2021年中國環(huán)保催化劑市場上下游產(chǎn)業(yè)鏈全景監(jiān)測調(diào)研分析及投資策略規(guī)劃指導預測

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1、環(huán)保催化劑產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

（1）環(huán)保催化劑的發(fā)展概況：催化劑是指能夠在不改變化學平衡的情況下改變化學反應的速率，且其本身的質(zhì)量、組成和化學性質(zhì)在參與化學反應前后保持不變的物質(zhì)。催化技術(shù)是工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的關(guān)鍵技術(shù)之一，能顯著提高化學反應效率，廣泛應用于石油煉制、醫(yī)藥化工和環(huán)境保護三大領(lǐng)域，化工行業(yè)創(chuàng)新的核心工作之一就是催化領(lǐng)域的創(chuàng)新。在21世紀，催化劑在解決全球普遍關(guān)注的地球環(huán)境問題方面已起到與工業(yè)生產(chǎn)同等甚至更大的作用，環(huán)保催化劑已成為催化劑研究的重點。

狹義上，環(huán)保催化劑一般指的是直接或者間接處理有毒、有害物質(zhì)，使之無害化或減量化的催化劑，如應用于尾氣處理和工業(yè)廢氣處理等污染排放控制的催化劑。廣義上，能夠改善環(huán)境污染的催化劑均可歸屬于環(huán)保催化劑的范疇，如應用于燃料電池等新型能源的開發(fā)、清潔燃料的生產(chǎn)等的催化劑。

近年來，隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷升級和環(huán)保要求日益提高，我國在環(huán)保催化劑領(lǐng)域進行了大量投入，但由于我國對環(huán)保催化劑的研究工作起步相對較晚，我國在新型先進環(huán)保催化劑的研發(fā)、生產(chǎn)和應用等方面較歐美日等發(fā)達國家仍存在一定差距，許多先進材料和高性能催化劑生產(chǎn)技術(shù)被跨國公司長期壟斷。在工信部、國家發(fā)改委、科技部和財政部聯(lián)合發(fā)布的《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》中，機動車尾氣、工業(yè)廢氣凈化用催化材料等環(huán)保催化材料被列為重點應用領(lǐng)域急需的關(guān)鍵戰(zhàn)略新材料。預計全球污染排放控制催化劑市場規(guī)模將由2019年的211億美元增至2024年的305億美元。隨著我國環(huán)境污染治理力度的加強，我國環(huán)保催化劑具有廣闊的市場空間。

（2）主要環(huán)保催化材料簡介：環(huán)保催化劑主要由以金屬為主的活性組分以及提升催化性能的各類催化材料與助劑組成。在已知催化反應中，70%以上的催化劑涉及到某種形式的金屬成分，而稀土、氧化鋁等其他催化材料則對金屬活性組分性能的改進以及催化劑整體性能的提升起到重要作用，是環(huán)保催化劑的關(guān)鍵組成部分。

活性組分承擔化學反應中主要的催化功能，應用于尾氣處理和氫燃料電池電催化等領(lǐng)域的環(huán)保催化劑活性組分主要為鉑、鈀、銠等鉑族貴金屬和銅、鐵等金屬，其分散性、穩(wěn)定性越高，催化效果越強。金屬元素特別是鉑族貴金屬具有較高的催化活性，但在較高溫度下易燒結(jié)團聚、在硫化物和磷酸鹽等催化中間產(chǎn)物的影響下易造成催化劑中毒，使得催化活性急劇降低。此外，由于鉑族貴金屬的主要應用領(lǐng)域為催化劑，隨著環(huán)保催化劑市場需求不斷上升，近年鉑族貴金屬價格持續(xù)上漲，導致貴金屬催化材料的成本不斷提高。

為克服貴金屬催化材料的缺點，在先進環(huán)保催化材料的研發(fā)和應用中，稀土元素由于其獨特的電子結(jié)構(gòu)，能夠在化學反應過程中表現(xiàn)出良好的催化性能與功效，受到了越發(fā)廣泛的關(guān)注和重視。在環(huán)保催化劑中，通過將多種稀土催化材料、稀土改性氧化鋁材料等與貴金屬催化材料的摻雜復合使用，可以改善貴金屬催化材料的性能并減少環(huán)保催化劑中貴金屬的用量，從而降低環(huán)保催化劑的成本。目前，鈰鋯稀土儲氧材料、復合稀土氧化物、分子篩和鈣鈦礦等稀土材料已廣泛應用于機動車尾氣凈化、工業(yè)有機廢氣凈化等方面。

