车用催化剂行业:国六执行在即,催化材料成长空间广阔.pdf

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识别风险 , 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1 / 22 行业深度 |化工 证券研究报告 Table_Grade 行业 评级 买入 前次评级 买入 报告日期 2018-08-29 Tabl e_Chart 相对市场 表现 Table_Aut hor 分析师: 郭 敏 S0260514070001 021-60750613 gzguomingf 分析师: 王剑雨 S0260511080001 020-87574012 wangjianyugf 分析师: 王玉龙 S0260518070002 021-60750613 wangyulonggf Table_Report 相关研究: 万润股份跟踪报告:国六标准执行在即,打开成长空间 2018-08-20 Table_Contacter 联系人: 吴鑫然 0755-88286915 wuxrgf - 2 0 %- 9 %2%13%2 0 1 7 - 0 8 2 0 1 7 - 1 2 2 0 1 8 - 0 4 2 0 1 8 - 0 8化工 沪深300Tabl e_Title 车用催化剂行业 国六执行在即,催化材料成长空间广阔 Table_Summary 核心观点 : 国六排放法规执行时间表全落地,排放标准大幅提升 我国汽车排放国五标准已于年初全面普及,继 2016 年底发布的轻型车国六标准, 重型车 国六 排放法规 于 2018 年 6 月 28 日正式出台,国六标 准a、 b 分段 执行时间表已经全部确定。此外, 2018 年 6 月 27 日国务院 发文要求 重点区域提前执行国六标准,推进国三及以下排放标准营运柴油货车提前淘汰更 新。 单车排放限值相较国五大幅加严 。 国六标准要求 轻型汽油车 的 CO、THC、 NOx、 PM 排放 较国五标准 分别降低 50%、 50%、 40%、 33%,轻型柴油车 NOx 和 PM 排放分别要降低 81%、 33%,新增控制气体 N2O 要求;重型车 NOx 与 PM 分别加严 77%、 67%,新增 PN 排放限值要求。 汽车尾气处理系统 升级,带来 分子筛、蜂窝陶瓷等催化 材料机遇 为满足国六标准尾气排放要求 , 汽油车 在优化 TWC 基础上 , 必须加装GPF, 强化颗粒物处理 。柴油车则需要使用 DOC+DPF+沸石 SCR+ASC 的综合配置方案 ,降低氮氧化合物与颗粒物的排放。 汽车尾气催化器的加装或升级增加了对相关材料的需求 : 分子筛是SCR 的关键催化剂材料;蜂窝陶瓷是各类催化剂的重要载体,目前主流的尾气催化用蜂窝陶瓷材料是堇青石;氧化铝是重要的涂层材料,国六标准下适用于汽油车的三效催化器和柴油车的 DOC、 DPF、 ASC 催化器。 车用催化材料市场空间广阔,国六法规助推中国市场崛起 受益于国六等环保政策,根据测算,我国蜂窝陶瓷市 场容量具有 1.2 亿升的增长潜力,由于蜂窝陶瓷 90%的市场份额被康宁和 NGK 垄断,对于份额较低的国内企业来说,蕴藏巨大的进口替代 空间。 国六实行后柴油车需要加装 SCR 装置才能达到排放要求, 据测算将带来约 6000 吨分子筛增量市场空间。 国内相关厂商将携手 国际催化剂巨头,未来面临较 大增长机遇 。 重点关注标的 万润股份: 庄信万丰 核心供应商 ,显著受益国六落地。 依托与庄信万丰的战略合作,打造技术与成本优势,环保材料业务显著受益尾气排放标准升级。