对于汽车尾气催化剂载体,根据材料的不同可以分为陶瓷载体、金属载体、多孔金属间化合物/陶瓷载体及玻璃纤维载体4大类,目前应用最多的是陶瓷载体(集中在汽车、柴油车、轮船等),金属载体(集中在摩托车、部分火车头业务等震动较大的领域)。
陶瓷载体是目前应用最广的催化剂材料,国内和国际汽车尾气催化剂载体的材料大多为陶瓷载体,具体可分为氧化铝(Al2O3)小球载体、堇青石陶瓷载体、氧化硅(SiC)陶瓷载体、分子筛载体和陶瓷纤维载体。
汽车尾气陶瓷载体种类简介
载体种类 | 简介 | 优点 | 缺点 | 应用前景 |
Al2O3小球载体 | 直径为3-4mm的γ-Al2O3小颗粒堆积而成。 | 1)制备工艺简单;2)成本较低廉;3)比表面积较大。 | 1)热容量大;2)堆积式装填,气阻大,对发动机排气造成很大的影响,在高温腐蚀性气流的冲刷下磨损很快,使用寿命较短;3)在高温情况下会和铑发生反应,使铑慢慢向载体中渗入,最终导致活性下降。 | 1)早期的载体,已逐渐被蜂窝陶瓷型载体所取代。 |
堇青石陶瓷载体 | 一般由能生成或包含MgO、Al2O3和SiO2的滑石、粘土、工业氧化铝等物资合成。 | 1)吸附性强且热膨胀性小;2)气体阻力小、机械强度高、热稳定性好、比表面积大、催化活性涂层薄和抗热冲击性良好;3)成本较低。 | 1)耐热性能和耐化学腐蚀性能较差;2)热导率较低,再生时易产生热斑;3)由于堇青石陶瓷不导电,只能靠发动机排气和反应放热作为催化剂的主要热源,在冷启动时催化剂起燃慢,实现“零排放”的压力较大。 | 1)1978年美国康宁公司率先发明蜂窝式堇青石颗粒物过滤器;2)1985年德国戴姆勒公司将堇青石DPF成功应用于客车上;3)1989年日本NGK公司开始批量生产商业化应用的堇青石DPF;4)目前所用汽车催化剂载体95%为蜂窝堇青石载体。 |
SiC陶瓷载体 | - | 1)更优质的耐热、耐腐蚀额导热性能,机械强度大幅提升;2)孔隙结构具有更佳的可调性,可以制备更高孔隙率和更均匀孔径分布的过滤材料。 | 1)热膨胀系数较大,容易在高温热冲击下开裂;2)高温下SiC可能被活化氧化,产生白斑等。 | 1)近年来日本Ibiden和NGK公司开发的碳化硅颗粒过滤器(SiCDPF)已成功进入日本和欧洲市场,被众多汽车厂商所采用,并取得了良好的实用效果;2)为进一步提高SiC材料的抗热冲击性能和耐热性能,日本Ibiden和NGK公司分别成功研发两种SiC改性过滤材料:重结晶碳化硅和硅结合碳化硅。 |
陶瓷纤维载体 | 采用陶瓷纤维作为主要原料制备的一种高孔隙陶瓷材料 | 1)绝大多数为开孔结构,孔隙率可达90%以上,高的比表面积、三维贯通气孔等优点。 | 1)受到陶瓷纤维的长度和编织性能的限制,并且三维编织技术要求高,成本昂贵。 | 1)发展一般 |
数据来源:公开资料整理
重型燃气汽车已于2019年7月执行国六a标准(主要是LNG重卡+半牵引挂车);轻型汽车(主要是乘用车+轻客+轻客非完整+重量≤3.5t的货车(微卡+部分轻卡),销量较大)和城市车辆(公交、环卫、邮政,每年销量不大)本将于2020年7月1日执行,但因疫情影响,将轻型汽车国六标排放标准中颗粒物数量(PN限值)过渡期调整为2021年1月1日。而实际上,乘用车目前基本均以完成国六改造(根据机动车环保网数据),轻型商用车改造的较少,延迟对国内载体厂商利大于弊;重型汽车(中重型卡车、中大型客车等)于2021年7月1日执行国六a标准。2020年和2021年是行业大部分车型执行国六标准的时点,但考虑到具体执行时间点的情况,市场空间放量集中在2021-2022年。
商用车(柴油车):由于国六加载DOC和DPF,重型商用货车单台载体价值从699元增至2165元,轻型商用车单台载体价值从142元增至582元。乘用车(汽油车):由于国六加载GPF,国六汽油车单台载体价值从74元增至259元。
柴/汽油车国六单车使用体积(L)
单车使用体积(L) | |||||
- | SCR | DOC | DPF | TWC | GPF |
重型商用车(柴油) | 20 | 7 | 15 | - | - |
轻型商用车(柴油) | 6 | 2.1 | 4.5 | - | - |
乘用车 | - | - | - | 2.16 | 2.16 |
数据来源:公开资料整理
柴/汽油车国六提标载体单价(元/L)
载体单价(元/L) | |||||
- | SCR | DOC | DPF | TWC | GPF |
重型商用车(柴油) | 34.97 | 39.83 | 79.12 | - | - |
轻型商用车(柴油) | 23.66 | 39.83 | 79.12 | - | - |
乘用车 | - | - | - | 34.2 | 34.2 |
数据来源:公开资料整理
柴/汽油车国六提标单车载体价值弹性估算情况
单车载体价格(元/台) | |||||
- | 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:公开资料整理