（3）尾氣處理催化劑行業(yè)發(fā)展情況：尾氣處理催化劑指的是處理各類內(nèi)燃機尾氣中所含有的污染物的催化劑，是環(huán)保催化劑最主要的應用領(lǐng)域之一。

1960年，美國加州率先制定了“汽車污染物控制法令”，此后，美國聯(lián)邦、日本和歐洲都相繼制定了相關(guān)的污染物排放法規(guī)，尾氣處理催化劑開始獲得系統(tǒng)性的研究。隨著全球范圍內(nèi)對大氣污染治理力度的不斷加強，尾氣排放的標準不斷提高，尾氣處理催化劑的性能亦不斷提升，由僅針對一氧化碳（CO）和碳氫化合物（HC）的單一組分的氧化催化劑，發(fā)展成為通過氧化催化、還原催化相結(jié)合以處理多種污染物的催化劑組合，催化系統(tǒng)愈加復雜，催化劑的針對性、選擇性和催化效率持續(xù)提高。

不同污染物對應的氧化/還原反應

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針對不同燃料類型、不同內(nèi)燃機型號的尾氣處理催化劑中的催化材料具體構(gòu)成均有不同，總體而言，尾氣處理催化劑的催化材料由含鉑族貴金屬或鎳、銅、鈷等過渡金屬作為主要成分的配方，逐漸演變?yōu)橛摄K族貴金屬等活性組分與稀土材料、氧化鋁材料、分子篩等材料的摻雜復合，催化材料的配方和工藝愈加復雜化和精細化，并已形成了針對不同污染物的多種催化劑。

尾氣處理催化劑的演變過程示意圖

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目前，各類尾氣處理催化劑中活性組分的種類構(gòu)成已基本形成較為明確的方案，稀土、氧化鋁等催化材料以及用于對各類催化材料改性的助劑則能夠根據(jù)不同的配方，有效降低催化劑成本、提升催化劑性能。例如，鈰鋯稀土儲氧材料具有儲存釋放氧的功能，能夠調(diào)節(jié)尾氣處理過程中的氧氣濃度從而提升尾氣處理效率，也能夠抑制金屬顆粒的燒結(jié)從而提高催化活性組分的穩(wěn)定性和分散性；稀土改性氧化鋁材料因其具有較高的比表面積，能夠提高活性組分的分散性和有效利用率，從而提高催化劑的效率并可減少貴金屬用量；此外，多種稀土、堿土等助劑通過對催化材料的改性，能夠顯著地提升催化劑的性能。稀土、氧化鋁、堿土等催化材料和助劑是提升尾氣處理催化劑性能和降低其成本的關(guān)鍵部分，各類催化材料的性能和相互的配比決定了尾氣處理催化劑產(chǎn)品的市場競爭力，是尾氣處理催化劑廠商的技術(shù)研發(fā)重點和核心技術(shù)機密。

中金企信國際咨詢公布《2021-2027年中國環(huán)保催化劑市場競爭格局分析及投資戰(zhàn)略研究可行性報告》。

經(jīng)過多年的發(fā)展，尾氣處理催化劑已形成了TWC、DOC、SCR、ASC、cDPF、cGPF、GOC等多種主流產(chǎn)品。在國五排放標準階段，汽油車尾氣處理采用TWC的方案，柴油車主要采用DOC+cDPF、SCR、DOC+SCR組合等方案，天然氣車主要采用GOC方案；而由于國六排放標準中對尾氣中的各類污染物提出了更嚴格的排放限制，汽油車一般須采用TWC或TWC+cGPF組合方案，柴油車一般需要采用DOC+cDPF+SCR+ASC組合方案，天然氣車一般需要采用TWC或TWC+ASC組合方案。

國五、國六各車型主流尾氣處理方案分析

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進入國六排放標準階段后，單車催化劑使用量大幅上升，據(jù)天風證券測算，尾氣處理催化劑單價平均增幅預計達105.72%，我國尾氣處理催化劑的市場規(guī)模將達到938億元，較原有國五排放標準下的市場規(guī)模大幅增長156%。