短期内受益于国六实施促使柴油车安装沸石 SCR,公司产能有序释放,支撑业绩持续增长 。 国瓷材料:尾气催化解决方案提供商 。 通过 整合王子制陶和博晶科技,控股江苏天诺,在氧化铝涂层材料业务的基础上,拓展陶瓷载体、 铈锆固溶体 助剂、分子筛,完成催化剂业务版图布局,打造全系列尾气催化解决方案平台,协同效应凸显,打开成长空间,有望迎来增长契机。 风险提示 环保政策执行进度 不及预期, 下游汽车市场发展不及预期。 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 2 / 22 行业深度 |化工 目录索引 一、国六排放法规执行时间全落地,排放标准 大幅提升 . 4 1.1 国六排放法规执行时间表全落地 . 4 1.2 限值分步实施,国六阶段排放标准大幅度提高 . 4 二、汽车尾气处理系统升级,带来催化相关材 料机遇 . 5 2.1 汽车尾气污染现状 . 5 2.2 催化剂尾气处理技术概述 . 6 2.2 尾气催化处理系统应对方案 . 9 2.3 国六带来相关材料增长机遇 . 11 三、全球市场空间广阔,中国市场崛起 . 14 3.1 基础假设:汽车产销量及预测 . 14 3.2 蜂窝陶瓷存在较大进口替代空间 . 16 3.3 分子筛行业竞争格局清晰,国内企业受益明显 . 17 3.4 氧化铝 市场空间较大 . 19 四、国内重点标的 . 19 4.1 万润股份:深度绑定庄信万丰,显著受益国六 落地 . 19 4.2 国瓷材料:尾气催化解决方案提供商 . 21 核心假设风险提示 . 21 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 3 / 22 行业深度 |化工 图表索引 图 1: 2017 年机动车尾气污染主要毒性物质排放量 . 6 图 2: 2017 年机动车主要污染物排放量汽车分担率 . 6 图 3: 2017 年我国按燃料类型汽车保有量结构 . 6 图 4: 2017 年我国按排放标准汽车保有量结构 . 6 图 5:三效催化器结构图 . 8 图 6: 2017 年不同燃料汽车的污染物排放量分担率 . 9 图 7:不同技术汽车尾气 PM 和 PN 排放对比 . 10 图 8:尿素 SCR 系统示意图 . 10 图 9:分子筛与结构 . 11 图 10:沸石分子筛催化作用示意图 . 12 图 11:沸石催化剂在高温条件下转化效率高于钒基催化剂 . 12 图 12:蜂窝陶瓷 . 13 图 13:蜂窝陶瓷特点 . 13 图 14:高比表面积的氧化铝电镜照片 . 14 图 15:全球汽车销量 . 14 图 16:中国汽车销量与预测 . 15 图 17:蜂窝陶瓷供应链 . 17 图 18:蜂窝陶瓷 90%的销售量 被国外企业占据 . 17 图 19:汽车尾气催化剂市场寡头竞争格局 . 19 图 20:万润股份 营收与增长 . 19 图 21: 万润股份利润与增长 . 19 表 1:重型车国六标准实行时间 . 4 表 2:重 型车国六标准技术要求 . 4 表 3:国六标准限值要求 . 5 表 4:机动车尾气主要污染物及其危害 . 5 表 5:汽油车和柴油车尾气排放后处理技术 . 7 表 6:催化器结构与成分 . 7 表 7:汽油车、柴油车尾气后处理系统布置方案 . 9 表 8:标准升级后催化器装置路线变化对比 . 11 表 9:尾气处理相关材料和应用对照表 . 11 表 10:尾气处理相关材料和应用对照表 . 13 表 11:全球汽车产量结构 . 15 表 12:中国汽车产量结构 . 15 表 13:全球陶瓷载体市场容量测算 . 16 表 14:中国陶瓷载体市场容量测算 . 