2019年中國(guó)汽車(chē)尾氣催化劑行業(yè)組成結(jié)構(gòu)及市場(chǎng)空間預(yù)測(cè)[圖]

    汽車(chē)機(jī)后尾氣處理系統(tǒng)是由熱端管件、催化器、共鳴器、消音器等組成，其中催化器是機(jī)后尾氣處理系統(tǒng)的主要部分。汽車(chē)尾氣凈化催化器主要由催化劑和金屬外殼構(gòu)成，而催化劑是其中核心，其主要由四部分構(gòu)成：貴金屬活性組分、催化劑載體、助劑及涂層(第二載體)；其中貴金屬活性成分為催化劑的核心部分，主要起催化作用，載體提供有效的表面積及孔結(jié)構(gòu)，涂層用于增大表面積，助劑用于協(xié)助催化劑更好地發(fā)揮性能。

    自20世紀(jì)70年代汽車(chē)尾氣凈化催化劑問(wèn)世以來(lái)，其發(fā)展主要經(jīng)歷了四個(gè)階段，分別為鉑和鈀氧化型催化劑、氧化-還原雙段催化劑、三元催化劑（TWC）以及單金屬鈀的TWC。目前三元（TWC）的制備和應(yīng)用已趨于成熟，由于其具有機(jī)械強(qiáng)度高、比表面積大、阻力小、活性高等優(yōu)點(diǎn)被日、美等汽車(chē)工業(yè)廣泛使用。

汽車(chē)尾氣催化劑的發(fā)展歷程

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    近幾年，我國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)較為低迷，2018年國(guó)內(nèi)汽車(chē)市場(chǎng)進(jìn)入拐點(diǎn)，汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)同比均呈較快下降。2019年汽車(chē)行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r仍然不太樂(lè)觀，2019年全年中國(guó)汽車(chē)?yán)塾?jì)銷(xiāo)量達(dá)到2576.9萬(wàn)輛，同比下降8.2%

2012-2019年中國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)量統(tǒng)計(jì)及增長(zhǎng)情況

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    目前全球的汽車(chē)催化劑市場(chǎng)基本為國(guó)外企業(yè)壟斷，德國(guó)巴斯夫和英國(guó)莊信萬(wàn)豐各攬走了26%左右的環(huán)保催化劑市場(chǎng)份額，比利時(shí)優(yōu)美科公司占19%的份額。

全球催化劑市場(chǎng)基本被國(guó)外企業(yè)壟斷

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    汽車(chē)尾氣催化劑載體是影響催化劑效能的重要因素之一，它的主要的作用是提供有效的比表面積及適宜的孔隙結(jié)構(gòu)，并使催化劑獲得足夠的機(jī)械強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性，起著活性中心和節(jié)省活性組分用量的作用。國(guó)內(nèi)外車(chē)用載體骨架的材料主要有陶瓷和金屬兩種。在結(jié)構(gòu)形式上分為顆粒型載體、蜂窩狀載體和SiC泡沫陶瓷載體，其中蜂窩狀載體是目前的主流。

不同類(lèi)型的催化劑載體的對(duì)比

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    目前汽車(chē)用載體以蜂窩陶瓷為主，且中長(zhǎng)期仍將是主流：早期的車(chē)用催化劑載體氧化鋁顆粒，雖然具備比表面積大、機(jī)械強(qiáng)度高，價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)，但其排氣阻力和背壓大，使油耗上升、功率下降；同時(shí)高溫下易粉化，造成二次污染和載體壽命縮短；因此，在顆粒型載體問(wèn)世不久便出現(xiàn)了整體型蜂窩陶瓷載體對(duì)其形成替代。目前蜂窩陶瓷載體已成為車(chē)用催化劑載體的主流。而其它類(lèi)型的載體（金屬載體、新興的玻璃纖維載體），由于工藝、材料和成本等方面的原因，短期內(nèi)難以大范圍應(yīng)用，因而未來(lái)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)蜂窩陶瓷載體仍將是主流。

    蜂窩陶瓷行業(yè)屬于寡頭壟斷行業(yè)，其中康寧和NGK市場(chǎng)份額高達(dá)90%。近年來(lái)國(guó)內(nèi)以?shī)W福環(huán)保、王子制陶等為代表的企業(yè)也開(kāi)始崛起，競(jìng)爭(zhēng)力不斷增強(qiáng)。伴隨著國(guó)六的實(shí)施以及材料國(guó)產(chǎn)化要求的提升，國(guó)內(nèi)企業(yè)有望在蜂窩陶瓷市場(chǎng)搶占更多份額。

康寧和NGK占據(jù)蜂窩陶瓷市場(chǎng)90%的份額

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國(guó)內(nèi)蜂窩陶瓷載體產(chǎn)能情況