2、尾氣處理產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

（1）尾氣處理產(chǎn)業(yè)基本情況：近年來，我國大氣污染治理形勢日益嚴峻，大量的氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、揮發(fā)性有機化合物（VOCs）等毒害氣體以及固體顆粒（PM）的排放嚴重破壞了大氣環(huán)境，引發(fā)霧霾、臭氧超標等環(huán)境污染現(xiàn)象。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部《中國生態(tài)環(huán)境狀況公報（2019）》，2019年全國337個地級及以上城市中，180個城市環(huán)境空氣質(zhì)量超標，占全部城市數(shù)的53.4%，大氣污染已對居民身體健康造成極大危害。鑒于上述情況，黨的十九大報告中提出要堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)，持續(xù)實施大氣污染防治行動，加大生態(tài)系統(tǒng)保護力度，打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)；2018年國務院在《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》中提出要進一步明顯減少重污染天數(shù)、明顯改善環(huán)境空氣質(zhì)量、明顯增強人民的藍天幸福感等要求；2020年國務院政府工作報告中進一步明確將“打好藍天、碧水、凈土保衛(wèi)戰(zhàn)，實現(xiàn)污染防治攻堅戰(zhàn)階段性目標”等作為我國下一階段的重點工作。機動車尾氣是我國主要的空氣污染源之一，根據(jù)生態(tài)環(huán)境部《中國移動源環(huán)境管理年報（2020）》，2019年全國機動車一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、顆粒物（PM）四項污染物總排放量為1,603.8萬噸，其中，一氧化碳（CO）排放771.6萬噸，碳氫化合物（HC）排放189.2萬噸，氮氧化物（NOx）排放635.6萬噸，顆粒物排放7.4萬噸。此外，工程機械、農(nóng)業(yè)機械、船舶、飛機、鐵路機車等非道路移動源的尾氣排放對空氣質(zhì)量的影響也不容忽視，2019年我國非道路移動源共排放二氧化硫（SO2）15.9萬噸、碳氫化合物（HC）43.5萬噸、氮氧化物（NOx）493.3萬噸、顆粒物（PM）24.0萬噸；非道路移動源的氮氧化物（NOx）排放量接近機動車，顆粒物（PM）排放量已超過機動車。

2019年中國機動車污染物排放現(xiàn)狀分析

單位：萬噸

歐美等發(fā)達國家較早制定了嚴格的尾氣排放法規(guī)，并不斷升級。例如，歐盟自1970年起已對輕型車排放污染物進行控制，并于1991年發(fā)布歐一階段排放法規(guī)，至2013年已開始施行歐六標準。相對國外發(fā)達國家，我國排放標準法規(guī)制定起步較晚，但近年升級迅速。1983年我國頒布了第一批機動車尾氣污染控制排放標準，于2005年頒布了國四排放標準、于2013年頒布了國五排放標準；2016年12月23日，環(huán)境保護部、國家質(zhì)檢總局發(fā)布《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》，2018年6月22日生態(tài)環(huán)境部與國家市場監(jiān)督管理總局聯(lián)合發(fā)布《重型柴油車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》，我國機動車即將全面進入國六尾氣排放標準階段。

根據(jù)《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》，自2020年

7月1日起，所有銷售和注冊的輕型汽車開始實行國六a標準；自2023年7月1日起，所有銷售和注冊的輕型汽車開始實行國六b標準。根據(jù)《重型柴油車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》，重型柴油車國六標準分國六a和國六b兩個階段實施，國六a階段天然氣汽車、城市車輛（主要在城市運行的公交車、郵政車和環(huán)衛(wèi)車）、所有重型柴油車將分別于2019年7月1日、2020年7月1日、2021年7月1日實施，國六b階段天然氣車輛及所有銷售和注冊登記的車輛將分別于2021年1月1日和2023年7月1日實施。此外，北京、上海、天津、

珠三角地區(qū)、成渝地區(qū)等部分地區(qū)已于2019年7月1日起提前實施輕型汽車國六排放標準。

為穩(wěn)定和擴大汽車消費，2020年5月13日，生態(tài)環(huán)境部、工信部、商務部和海關(guān)總署聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于調(diào)整輕型汽車國六排放標準實施有關(guān)要求的公告》，對2020年7月1日前生產(chǎn)或進口的國五排放標準輕型汽車增加了6個月銷售過渡期，允許于2021年1月1日前在部分尚未實施國六排放標準的地區(qū)進行銷售。我國各類機動車及非道路機械所實行的排放標準演進情況如下：相較國五排放標準，國六排放標準中一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、

碳氫化合物（HC）及非甲烷碳氫化合物（NMHC）等排放物限值降低42%到80%，汽油車、重型柴油車和天然氣車的顆粒物質(zhì)量排放限值分別降低33%、50%，國六排放標準亦新增了汽油車顆粒物數(shù)量（PN）和氧化亞氮（N2O）排放、柴油車及天然氣車顆粒物數(shù)量（PN）和氨氣（NH3）排放的限值要求。國六標準對整車生產(chǎn)廠商、汽車發(fā)動機生產(chǎn)廠商帶來了巨大的環(huán)保壓力，也對尾氣后處理廠商技術(shù)、產(chǎn)品帶來了明確的挑戰(zhàn)和巨大的市場機遇。