17 表 15:全球分子筛市场容量测算 . 18 表 16:中国分子筛市场容量测算 . 18 表 17:中国氧化铝市场容量测算 . 19 表 18:万润股份 环保材料扩产二期项目 . 20 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 4 / 22 行业深度 |化工 一 、 国六排放法规执行时间 全落地,排放标准大幅提升 1.1 国六排放法规执行时间表全落地 排放标准 升级 至 国六 阶段 , 轻型车 实施 时间 点临近 。 2016年 12月 23日,我国环境保护部发布轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段), 设置国六a和国六 b两个排放限值方案, 规定轻型车国六标准采用分步实施的方式 。 自 2020年 7月 1日起,轻型汽车要符合 6a限值要求;自 2023年 7月 1日起, 轻型汽车要符合 6b限值要求。 重型车 排放法规出台 ,国六执行时间表全落地。 2018年 6月 28日,我国生态环境部印发重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段) , 规定重型车国六标准分 6a和 6b两个阶段实施。国 6a阶段:燃气汽车、城市车辆、所有重型柴油车将分别于 2019年 7月 1日、 2020年 7月 1日、 2021年 7月 1日实施此标准;国 6b阶段:燃气车辆及所有车辆将于 2021年 1月 1日和 2023年 7月 1日起实施此标准。 表 1: 重型车国六标准 实行时间 标准阶段 车辆类型 实施时间 6a 阶段 燃气车辆 2019 年 7 月 1 日 城市车辆 2020 年 7 月 1 日 所有车辆 2021 年 7 月 1 日 6b 阶段 燃气车辆 2021 年 1 月 1 日 所有车辆 2023 年 7 月 1 日 数据来源:生态环境部 、广发证券发展研究中心 打响蓝天保卫战,重点区域新车国六提前实施,淘汰部分 高污染车型 。 2018年6月 27日,国务院印发打赢蓝天保卫战三年行动计划,计划指出大力淘汰 老旧车辆,重点区域提前执行国六标准。重点区域采取经济补偿、限制使用、严格超标排放监管等方式,大 力推进国三及以下排放标准营运柴油货车提前淘汰更新,加快淘汰老旧燃气车辆。 2020年底前,京津冀及周边地区、汾渭平原淘汰国三及以下排放标准营运中型和重型柴油货车 100万辆以上。并且, 2019年 7月 1日起,重点区域、珠三角地区、成渝地区提前实施国六排放标准。 1.2 限值分步实施 , 国六阶段 排放标准大幅度提高 国六标准中 6a和 6b两个 阶段对于主要技术要求有所不同。 主要体现在 PEMS方法的 PN要求、远程排放管理车载终端数据发送要求、高海拔排放要求以及 PEMS测试载荷范围四个方面。 表 2: 重型车国六标准技术要求 技术要求 6a 阶段 6b 阶段 PEMS 方法的 PN 要求 无 有 远程排放管理车载终端数据发送要求 无 有 高海拔排放要求 1700m 2400m PEMS 测试载荷范围 50%-100% 10%-100% 数据来源:生态环境部 、广发证券发展研究中心 国六标准在 单车排放限值方面, 与国五标准相比有较大变化。 轻型车排放标准国六 a限值规定,第一类(总座位数不超过六,最大设计总质量不超过 2.5吨的载客识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 5 / 22 行业深度 |化工 汽车)轻型汽油车 CO较国五标准要下降 30%, 轻型柴油车 NOx要下降 66%; 6b限值则更为严苛,轻型汽油车的 CO、 THC、 NOx、 PM排放要比国五标准分别降低 50%、 50%、 40%、33%,轻型柴油车 NOx和 PM排放分别要降低 81%、 33%,并且还增加控制气体 N2O要求。