汽車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。
不同類型的催化劑載體的對(duì)比
載體類型 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) |
顆粒型載體 | 比表面積大,機(jī)械強(qiáng)度高,制造簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,裝填容易與活性組分的親和力好 | 發(fā)動(dòng)機(jī)排氣阻力和背壓大,油耗上升,功率下降,易粉化 |
陶瓷蜂窩狀載體 | 氣體阻力小,機(jī)械強(qiáng)度高,熱穩(wěn)定性好,催化活性涂層薄且比表面積大 | 催化轉(zhuǎn)化器工作失效,催化劑起燃慢 |
金屬蜂窩狀載體 | 金屬載體幾何比表面積、開(kāi)孔率均比陶瓷載體高,有利于催化劑活性物質(zhì)的吸附,并減少排氣阻力抗高溫氧化性不佳,成型工藝過(guò)于復(fù)雜,載體與催化劑的活性表面層結(jié)合牢固性較差,成本居高來(lái)源:汽車尾氣凈化催化劑及載體的研究進(jìn)展,國(guó)金證券 | 抗高溫氧化性不佳,成型工藝過(guò)于復(fù)雜,載體與催化劑的活性表面層結(jié)合牢固性較差,成本居高 |
數(shù)據(jù)來(lái)源:公開(kāi)資料整理
目前汽車用載體以蜂窩陶瓷為主且短期內(nèi)仍將是主流;早期的車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用催化劑載體的主流。而其它類型的載體(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。
蜂窩陶瓷分為直通式載體和壁流式載體,其中直通式載體包括SCR、DOC、ASC、TWC載體等,壁流式載體包括DPF和GPF。
蜂窩陶瓷種類
載體結(jié)構(gòu) | 載體種類 | 機(jī)構(gòu)差異 | 材料差異 |
直通式載體 | SCR載體、DOC載體、ASC載體和TWC載體等 | 氣流可從載體每一個(gè)孔道不受阻攔地直接通過(guò),壁較薄,孔密度較高 | 孔隙率較低 |
壁流式載體 | DPF過(guò)濾器、GPF過(guò)濾器 | 在直通式結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,交替封堵孔道,孔道側(cè)壁上均勻分布眾多微孔,形成一種捕捉、攔截、過(guò)濾碳煙顆粒物作用的結(jié)構(gòu),壁較厚,孔密度較低 | 結(jié)構(gòu)多孔,孔隙率較高 |
數(shù)據(jù)來(lái)源:公開(kāi)資料整理
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
數(shù)據(jù)來(lái)源:公開(kāi)資料整理
國(guó)內(nèi)蜂窩陶瓷載體產(chǎn)能情況
項(xiàng)目 | 生產(chǎn)基地 | 投資額 | 生產(chǎn)產(chǎn)品 |
康寧 | 上海 | 9200萬(wàn)美元 | 汽油車小尺寸載體 |
合肥 | 5億美元 | 汽油車GPF | |
NGK | 蘇州 | 6.87億美元 | 柴油車DPF、汽油車GPF |
奧福環(huán)保 | 德州 | 2.76億人民幣 | 400萬(wàn)升DPF |
重慶 | 2.51億人民幣 | 200萬(wàn)升DOC、160萬(wàn)升TWC、200萬(wàn)升GPF | |
宜興化機(jī) | 宜興 | - | 年生產(chǎn)能力達(dá)到800萬(wàn)升 |
王子制陶 | 宜興 | - | 年生產(chǎn)能力達(dá)到1400萬(wàn)升 |
東營(yíng) | 2.8億人民幣 | 年生產(chǎn)能力達(dá)到4000萬(wàn)升 | |
安徽中都 | 蚌埠 | 2000萬(wàn)人民幣 | 300萬(wàn)升DPF |
貴州華耀 | 臺(tái)江 | 5510萬(wàn)人民幣 | 200萬(wàn)升GPF |
數(shù)據(jù)來(lái)源:公開(kāi)資料整理
越來(lái)越嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)蜂窩陶瓷載體行業(yè)產(chǎn)生三大影響:(1)隨著排放法規(guī)升級(jí),產(chǎn)品的升級(jí)和技術(shù)迭代越來(lái)越快,對(duì)載體的技術(shù)要求不斷越高。(2)國(guó)六要求柴油車加裝DOC、DPF、ASC等載體,汽油車需加裝GPF載體,將帶來(lái)載體需求的提升。(3)標(biāo)準(zhǔn)趨嚴(yán)持續(xù)拉動(dòng)SCR等新興載體的需求。
汽車尾氣處理亦是由多環(huán)節(jié)組成,各環(huán)節(jié)相互輔助也相互制約。對(duì)于蜂窩陶瓷用量的增長(zhǎng)來(lái)說(shuō),一方面與尾氣標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)及推進(jìn)進(jìn)度有關(guān),另一方面也與汽車需求的增長(zhǎng)有關(guān)。目前汽車尾氣處理產(chǎn)業(yè)鏈主要涉及四個(gè)環(huán)節(jié)的企業(yè),分別是催化劑配套材料廠商、催化劑廠商、發(fā)動(dòng)機(jī)廠商以及整車廠商。汽車行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,其中中國(guó)汽車產(chǎn)量從2010年的1865萬(wàn)輛增長(zhǎng)至2018年的2796萬(wàn)輛,年復(fù)合增速4.6%;全球汽車產(chǎn)量從2010年的7770萬(wàn)輛增長(zhǎng)至2018年的9563萬(wàn)輛,年復(fù)合增速2.3%。汽車行業(yè)的穩(wěn)步增長(zhǎng)也給蜂窩陶瓷需求的增長(zhǎng)帶來(lái)了強(qiáng)支撐。
