汽车尾气催化剂是汽车尾气催化转化器中使用的催化剂,是指借助某些有效的技术措施,减少尾气中的有害物质或使尾气中的CO、HC、NOx及PM被氧化或还原,生成无毒的CO2、H2O和N2。
汽车是机动车机动车污染的首要来源,2019年我国机动车CO、NOx、PM污染物排放量超过90%来自汽车,HC污染物排放量超过80%来自汽车。汽车尾气的治理措施包括机前措施、机内措施以及机后措施三大类,机后措施成为目前最主流的汽车尾气治理措施,而催化剂是其中核心。
机动车尾气污染源情况
数据来源:环保部
汽车尾气催化剂在20世纪70年代问世,其发展主要经历了四个阶段,目前三元(TWC)的制备和应用已趋于成熟。
汽车尾气催化剂的发展历程
资料来源:公开资料
汽车尾气催化剂产业的上游为催化剂活为稳定剂、贵金属、氧化物、金属壳体等原材料,中游为汽车尾气催化剂制造,下游为汽油车、柴油车、燃料电池车的应用。
汽车尾气催化剂产业链
资料来源:公开资料
自2001年以来,我国不断对汽车尾气排放标准加码,2019年7月1日-2023年7月1日,轻型汽车国六a、国六b、国六a 燃气重型车、城市重型车和所有重型柴油车国六b燃气重型车和所有重型车的标准陆续实施。为满足国六标准的排放要求,汽油车和柴油车均需进行尾气处理系统的升级。
国六标准下尾气所需催化剂材料
车型 | 尾气处理装置 | 处理对象 | 所需催化剂材料 |
汽油车 | 三元催化器 | HC、CON、OX | 蜂窝陶瓷载体、氧化铝涂层、铈锆固溶体、贵金属 |
汽油机颗粒捕集器 | PM、PN | 蜂窝陶瓷载体、氧化铝涂层 |
柴油机 | 柴油氧化催化器 | CO、HC | 蜂窝陶瓷载体、氧化铝涂层、贵金属 |
柴油机颗粒捕集器 | PM、PN | 蜂窝陶瓷载体、氧化铝涂层 |
选择性催化还原器 | NOX | 蜂窝陶瓷载体、氧化铝涂层、钒基催化剂(国六标准需用铜和沸石) |
氨泄露催化器 | NH3 | 蜂窝陶瓷载体、氧化铝涂层、铜和沸石 |
废气再循环装置 | 废气 | - |
资料来源:环保部 我国是全球最大的汽车产销国,近年来,随着我国环保监管日益严格,汽车尾气治理成为环保工作重点,在此背景下,汽车尾气催化材料市场需求增加。
2012-2020年我国汽车产销量情况
数据来源:汽车工业协会 结合商用车及乘用车在国六标准下单辆车载体价值弹性测算,考虑到具体执行时间点的情况,市场空间放量将集中在2021-2022年,预计2021、2022年我国汽车尾气催化剂载体市场规模均达80亿元。
柴/汽油车国六提标单车载体价值弹性估算情况(元/台)- | SCR | DOC | DPF | TWC | GPF |
重型商用车(柴油) | 699 | 279 | 1187 | - | - |
轻型商用车(柴油) | 142 | 84 | 356 | - | - |
乘用车 | - | - | - | 74 | 185 |
数据来源:公开资料
2019-2022年汽车尾气催化剂载体市场空间
数据来源:公开资料 汽车尾气催化剂载体根据结构形式,可分为颗粒型载体、蜂窝状载体和 SiC泡沫陶瓷载体,其中蜂窝状载体是目前的主流,且中长期仍将是主流
汽车尾气催化剂主要载体类型优缺点对比载体类型 | 优点 | 缺点 |
颗粒型载体 | 比表面积大,机械强度高,制造简单,价格低廉,装填容易与活性组分的亲和力好 | 发动机排气阻力和背大,油耗上升,功率下降,易粉化 |
陶瓷蜂窝状载体 | 气体阻力小,机械强度高,热稳定性好,催化活性涂层薄且比表面积大 | 催化转化器工作失效,催化剂起燃慢 |
金属蜂窝状载体 | 金属载体集合比表面积、开孔率均比陶瓷载体高,有利于催化剂活性物质的吸附,并减少排气阻力 | 抗高温氧化性不佳,成型工艺过于复杂,载体与催化剂的活性表面层结合牢固性较差,成本居高 |
资料来源:公开资料 蜂窝陶瓷行业属于寡头垄断行业,但近几年,以奥福环保、王子制陶、宜兴化机等为代表的国内蜂窝陶瓷厂商才取得技术突破,国内企业在汽油车、轻型柴油车载体市场的竞争力不断增强。2019年,我国蜂窝陶瓷载体市场由日本NGK公司和美国康宁主导,二者共占据86%的市场份额。本土企业如奥福环保、王子制陶也开始崛起,共占据2%的市场份额。
2019年蜂窝陶瓷载体市场竞争格局
数据来源:公开资料 伴随着国六的实施以及材料国产化要求的提升,部分领先企业在核心技术领域不断突破,产能也不断提升,有望替代国外企业成为市场主导。
国内蜂窝陶瓷载体产能情况项目 | 生产基地 | 投资额 | 生产产品 |
康宁 | 上海 | 9200万美元 | 汽油车小尺寸载体 |
合肥 | 5亿美元 | 汽油车GPF |
NGK | 苏州 | 6.87亿美元 | 柴油车DPF、汽油车GPF |
奥福环保 | 德州 | 2.76亿元 | 400万升DPF |
重庆 | 2.51亿元 | 200万升DOC、160万升TWC、5万升、200GPF |
宜兴化机 | 宜兴 |
| 年生产能力达800万升 |
王子制陶 | 宜兴 |
| 年生产能力达1400万升 |
东营 | 2.8亿元 | 年生产能力达4000万升 |
安徽中都 | 蚌埠 | 2000万元 | 300万升DPF |
贵州华耀 | 台江 | 5510万元 | 200万升GPF |
数据来源:公开资料(TC)