与国五标准相比,国六标准中重型车污染物排放限值 中 , NOx与 PM分别加严 77%、 67%,新增 PN排放限值要求。 表 3: 国六标准限值 要求 排放物 (mg/km) 国五标准 国六标准 汽油车 柴油车 国六 a 国六 b CO 1000 500 700 500 NMHC 68 - 68 35 NOx 60 180 60 35 PM 4.5 4.5 4.5 3 PN/km-1 - 6*1011 6*1011 6*1011 数据来源:生态环境部 、广发证券发展研究中心 二、 汽车尾气处理系统升级 ,带来 催化 相关材料机遇 2.1 汽车 尾气污染 现状 CO、 HC、 NOx、 PM是机动车尾气中污染空气的主要毒性物质。 机动车尾气成分复杂,含有一氧化碳、未燃烧的烃类、氮氧化物、铅、二氧化硫等多种有害物质。一氧化碳 对 人体 全身的组织细胞均有毒 性作用,尤其对大脑皮质的影响最为严重。碳氢化合物指的是 只由碳和氢两种元素组成 的有机化合物 ,其中包含烷烃、烯烃、炔烃、环烃及芳香烃, 甲烷 、甲苯等就是碳氢化合物 ,会使人体致癌,还会导致温室效应或 有害的 光化学烟雾 。 氮氧化物 ( NOx)主要是一氧化氮 (NO)和二氧化氮(NO2),其污染与采用矿物作为能源有关,也是形成 光化学烟雾污染 的因素之一,还会在 大气中经氧化转变成硝酸造成酸雨 ,减少平流层臭氧增强地球紫外线辐射 。 颗粒物污染因引发雾霾而 备受关注 , 颗粒污染物主要是 PM2.5与 PM10这两类 。 表 4: 机动车 尾气主要污染物 及其危害 种类 危害 一氧化碳 ( CO) 对人体全身的组织细胞均有毒性作用,尤其对大脑皮质的影响最为严重 未燃烧的烃类 (HC) 使人体致癌, 导致温室效应或有害的光化学烟雾 氮氧化物 (NOx) 诱发 支气管炎或肺气肿,形成光化学烟雾,造成酸雨,减少平流层臭氧 颗粒物 (PM) 危害人体健康,干扰太阳辐射 , 影响植物生长 , 造成酸雨 、全球 气候问题 数据来源: 生态环保部, 广发证券发展研究中心 保有量持续增长 ,汽车 尾气是机动车 尾气 中造成环境空气 污染 的主要来源。 据生态环境部 统计, 2017年 全国机动车保有量达到 3.10亿辆,同比增长 5.1%;其中,汽车保有量达到 2.17亿辆,同比增长 11.8%。 随着机动车保有量快速增加,我国空气逐渐 呈现出煤烟和机动车尾气复合污染的特点, 威胁大众 健康。 2017年全国机动车 四项 主要 污染物排放总量为 4359.7万吨 。其中,一氧化碳( CO) 3327.3万吨,碳氢化合物( HC) 407.1万吨,氮氧化物( NOx) 574.3万吨,颗粒物( PM) 50.9万吨。 汽车是污染物排放总量的主要贡献者, 其排放的 CO、 HC、识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 6 / 22 行业深度 |化工 NOx、 PM总 排放 量的分担率均超过 80%,分别为 87.8%、 84.1%、 92.8%、 95.8%。 汽车尾气污染已成为我国空气污染的重要来源,是造成环境空气污染的重要原因。 图 1: 2017年 机动车尾气污染主要毒性物质排放量 图 2: 2017年机动车 主要 污染物排放量 汽车 分担率 数据来源: 生态环境部 中国机动车环境管理年报( 2018) 、广发证券发展研究中心 数据来源: 生态环 境部 中国机动车环境管理年报( 2018) 、广发证券发展研究中心 汽车尾气治理重点针对汽油车与柴油车,且仍有较多高污染老旧车辆 需 淘汰 。