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    智研咨詢(xún)發(fā)布的《2020-2026年中國(guó)汽車(chē)尾氣催化劑行業(yè)市場(chǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃及供需策略分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示：到了國(guó)六階段，由于需要加裝催化器，這樣就意味著配套蜂窩陶瓷載體用量也將大幅增加。具體來(lái)說(shuō)，國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)下，汽油車(chē)單車(chē)使用載體量約為1.5L，柴油車(chē)約為15L，以2019年汽油車(chē)2121萬(wàn)臺(tái)產(chǎn)量、柴油車(chē)295萬(wàn)臺(tái)產(chǎn)量測(cè)算，在中性條件假設(shè)下，2019年汽車(chē)尾氣催化器載體需求量約為8140萬(wàn)升；而到國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)下，汽油車(chē)需加裝GPF，體積增加約一倍，對(duì)催化劑載體需求提升至3升/臺(tái)，柴油車(chē)加裝DOC、DPF、ASC，對(duì)催化劑載體需求提升至25升/臺(tái)，若以2312萬(wàn)臺(tái)汽油車(chē)（2015-2019年平均產(chǎn)量）和289萬(wàn)臺(tái)柴油車(chē)（2015-2019年平均產(chǎn)量）測(cè)算，在中性條件假設(shè)下，2022年我國(guó)汽車(chē)工業(yè)對(duì)尾氣催化劑載體的需求量將達(dá)到14017萬(wàn)升。

中國(guó)汽車(chē)用蜂窩陶瓷載體市場(chǎng)空間測(cè)算

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    催化劑組成之二是涂層，涂層主要有兩個(gè)作用，一是提高載體的機(jī)械強(qiáng)度和滿(mǎn)足催化要求的高比表面積，另外一個(gè)作用是稀釋、支撐和分散催化劑活性組分和少量的助劑，從而達(dá)到提高催化劑的凈化效率。目前用于尾氣處理載體上的耐高溫涂層可設(shè)計(jì)為以下體系：Al2O3基材料、沸石基材料、釩基（V2O5/TiO2/WO3）材料、MgO材料和SiC材料等，國(guó)六之前主要用Al2O3以及釩基作為涂層材料，到了國(guó)六階段，主要用Al2O3以及沸石作為涂層材料。

    國(guó)六之前，主要是TWC催化器使用γ-Al2O3作為涂層材料，而SCR催化器使用的涂層材料為釩基（V2O5/TiO2/WO3）涂層材料。到了國(guó)六階段，TWC催化器仍使用氧化鋁作為涂層材料，加裝的催化器除了ASC其它也均使用氧化鋁作為涂層材料，而對(duì)于SCR催化器來(lái)說(shuō)，原先的釩基涂層材料沒(méi)辦法滿(mǎn)足國(guó)六對(duì)氮氧化合物的嚴(yán)苛的排放要求，需要換為沸石分子篩的涂層材料。

中國(guó)汽車(chē)用沸石市場(chǎng)空間測(cè)算

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    催化劑組成之三是助劑，助劑是一些自身沒(méi)有催化作用或活性較低的添加物，但加入助劑能大大提高催化劑的活性、選擇性或壽命。特別是在汽車(chē)排氣的惡劣條件下,為提高催化劑的穩(wěn)定性常常需要加入助劑，一些助劑能直接促進(jìn)催化劑的性質(zhì)，而有些助劑起著穩(wěn)定其它助劑的作用。催化助劑主要為稀土金屬氧化物（Ce、La、Sn、Zr、Mo、Ti）和堿金屬氧化物（BaO、CaO、SrO）等。

    催化劑組成之四是活性成分，尾氣催化劑的活性組分是催化劑中最重要的成分之一，可分為貴金屬和非貴金屬2種類(lèi)型。貴金屬類(lèi)以Pt、Ｒh、Pd最為常用，其中鉑和銠主要用于一氧化碳和碳?xì)浠衔锏难趸呋?，銠主要提供NOx的還原活性，同時(shí)兼具對(duì)碳?xì)浠衔锏难趸钚?。貴金屬催化劑優(yōu)點(diǎn)是起燃溫度低、壽命長(zhǎng)，對(duì)CO、HC、NOx同時(shí)具有較高的催化轉(zhuǎn)化效率;缺點(diǎn)是貴金屬價(jià)格昂貴，資源稀少，易發(fā)生Pb，S中毒。

    非貴金屬催化劑以Mn、Co、Fe、Sr、Cu、Ni、Bi等過(guò)渡金屬與堿金屬氧化物為主要活性組分，非貴金屬氧化物添加物中常見(jiàn)的是稀土氧化物，但由于其起燃溫度高、熱穩(wěn)定性差、活性差易中毒等特點(diǎn)，一直未得到普遍應(yīng)用。