中國(guó)汽車尾氣催化劑行業(yè)組成結(jié)構(gòu)及市場(chǎng)空間預(yù)測(cè)

中國(guó)汽車尾氣催化劑行業(yè)組成結(jié)構(gòu)及市場(chǎng)空間預(yù)測(cè)

汽車機(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年代汽車尾氣凈化催化劑問世以來，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、美等汽車工業(yè)廣泛使用。

近幾年，我國(guó)汽車銷售市場(chǎng)較為低迷，2018年國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)進(jìn)入拐點(diǎn)，汽車產(chǎn)銷同比均呈較快下降。2019年汽車行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r仍然不太樂觀，2019年全年中國(guó)汽車?yán)塾?jì)銷量達(dá)到2576.9萬輛，同比下降8.2%

目前全球的汽車催化劑市場(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。

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。

目前汽車用載體以蜂窩陶瓷為主，且中長(zhǎng)期仍將是主流：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%。近年來國(guó)內(nèi)以奧福環(huán)保、王子制陶等為代表的企業(yè)也開始崛起，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。

《2020-2026年中國(guó)汽車尾氣催化劑行業(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。具體來說，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2121萬臺(tái)產(chǎn)量、柴油車295萬臺(tái)產(chǎn)量測(cè)算，在中性條件假設(shè)下，2019年汽車尾氣催化器載體需求量約為8140萬升；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2312萬臺(tái)汽油車（2015-2019年平均產(chǎn)量）和289萬臺(tái)柴油車（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)汽車工業(yè)對(duì)尾氣催化劑載體的需求量將達(dá)到14017萬升。

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催化器來說，原先的釩基涂層材料沒辦法滿足國(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。

催化劑組成之三是助劑，助劑是一些自身沒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種類型。貴金屬類以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