2017年全国汽车保有量中,汽油车为 18536.3万辆,占比为 89.0%,柴油车为 1956.7万辆,占比为 9.4%,燃气车为 333.1万辆,仅占 1.6%。以汽油、柴油为燃料的车型在保有汽车中仍然是主流。按照排放标准分类,达到国五及以上标准的汽车仅占汽车总保有量的 22.0%,国三及以下标准的车辆占比仍有 30.5%。 图 3: 2017年我国按燃料类型汽车保有量结构 图 4: 2017年我国按排放标准汽车保有量结构 数据来源: 生态环境部 中国机动车环境管理年报( 2018) 、广发证券发展研究中心 数据来源: 生态环境部 中国机动车环境管理年报( 2018) 、广发证券发展研究中心 2.2 催化剂 尾气处理 技术概述 汽车尾气排放物质限值标准大幅提升, 仅凭 机内措施 难以满足 排放 标准 。 除升级 油品 质量外 , 汽车尾气 治理措施 主要包括机内措施和机外措 施。 机内措施通过改进 发动机的结构,提高燃油效率 使之 尽可能充分燃烧 ,以 降低有害物质的产生,主要包括 EGR废气再循环控制系统 、 GDI汽油机直喷技术 、可变涡轮增压等方式 。 在国五阶段,仅凭机内技术 就 已经无法满足排放标准要求,需要加装特定的尾气催化器才能 达到 限值要求 。升级到 国六阶段, 轻型汽油机、轻重型柴油机的后处理系统应对路线相较进气、供油系统更为明确, 技术开发可行性较高, 而且 NOx和 PM之间存在折中效应( PM是高温缺氧产物而 NOx是是高温富氧的产物),柴油机很难仅通过提高燃油品质或机内净化措施同时降低 NOx和 PM, 组合 排放后处理系统 进行尾气处理是必要的手段 。 排放后处理系统必须进行相应的升级。 排气后处理系统是指催化器、颗粒捕集器等各种安装在发动机下游的削减尾气中污染物含量的装置,包括 TWC、 SCR、 DOC、3327.3574.3407.1 50.9 CONOxHCPM0%50%100%CO HC NOx PM汽 车 摩托 车 低速汽 车89%9%2%汽油 车柴油 车燃气 车0% 4% 6%21%47%22%国一以下国一国二国三国四国五及以上识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 7 / 22 行业深度 |化工 POC、 DPF、 GPF、 ASC等。汽车尾气中特定毒副物质,例如氮氧化物、一氧化碳和的碳氢化合物等,经过汽车尾气催化器,在催化剂的作用下发生化学反应,转化成安全或少量有毒物质,例如氧气、氮气、水蒸气和二氧化碳。 表 5: 汽油车和柴油车尾气排放后处理技术 配置车型 技术 处理对象 原理 /用途 汽油车 TWC 三效催化器 CO、 HC、 NOx 当尾气流经 TWC 时,涂层中的催化剂铂和钯就会促使HC 与 CO 发生氧化反应生成水蒸汽与 CO2;铑催化剂促使 NOx 发生还原反应生成氮气和氧气;在催化剂的作用下,通过氧化反应可使颗粒物中的 SOF 转化成 CO2和 H2O。 GPF 汽油颗粒捕捉器 PM 通过交替封堵蜂窝状多孔陶瓷过滤体,排气流被迫从孔道壁面通过,颗粒物分别经过扩散、拦截、重力和惯性四种方式被捕集过滤。 柴油车 DOC 氧化催化器 CO、 HC、 SOF 一般以金 属或陶瓷作为催化剂的载体,涂层中主要活性成分是铂系、钯系等贵重金属与稀有金属,低温下促进尾气中的 HC 和 CO 等与氧气快速反应,生成无污染的水和二氧化碳,此外 DOC 也能够促进 NO 发生氧化反应转换成 NO2。 