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2017年我国车用催化剂行业现状及发展趋势预测分析【图】

2018年10月11日 13:34:10字号:T|T

    随着汽车保有量的增加,汽车尾气已经成为影响全球环境的重要因素,各国对汽车尾气的处理日益重视。汽车尾气的主要成分包括一氧化碳、未燃烧的烃类、氮氧化合物、二氧化碳、铅、二氧化硫等有害物质。

汽车尾气主要污染物

种类
浓度
一氧化碳
(CO,0.5 vol.%)
未燃烧的烃类
(HC, 350vppm)
氮氧化物
(NOx,900vppm)
二氧化碳
(CO2,10 vol.%)
铅、二氧化硫等有害物质
-

数据来源:公开资料整理

    相关报告:智研咨询发布的《2019-2025年中国车用催化剂行业市场竞争现状及未来发展趋势研究报告》

    2017年全国机动车四项主要污染物排放总量为4359.7万吨。其中,一氧化碳 (CO)3327.3万吨,碳氢化合物(HC)407.1万吨,氮氧化物(NOx)574.3万吨, 颗粒物(PM)50.9万吨。汽车是污染物排放总量的主要贡献者,其排放的CO、HC、NOx、PM总排放量的分担率均超过80%,分别为87.8%、84.1%、92.8%、95.8%。汽车 尾气污染已成为我国空气污染的重要来源,是造成环境空气污染的重要原因。

2017年机动车尾气污染主要毒性物质排放量(万吨)

数据来源:公开资料整理

    2017年全国汽车保有量中,汽油车为18536.3万辆,占比为89.0%,柴油车为1956.7 万辆,占比为9.4%,燃气车为333.1万辆,仅占1.6%。以汽油、柴油为燃料的车型 在保有汽车中仍然是主流。按照排放标准分类,达到国五及以上标准的汽车仅占汽 车总保有量的22.0%,国三及以下标准的车辆占比仍有30.5%。

2017年我国按燃料类型汽车保有量结构

数据来源:公开资料整理

2017年我国按排放标准汽车保有量结构

数据来源:公开资料整理

    除升 级油品质量外,汽车尾气治理措施主要包括机内措施和机外措施。排气后处理系统是指催化器、颗粒捕集 器等各种安装在发动机下游的削减尾气中污染物含量的装置,包括TWC、SCR、DOC POC、DPF、GPF、ASC等。汽车尾气中特定毒副物质,例如氮氧化物、一氧化碳和的碳 氢化合物等,经过汽车尾气催化器,在催化剂的作用下发生化学反应,转化成安全 或少量有毒物质,例如氧气、氮气、水蒸气和二氧化碳。

汽油车和柴油车尾气排放后处理技术

配置车型
技术
处理对象
原理/用途
汽油车
TWC 三效催化器
CO、HC、NOx
当尾气流经 TWC 时,涂层中的催化剂铂和钯就会促使 HC 与 CO 发生氧化反应生成水蒸汽与 CO2;铑催化剂促 使 NOx 发生还原反应生成氮气和氧气;在催化剂的作 用下,通过氧化反应可使颗粒物中的 SOF 转化成 CO2 和 H2O。
GPF 汽油颗粒捕捉 器
PM
通过交替封堵蜂窝状多孔陶瓷过滤体,排气流被迫从 孔道壁面通过,颗粒物分别经过扩散、拦截、重力和 惯性四种方式被捕集过滤。
柴油车
DOC 氧化催化器
CO、HC、SOF
一般以金属或陶瓷作为催化剂的载体,涂层中主要活 性成分是铂系、钯系等贵重金属与稀有金属,低温下 促进尾气中的 HC 和 CO 等与氧气快速反应,生成无污 染的水和二氧化碳,此外 DOC 也能够促进 NO 发生氧化 反应转换成 NO2。
SCR 选择性催化还 原器
NOx
通过尿素喷射系统(俗称尿素泵)将 32.5%浓度的尿素 水溶液雾化后喷入排气管中与发动机尾气混合,尿素 水溶液经过热解和水解反应生成氨气(NH3),在催化 剂的作用下氨气将柴油机尾气中有害的氮氧化合物 (NOX)转化为无害的氮气(N2)和水。
DPF 柴油颗粒捕捉 器
PM
通过载体孔内壁(带微气孔)具有的过滤特性来降低 排气中颗粒物的捕集器。DPF 由柴油颗粒捕集器与再生 装置组成,再生装置是安装于柴油车发动机排气系统 中 DPF 之前,通过电加热或将车用柴油喷入排气管内 或燃烧一部分柴油提高 DPF 入口温度,加快 DPF 载体 内部颗粒氧化反应的装置。
POC 颗粒氧化催化 器
PM
由一个新型的低温涂层和一种称作 ECOCAT 的金属载体 构成。它可以减少 60%的颗粒物,低于 DPF 对颗粒物 90%的转化率。
氨泄漏催化器
NH3
装在 SCR 后端,通过催化氧化作用降低 SCR 后端排气 中泄漏出的氨(NH3)。

