炭素行业：钢铁等非电领域超低排放改造提振需求

    一、活性炭与活性焦:煤质、木质等含碳原料炭化、活化制备而成,脱硫脱硝煤质颗粒活性炭即活性焦

    活性炭是指含碳的原料经炭化、活化加工制备而成的特异性吸附能力较强的炭材料,根据原料不同可分为煤质、木质、合成材料和其他类活性炭。广泛地应用于化工、环保、食品加工、冶金、药物精制、军事化学防护等领域;活性焦即脱硫脱硝用煤质颗粒活性炭,是以无烟煤、烟煤或褐煤为原料,经炭化、活化等过程制备而成,其比表面积较小,机械强度较高,对二氧化硫工作容量大,是干法脱硫脱硝的优质材料。

    二、钢铁脱硫脱硝:活性焦法与LJS+SCR法均是较成熟方案,日、韩等已相继投运13台套活性炭处理设备

    从脱硫脱硝原理上看,活性焦脱硫是利用活性焦催化、吸附功能,将待处理烟气中的SO2转化为稀硫酸并吸附于活性焦微孔中;离开脱硫床层的烟气,在混合段与氨气混合后进人脱硝床层,在活性炭的催化作用下,NOx与NH3反应被还原成N2排出;从活性焦在钢铁脱硫脱硝应用看,活性焦吸附法与循环流化床加选择性催化还原法(LJS+SCR)是目前烧结烟气综合处理较成熟技术方案,两种技术各有优缺点,钢企或根据实际情况选择二者之一。日、韩等自1987年起相继有13座活性焦法脱硫脱硝装置应用于钢铁行业,国内太钢、宝钢也相继实现应用。

    三、新增需求:首次装填和运行损耗,活性焦法占比41.35%时,2020年前新增需求超2016年煤质活性炭产量的135%

    活性焦脱硫脱硝装置在首次运行前需在吸附塔内装入活性炭,同时活性炭在解析塔中加热再生时有一定损失率,且活性炭在输送机中运输时也有机械损耗,因此活性焦/炭脱硫脱硝装置对活性焦/炭的需求来自于首次装填和运行损耗。根据文中分析,活性炭首次装填活性炭量为8.18t/m2,年运行损失量为8.82t/m2;生态环境部发布的《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》提出要重点推进粗钢产能200万吨及以上的钢铁企业实施超低排放改造,力争2020年底前完成钢铁产能改造4.8亿吨,2022年底前完成5.8亿吨,2025年底前完成改造9亿吨左右。我们判断,已有半干法脱硫设备的烧结机更倾向于选用半干法脱硫-SCR脱硝工艺;而已有湿法脱硫设备的烧结机更倾向于新建全套LJS-SCR或活性焦/炭联合脱硫脱硝设备,因此文中我们测算得到全国烧结机41.35%或会采用活性焦/炭联合脱硫脱硝工艺,58.27%或会采用半干法脱硫-SCR脱硝工艺。进一步考虑各省市执行超低排放改造进度时间,我们调整和细化了2018~2025年钢铁行业超低排放改造对活性焦/炭的新增需求情况:预计2018~2020年钢铁行业超低排放改造当年活性焦需求量分别为12.16、19.95和26.04万吨,占2016年我国活性焦产量的比重分别为28.28%、46.40%和60.56%,2020年前新增需求或达58万吨,超16年煤质活性炭产量的135%;2021~2025年钢铁行业超低排放改造当年活性焦需求量分别为23.21、24.90、31.64、35.96和40.27万吨。占2016年我国活性焦产量的比重分别为53.98%、57.92%、73.59%、83.62%和93.64%。

    四、供给:煤质活性炭年产能60万吨,山西、宁夏产量占比达90%、CR5超50%,钢铁等非电领域超低排放改造提振需求

    从活性炭行业整体看,我国已形成独立、完整、初具规模的活性炭工业体系,2011年底生产企业达300余家,其中煤基活性炭生产企业近200家。2016年我国活性炭产量达67.0万吨,2010~2016年复合增长率达6.75%;2016年我国活性炭出口量达26.0万吨,进口量仅2.7万吨;煤质、木质活性炭产量占比分别为64%、30%;从活性焦所在的煤质活性炭子行业看,国内产能已达约60万吨/年,以2016年煤质活性炭产量为43万吨计算,产能利用率为71.67%;山西、宁夏和河南为国内三大煤质活性炭生产基地,其中山西和宁夏产量占比达90%;大同煤业金鼎活性炭、华辉活性炭、新华化工、神华宁夏煤业活性炭、内蒙古兴泰煤化煤质活性炭产能均在5万吨以上;行业CR2、CR5、CR10分别达25.84%、50.83%和71.67%,行业集中度相当高;钢铁等非电领域超低排放改造提振煤质活性炭需求,我们不完全统计的各地新增项目产能达15万吨。

    五、投资建议:钢铁等非电领域超低排放改造提振活性焦需求,供需格局将明显改善

    从供需两端看,我们认为钢铁行业超低排放改造将有力提振活性焦/炭需求,且随着改造进程的全面铺开,活性焦/炭市场或出现一定程度的供需紧张状态,活性焦/炭的价格或上涨。但由于烧结机烟气脱硫脱硝吨烧结矿运行成本仅约为16~17元/t,因此活性焦/炭价格的上涨对钢铁行业整体盈利水平影响有限。

    六、风险提示:宏观经济大幅波动;钢铁行业超低排放改造执行力度不及预期;活性炭产能超预期增加;新技术、工艺带来的活性炭需求超预期减少。（广发证券）