Европу, то больше всего скрапа собирают в Германии — там попросту больше компаний-сборщиков. На втором месте Великобритания, далее — Италия и Франция.

Корея и Япония почти весь лом импортируют. Америка скупает для переработки практически весь европейский скрап, не смущаясь «грязностью» этого производства. Европа же заботится об экологии, поэтому сама с радостью отдает весь лом Штатам.

Каковы основные причины замены автокатализатора в разных странах мира?

Всё зависит от того, какую цель преследует местное правительство. В США никто не меняет автокатализаторы, потому что этот вопрос не контролируется. Единственная причина, побуждающая американца поменять катализатор, — экономическая: машина с неисправным катализатором потребляет больше топлива и чаще ломается.

Европейские страны, в свою очередь, уделяют большое внимание защите окружающей среды. К примеру, в Голландии есть города, в которых ты не можешь эксплуатировать авто старше пятнадцати лет. На европейских дорогах часто можно увидеть контрольные пункты, проверяющие содержание вредных газов в выхлопе автомобилей. Если уровень превышен, дальнейшее использование машины невозможно без замены автокатализатора. Следовательно, в Европе основная причина замены — экологическая.