一、尾气排放
汽车尾气是汽车使用时产生的废气,包含数百种化合物,会对人体和自然环境产生极大的伤害及污染,因此防治汽车尾气是各国发展的重要举措。汽车排放标准是指对从汽车废气中排出的CO(一氧化碳)、HC+NOx(碳氢化合物和氮氧化物)、PM(微粒,碳烟)等有害气体含量的规定。目前,全球汽车排放标准包含三大体系,欧洲体系、美国体系和日本体系,我国以欧洲标准为参考,2000年7月1日开始实施“国一”排放标准,此后逐步改进升级,目前“国”排放标准正在稳步推进,被称为史上最严尾气排放标准,全面超过欧盟和美国的排放标准。
二、尾气处理技术
为使汽车满足日益严苛的排放标准,通常需要从提升燃油品质、发动机机内净化、尾气后处理三个方面进行考虑和改进。国四标准之前,厂家可以通过燃油品质的提升和机内净化技术的改进达到要求,但国五以及国六标准必须依靠尾气后处理技术才能达标。目前尾气处理技术有SCR(选择性催化还原)、EGR(废气再循环)、DPF(柴油颗粒过滤器)、DOC(柴油氧化催化器)、TWC(三元催化剂)、GPF(汽油机颗粒捕集器)等。
汽车尾气净化催化剂主要由活性成分、载体、助剂及涂层组成。
1.贵金属活性组分,起到催化作用。尾气催化剂的活性组分是催化剂中最重要的成分之一,可分为贵金属和非贵金属两种类型。贵金属类以铂,铑,钯最为常见,其优点是起燃温度低、寿命长,对CO、HC、NOx具有较高的催化转化效率,缺点是贵金属价格昂贵,资源稀少,易发生催化剂中毒现象;非贵金属催化剂以Mn、Co、Fe、Sr、Cu、Ni、Bi等过渡金属与碱金属氧化物为主要活性组分,但由于其起燃温度高、热稳定性差、活性差,易中毒等特点,市场推广长期受阻
目前全球汽车催化剂市场基本被巴斯夫、庄信万丰、优美科等国外企业所垄断,在中国市场,这三大巨头合计市占率高达72%,国产替代空间较大。
涂层材料领域,受益柴油车排放升级,沸石分子筛将替代钒基成为高标准尾气催化剂的涂层材料。以国内排放标准为例,国六之前,汽油车主要采用TWC催化器,使用γ-Al2O3作为涂层材料;柴油车主流的SCR催化器使用的涂层材料为钒基涂层材料。到了国六阶段,汽油车TWC、GPF催化器仍使用氧化铝作为涂层材料;柴油车方面,SCR催化器原先所用的钒基涂层材料没办法满足国六对氮氧化合物的严苛排放要求,需要更换为沸石分子筛涂层材料,加装的催化器除ASC(加装在SCR配套使用),其它也均使用氧化铝作为涂层材料。同样,在欧四和欧五阶段,欧洲国家柴油车大多使用钒基SCR催化剂;自2014年欧六标准实施后,为提高SCR系统的低温转化效率和耐高温性,沸石型SCR催化器被普遍采用。柴油车尾气处理技术的革新将带来国内沸石分子筛作为尾气催化剂涂层材料应用的爆发
三、产业链及市场规模
汽车尾气后处理属于汽车相关产业,产业规模由汽车销量结构及尾气后处理需求零部件共同决定。随着国家机动车排放标准的不断提高以及汽车产销量的回暖,单车载体价值提升显著,尾气后处理行业发展空间打开,根据上述测算,柴油机市场空间为555.08亿元,汽油机市场空间为562.12亿元,总计扩容市场超千亿。目前,我国上市公司主营业务中包含机动车尾气后处理系统上市公司的主要有威孚高科、银轮股份、艾可蓝、凯龙等,也有尾气后处理相关零部件材料上市公司,如龙蟠科技、贵研铂业、国瓷材料、奥福环保等。
三、尾气催化处理技术
最为典型的合成沸石分子筛的原料为高岭土和硅藻土