中國(guó)汽車產(chǎn)量(萬(wàn)輛)及增速
數(shù)據(jù)來(lái)源:公開(kāi)資料整理
全球汽車產(chǎn)量(萬(wàn)輛)及增速
數(shù)據(jù)來(lái)源:公開(kāi)資料整理
重型商用柴油車載體價(jià)格=27升*33元/升+15升*82元/升=2058元/輛,按重型商用貨車年產(chǎn)量120萬(wàn)輛算,市場(chǎng)空間大概25億元;輕型商用柴油車價(jià)格=8.1升*23元/升+4.5升*82元/升=555元/輛,按輕型商用貨車年產(chǎn)量260萬(wàn)輛算,市場(chǎng)空間大概15億元;汽油車乘用車價(jià)格=2.16升*70元/升+2.16升*82元/升=328元/輛,按汽油乘用車年產(chǎn)量2200萬(wàn)輛算,市場(chǎng)空間大概72億元。
商用車中柴油車占比最高
數(shù)據(jù)來(lái)源:公開(kāi)資料整理
重型商用貨車產(chǎn)量(萬(wàn)輛)
數(shù)據(jù)來(lái)源:公開(kāi)資料整理
國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行推動(dòng)了機(jī)后尾氣處理產(chǎn)業(yè)鏈的變革。國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)的逐步實(shí)施給整個(gè)汽車機(jī)后尾氣處理產(chǎn)業(yè)鏈提出了更高的要求,同時(shí)也大幅提升了相關(guān)配套尾氣催化材料的用量,其中就包括蜂窩陶瓷。各個(gè)階段不同類型的的汽車尾氣催化處理技術(shù)路線有所不同。
不同類型車輛國(guó)標(biāo)準(zhǔn)備執(zhí)行時(shí)間
排放標(biāo)準(zhǔn)階段 | 車輛類型 | 實(shí)施時(shí)間 | |
國(guó)六a | 輕型汽車 | 所有車輛 | 2020年7月1日 |
重型汽車 | 燃?xì)馄?/div> | 2019年7月1日 | |
城市車輛 | 2020年7月1日 | ||
所有車輛 | 2021年7月1日 | ||
國(guó)六b | 輕型汽車 | 所有車輛 | 2023年7月1日 |
重型汽車 | 燃?xì)馄?/div> | 2021年7月1日 | |
所有車輛 | 2023年7月1日 |
數(shù)據(jù)來(lái)源:公開(kāi)資料整理
智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國(guó)蜂窩陶瓷行業(yè)市場(chǎng)供需規(guī)模及投資價(jià)值咨詢報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示:國(guó)六階段,蜂窩陶瓷用量有望翻倍。國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)下,汽油車單車使用載體量約為1.5L,柴油車約為15L,以2019年汽油車2121萬(wàn)臺(tái)產(chǎn)量、柴油車295萬(wàn)臺(tái)產(chǎn)量測(cè)算,2019年汽車尾氣催化器載體需求量約為7606萬(wàn)升;而到國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)下,汽油車需加裝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(2015-2019年平均產(chǎn)量)和289萬(wàn)臺(tái)柴油車(2015-2019年平均產(chǎn)量)測(cè)算,我國(guó)汽車工業(yè)對(duì)尾氣催化劑載體的需求量將達(dá)到14161萬(wàn)升。
國(guó)六蜂窩陶瓷使用量將翻倍增長(zhǎng)
類別 | 平均排量(L) | 單車使用體積(L) | ||
柴油車 | - | SCR載體 | DOC載體 | DPF載體 |
重型商用車 | 10 | 20 | 7 | 15 |
輕型商用車 | 3 | 6 | 2.1 | 4.5 |
乘用車 | 1.8 | - | 1.26 | 2.7 |
汽油車 | - | TWC載體 | GPF載體 | |
乘用車 | 1.8 | 2.16 | 2.16 |
數(shù)據(jù)來(lái)源:公開(kāi)資料整理
蜂窩陶瓷市場(chǎng)空間測(cè)算
項(xiàng)目 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020E | 2021E | 2022E |
汽油車產(chǎn)量/萬(wàn)輛 | 2487 | 2327 | 2121 | 2312 | 2312 | 2312 |
催化劑載體單耗/L | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 3 | 3 | 3 |
催化載體需求量/萬(wàn)L | 3730.5 | 3490.5 | 3181.5 | 6936 | 6936 | 6936 |
柴油車產(chǎn)量/萬(wàn)輛 | 322 | 301 | 295 | 289 | 289 | 289 |
催化劑載體單耗/L | 15 | 15 | 15 | 25 | 25 | 25 |
催化載體需求量/萬(wàn)L | 4830 | 4515 | 4425 | 7225 | 7225 | 7225 |
汽車總需求量/萬(wàn)L | 8560.5 | 8005.5 | 7606.5 | 14161 | 14161 | 14161 |
汽車總市場(chǎng)空間/億元 | 43 | 40 | 38 | 71 | 71 | 71 |
數(shù)據(jù)來(lái)源:公開(kāi)資料整理