SCR 选择性催化还原器 NOx 通过尿素喷射系统(俗称尿素泵)将 32.5%浓度的尿素水溶液雾化后喷入排气管中与发动机尾气混合,尿素水溶液经过热解和水解反应生成氨气( NH3),在催化剂的作用下氨气将柴油机尾气中有害的氮氧化合物( NOX)转化为无害的氮气( N2)和水。 DPF 柴油颗粒捕捉器 PM 通过 载体孔内壁(带微气孔)具有的过滤特性来降低排气中颗粒物的捕集器。 DPF 由柴油颗粒捕集器与再生装置组成,再生装置是安装于柴油车发动机排气系统中 DPF 之前,通过电加热或将车用柴油喷入排气管内或燃烧一部分柴油提高 DPF 入口温度,加快 DPF 载体内部颗粒氧化反应的装置。 POC 颗粒氧化催化器 PM 由一个新型的低温涂层和一种称作 ECOCAT 的金属载体构成。它可以减少 60%的颗粒物,低于 DPF 对颗粒物90%的转化率。 ASC 氨泄漏催化器 NH3 装在 SCR 后端,通过催化氧化作用降低 SCR 后端排气中泄漏出的氨 ( NH3)。 数据来源:庄信万丰 、广发证券发展研究中心 汽车尾气催化器主要由活性成分、载体、涂层和助剂组成 。 活性成分包括 贵金属、非贵金属和稀土掺杂型催化剂等,起到主要的催化作用。 载体 能够 提供有效表面 和合适孔结构,使催化剂获得一定的机械强度,提高催化剂热稳定性能,目前 应用最广泛的是蜂窝陶瓷载体。 涂层 附着于载体的表面, 可以增加载体的比表面积,一般采用 -Al2O3。 助剂 如一些稀土氧化物等,可以强化 催化剂的热稳定性, 从而提高其 使用性能。 表 6: 催化器结构与成分 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 8 / 22 行业深度 |化工 催化剂组成 分类 简介 作用 活性组分 贵金属催化剂 主要由 Pt、 Rh 和 Pd 等贵金属构成,催化效果好,但成本较高。 起主要催化作用。 非贵金属催化剂 包括钙钛型氧化物、普通金属( Cu 等)催化剂等,成本较低,但催化性能不如贵金属催化剂。 稀土掺杂型催化剂 用稀土掺杂贵金属催化剂,以减少贵金属用量,降低成本,同时保持较好的催化效果。 载体 蜂窝陶瓷 整体型载体;蜂窝状陶瓷载体主要有茧青石、莫来石和锉辉石、硅酸镁等其中以茧青石蜂窝陶瓷载体(主要成分为 :2MgO.Al2O3.SiO2)的性能最佳。性能优异,目前应用最为广泛的催化剂载体。 提供有效表面和合适孔结构,使催化剂获得一定的机械强度,提高催化剂热稳定性能等。 氧化铝 颗粒型载体;早期主要应用的催化剂载体,主要由直径为 3 4mm 的氧化铝小颗粒堆积而成。其压降大,影响发动机工作效率,已逐渐被蜂窝陶瓷载体取代。 金属合金 整体型载体;金属合金载体主要有: Ni-Cr、Fe-Cr-Al、 Fe-Mo-W 等。金属载体的抗高温氧化性差,需要掺杂稀土金属改性。 涂层 -Al2O3 涂层又被称作“第二载体”,通常采用比表面较大的 -Al2O3。高温下不稳定,会发生相变使表面积降低,需要添加稀土氧化物提高热稳定性。 附着于载体的表面,增加载体的比表面积。 助剂 稀土氧化物等 主要是稀土金属氧化物如: CeO2、 La2O3等,以及铈锆固溶体。 加强催化剂的热稳定性,拓宽工作窗口,提高催化剂使用性能。 数据来源: 庄信万丰, 广发证券发展研究中心 以 三效催化 器为例,三效催化器 是 汽油车 主流的机外控制技术 , 一般安装在汽油车的底盘上。 三元催化器主要由载体、催化剂涂层和金属外壳等组成,其核心是具有蜂窝孔道结构的陶瓷圆柱体,因陶瓷不耐冲撞和震荡,所 以外面封装铁壳,夹层为石棉衬垫以起到支撑和保护作用。