数据来源:公开资料整理

    汽车尾气催化器主要由活性成分、载体、涂层和助剂组成。活性成分包括贵 金属、非贵金属和稀土掺杂型催化剂等,起到主要的催化作用。

    柴油车与汽油车产生的尾气污染物成分不同,尾气处理需求各异。按燃料分 类,柴油车NOx和PM排放量较高,2017年其排放的NOx占汽车排放总量的68.3%,PM 超过汽车排放总量的99%;汽油车CO和HC排放量较高,2017年汽油车排放的CO占汽 车排放总量的85.0%,HC占比为73.5%。

    据国 际汽车制造商协会统计,2017年全球汽车销量达到9680万辆,同比增长3.14%,其中, 乘用车销量为7085万辆,2010-2017年复合年均增长率为3.7%,商用车销量为2595万 辆,2010-2017年复合年均增长率为4.2%。据预测,因中国汽车市场增长趋缓, 2018年全球汽车销量将仅微增。此外,2017年全球汽车产量为9730万量,其中,乘用 车约占全球汽车产量的75.5%。

全球汽车产量结构

车辆类型(万辆/年)
地区
2015
2016
2017
轻型卡车
北美
1036
1100
1130
欧洲
178
198
207
亚太
495
481
503
其他
129
121
99
乘用车
欧洲
1775
1810
1845
其他
5082
5429
5500
重型车
北美
51
44
45
欧洲
38
41
42
亚太
256
277
329
其他
31
24
30
全球汽车
合计
9068
9526
9730

数据来源:公开资料整理

    我国汽车产量结构方面,商用车以柴油车为主,轻型柴油车占比较大;而乘用 车以汽油车为主,排量在1-2L的汽油乘用车是主流。尾气催化器的装配与汽车燃料 类型和排量等数据有一定的相关性,乘用车和商用车中汽油、柴油两类车的具体体 量数据是测算催化材料市场容量的基础。

    从全球市场来看,由于欧美已经实行国六同等标准,不存在因排放标准升级 带来的新增市场,其尾气处理催化器使用的陶瓷载体主要是存量市场;而亚太和东 南亚、印度等有环保政策升级要求的其他地区,因排放标准升级导致催化装置相应 升级,催化器数量增加或体积增加(对应催化剂用量增加),在原标准对应的存量空 间的基础上,环保政策趋严为蜂窝陶瓷带来了增量空间。以2017年的全球分地区的汽车产量为基 础,结合车型排量数据,可以测算出全球蜂窝陶瓷存量市场空间为4.79亿升,新增 市场空间为3.03亿升,最主要的增量来自即将推行国六标准的中国。

全球陶瓷载体市场容量测算

车辆类型
地区
2017 年产量(万辆)
陶瓷载体需量(万升)
存量
新增
轻型卡车
北美
1130
9040
-
欧洲
207
4140
-
亚太
503
-
8048
其他
99
-
1584
乘用车
欧洲
1845
9594
-
其他
5500
14300
14300
重型车
北美
45
2970
-
欧洲
42
2646
-
亚太
329
5264
5264
其他
30
-
1080
全球汽车
合计
9730
47954
30276