智研咨询发布的《2020-2026年中国汽车尾气催化剂行业市场战略规划及供需策略分析报告》数据显示:国六标准首先适用的是燃气车(重卡、半挂牵引车),于2019年7月1日执行,该类车辆每年销量不大且已执行,暂不考虑,主要考虑汽油车和柴油车。对于汽油车,为满足国六标准需加装GPF装置,柴油车需加装DOC+DPF装置,根据轻重型汽车执行时间不同,测算出:(1)全部车辆载体市场:2020-2022年汽车尾气催化剂载体市场空间约为67.9/80.1/89.1亿元,增速分别为1.0%/17.9%/11.3%;虽目前乘用车已大部分完成国六标改造,但考虑到国内载体厂商的b点开发特点(非第一批试用)及成本优势,后续在乘用车市场的国产替代趋势值得期待;(2)柴油车载体市场:考虑到轻型商用车(主要是柴油)可能在2020Q4投放部分国六标准的车辆以及提标前的试投情况,预计2020-2022年的市场规模有望分别达到15.2/27.2/36.3亿元,增速分别为23.5%/78.6%/33.3%,其中轻型柴油车市场放量集中在2020和2021年,重型柴油车市场放量集中在2021-2022年。
汽车尾气催化剂单车载体价值(元/辆)
车类 | 载体种类 | 单车载体价值(元/辆) | ||||
2019A | 2020E | 2021E | 2022E | |||
汽油车 | TWC | 74 | 74 | 74 | 74 | |
GPF | - | 185 | 185 | 185 | ||
柴油车 | SCR | 其中:轻型 | 142 | 142 | 142 | 142 |
重型 | 699 | 699 | 699 | 699 | ||
DOC | 其中:轻型 | - | 84 | 84 | 84 | |
重型 | - | - | 279 | 279 | ||
DPF | 其中:轻型 | - | 356 | 356 | 356 | |
重型 | - | - | 1187 | 1187 |
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2019-2022年汽油车及柴油车产量及市场渗透率(万辆)
车类 | 载体种类 | 产量(万辆) | 市场渗透率 | |||||||
2019 | 2020 | 2021 | 2022 | 2019 | 2020 | 2021 | 2022 | |||
汽油车 | TWC | 2121 | 2035 | 2040 | 2038 | 100% | 100% | 100% | 100% | |
GPF | 2121 | 2035 | 2040 | 2038 | 70% | 90% | 100% | 100% | ||
柴油车 | SCR | 其中:轻型 | 165 | 157 | 149 | 141 | 100% | 100% | 100% | 100% |
重型 | 130 | 130 | 130 | 130 | 100% | 100% | 100% | 100% | ||
DOC | 其中:轻型 | 165 | 157 | 149 | 141 | 5% | 50% | 100% | 100% | |
重型 | 130 | 130 | 130 | 130 | 3% | 10% | 50% | 100% | ||
DPF | 其中:轻型 | 165 | 157 | 149 | 141 | 5% | 25% | 100% | 100% | |
重型 | 130 | 130 | 130 | 130 | 3% | 10% | 50% | 100% |
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汽车尾气催化剂载体市场空间测算
车类 | 载体种类 | 载体空间测算(亿元) | |||
2019A | 2020E | 2021E | 2022E | ||
汽油车 | TWC | 15.7 | 15 | 15.1 | 15 |
GPF | 39.3 | 37.7 | 37.8 | 37.8 | |
柴油车 | SCR | 11.4 | 11.3 | 11.2 | 11.1 |
其中:轻型 | 2.3 | 2.2 | 2.1 | 2 | |
重型 | 9.1 | 9.1 | 9.1 | 9.1 | |
DOC | 0.2 | 1 | 3.1 | 4.8 | |
其中:轻型 | 0.1 | 0.7 | 1.2 | 1.2 | |
重型 | 0.1 | 0.4 | 1.8 | 3.6 | |
DPF | 0.8 | 2.9 | 13 | 20.4 | |
其中:轻型 | 0.3 | 1.4 | 5.3 | 5 | |
重型 | 0.5 | 1.5 | 7.7 | 15.4 | |
合并 | 亿元 | 67.3 | 67.9 | 80.1 | 89.1 |
yoy | - | 10% | 17.9% | 11.3% |
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2019-2022年汽车尾气催化剂载体市场空间
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2019-2022年柴油车载体空间预测(亿元)
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