催化剂就涂于陶瓷载体的孔道中,氧化铝“涂层”用于增加表面积提高效率 。 图 5:三效催化器结构图 数据来源: 庄信万丰 , 广发证券发展研究中心 识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 9 / 22 行业深度 |化工 催化剂本身一般是贵金属铂、钯和铑,在用于核心之前被纳入悬浮涂层,硫酸钡和稀土化合物如氧化铈锆固溶体、氧化镧和铪,被添加作为储氧材料、热和表面面积稳定剂。当汽油车尾气排放时,尾气流经三元催化器时,铂、钯促使碳氢化合物与一氧化碳发生氧化反应生成清 洁的水蒸气、二氧化碳,铑促使氮氧化合物发生还原反应生成氮气、氧气,此外,催化剂还促使颗粒物中的 SOF 通过氧化反应生成二 氧化碳、水。 2.2 尾气催化处理 系统应对方案 柴油车与汽油车产生的尾气污染物成分 不同 ,尾气 处理需求各异 。 按燃料分类,柴油车 NOx和 PM排放量较高, 2017年 其排放的 NOx占汽车排放总量的 68.3%, PM超过汽车排放总量的 99%;汽油车 CO和 HC排放量较高, 2017年 汽油车排放的 CO占汽车排放总量的 85.0, HC占比为 73.5%。 图 6: 2017年不同 燃料 汽车的污染物排放量分担率 数据来源: 生态环境部 中国机动车环境管理年报( 2018) 、广发证券发展研究中心 为满足国六标准要求, 汽油车 除优化传统的 TWC 技术以提高 CO、 HC、 NOx 的处理效果, 必须加装 GPF,应对国六标准新增的对 PM 和 PN 的限值要求。 柴油车则需要使用 DOC+DPF+SCR+ASC 的综合配置方案 , 强化对 NOx 和 PM 的处理效果 使之达标 。 表 7: 汽油车、柴油车尾气后处理系统布 置方案 车型 汽油车 柴油车 国六应对方案 TWC+GPF DOC+DPF+SCR+ASC 布置图示 数据来源: 庄信万丰、 广发证券发展研究中心 国六标准要求 PN 的排放符合 6*1011/km 的限值要求, 未安装 GPF 的汽油机 PN 排放水平很难达标 , 故 必须在三元催化器后加装 GPF 汽油颗粒捕捉器。 GPF 是降低汽油0%20%40%60%80%100%CO HC NOx PM汽油 车 柴油 车 燃气 车识别风险,发现价值 请务必阅读末页的免责声明 10 / 22 行业深度 |化工 机排气中颗粒物排放的主流技术 ,由于低膨胀系数、 抗热冲击性 优 , 堇青石载体的GPF 应用较为广泛 。 图 7:不同技术汽车尾气 PM 和 PN 排放对比 数据来源: 中国轻型汽车排放控制标准的进展 ( 鲍晓峰 ) 、 广发证券发展研究中心 相较于汽油车,柴油车的尾气成分更加复杂, NOx、颗粒物和黑烟排放十分突出,需要 使用的催化剂种类较多。 为应对国六,柴油尾气控制 的 方案 为车辆排放的尾气依次经过 DOC、 DPF、 SCR、 ASC 排出达到净化去除尾气中污染物的效果。 目前,国内重型柴油车主要采用尿素 SCR 技术降低氮氧化合物,该系统主要包括催化剂、尿素喷射系统以及各种传感器。尿素喷嘴将尿素水溶液定量地喷入排气管中,尿素经分解生成氨气,氮氧化合物 在 SCR 催化剂表面被氨气还原生成氮气,这样就达到处理氮氧化合物的效果。由于排放标准对氮氧化合物的要求特别严格,所以一般会采用较多的尿素喷射量,为减少氨气的排放,使用 ASC 氨泄露催化器配合 SCR,装置在 SCR 后面,通过催化氧化作用降低 SCR 后端排气中泄漏的 NH3。 图 8:尿素 SCR系统示意图 数据
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