数据来源:公开资料整理

    如国六实施, 仍以2017年的汽车产量未测算基础,蜂窝陶瓷的市场空间将达到1.5亿升,国六标准 实施带来的蜂窝陶瓷市场空间增量超过0.9亿升,到2020年蜂窝陶瓷市场容量将达到 1.6亿升。

中国陶瓷载体市场容量测算

单位:万升
国五标准-2017
国六标准-2017
新增-2017
国六标准-2020
柴油商务车
1497
5989
4492
5989
柴油乘用车
22
88
66
326
汽油商务车
163
326
163
93
汽油乘用车
4487
8973
4487
9522
合计
6169
15376
9208
15931

数据来源:公开资料整理

蜂窝陶瓷90%的销售量被国外企业占据

数据来源:公开资料整理

    以蜂窝陶瓷使用量为基础,按照分子筛对 应每升蜂窝陶瓷涂覆用量约150g计算,考虑各地区执行率和实际应对方案差异,以 及各地区柴油车占比差异,按2017全球汽车产量数据测算,分子筛的存量市场空间 为1.19万吨,新增市场空间超过存量市场空间,达到1.51万吨。

全球分子筛市场容量测算

车辆类型
地区
2017 年柴油机体量 (万台)
分子筛需量(吨)
存量
新增
轻型卡车
北美
226
2440.8
-
欧洲
149.04
1922.616
-
亚太
301.8
-
3042.144
其他
59.4
-
598.752
乘用车
欧洲
922.5
4964.895
-
其他
880
-
3432
重型车
北美
45
2004.75
-
欧洲
42
595.35
-
亚太
329
-
7501.2
其他
30
-
540
全球汽车
合计
20465.8
11928.411
15114.096

数据来源:公开资料整理

    以2017 年柴油车的产量为基础进行测算,基于蜂窝陶瓷在柴油发动机方面的市场空间,按 照每升蜂窝陶瓷涂覆用量约150g分子筛计算,考虑实际执行因素,国六实施后分子 筛在中国将开拓6063万吨的巨大市场,并且伴随国六标准的阶段性深入,分子筛的 用量也会相应增加,届时市场需求将进一步兑现。此外,如考虑2020年底前要淘汰 的国三及以下排放标准的100万辆营运中、重型柴油货车以上,按照陶瓷载体3000万 升的保守配置,以150g/L的涂覆率计算,对应的分子筛应在4000吨以上,则因两项政 策驱动,国内分子筛的市场容量会超过1万吨。

中国分子筛市场容量测算

单位:吨
分子筛需求量
2017 年产量测算
国五标准
国六标准
新增
国六标准-2020 年
柴油商务车
0
6019
6019
6019
柴油乘用车
0
44
44
47
合计
0
6063
6063
6066

数据来源:公开资料整理

    目前汽车尾气催化领域呈 现寡头垄断竞争格局,庄信万丰、巴斯夫、优美科占据全球市场份额超过70%,其 中庄信万丰在柴油车尾气催化领域优势明显,占据超过60%的市场份额,据此测算,在全球存量的1.2万吨分子筛市场中,庄信万丰占据7000余吨的份额,在新增 的1.5万吨分子筛市场中,庄信万丰将占据超过9000吨的市场份额。

汽车尾气催化剂市场寡头竞争格局

数据来源:公开资料整理

    国六标准下,氧化铝应用于汽油车的三效催化器,以及柴油车的DOC和DPF催化 器。以2017年国内汽车产量及蜂窝陶瓷测算数据为基础,以100g/L的涂覆量测算氧 化铝的市场空间,则我国汽车催化剂市场氧化铝的市场容量为1.08万吨。而国五标 准下只有汽油车三效催化器使用氧化铝,以2017年数据测算存量市场空间为4650吨, 则国六标准实施将驱动氧化铝获取6108吨的新增市场空间,预计2020年中国市场氧 化铝的市场容量将超过1.1万吨。

中国氧化铝市场容量测算

单位:吨
氧化铝需求量
2017 年产量测算
国五标准
国六标准
新增
国六标准-2020 年
柴油商务车
0
1437
1437
1437
柴油乘用车
0
21
21
22
汽油商务车
163
326
163
346
汽油乘用车
4487
8973
4487
9522
合计
4650
10758
6108
11328

数据来源:公开资料整理

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