我国汽车尾气催化剂行业发展趋势:国六陆续实施 助力市场空间释放

2021-03-10

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

HCCONOX

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

PMPN

蜂窝陶瓷载体、氧化铝涂层

柴油机

柴油氧化催化器

COHC

蜂窝陶瓷载体、氧化铝涂层、贵金属

柴油机颗粒捕集器

PMPN

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

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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)

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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DOC160万升TWC5万升、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)