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「“卡脖子”」攻克这些阻碍,早日实现尾气催化剂载体技术国产化

前沿材料2019-11-15 10:13发文

根据生态环境部9月4日公布的《中国移动源环境管理年报(2019)》,我国在2018年全国机动车保有量达到3.27亿辆同比增长5.5%;其中,汽车保有量达到2.4亿辆,同比增长10.5%,新能源汽车保有量达到261万辆,同比增长70.0%。汽车已占我国机动车主导地位,其构成按车型分类,客车占88.9%,货车占11.1%;按燃料类型分类,汽油车占88.7%,柴油车占9.1%,新能源车占1.1%;按排放标准分类,国三及以上标准的车辆占92.5%。

2018年, 全国机动车四项污染物排放总量初步核算为4065.3万吨。其中,一氧化碳(CO)3089.4万吨,碳氢化合物(HC)368.8万吨,氮氧化物(NOx)562.9万吨,颗粒物(PM)44.2万吨。汽车是机动车大气污染排放的主要贡献者,其排放的CO、NOx和PM超过90%,HC超过80%。


我国已连续十年成为世界机动车产销第一大国,机动车尾气污染已成为我国大气污染的重要来源,治理尾气污染、保护生态环境是必然趋势。治理汽车尾气的手段也有多种:改进汽车发动机系统;改善燃油质量;使用电能、太阳能为能源的汽车;使用尾气净化催化剂等,其中采用尾气净化催化技术是目前减少汽车排放污染的主要措施。但随着国六标准的推行,我国催化剂产业面临着一些“卡脖子”难点亟需解决,今天将从尾气催化剂载体技术方面浅析产业发展过程中遇到的阻碍。

「“卡脖子”」攻克这些阻碍,早日实现尾气催化剂载体技术国产化

催化剂载体技术


催化剂载体是催化转化器的重要组成和核心技术之一。在尾气净化系统中,催化剂涂覆在载体表面,通过其高几何接触表面积以及低热容量,使催化剂获得一定的机械强度并提高催化剂热稳定等性能,对所通过的汽车尾气中的有害成分及微粒子实现转化和截留的效果。如今,随着国六标准在国内逐渐开始推行,尾气净化用催化剂的需求量将进一步增长,催化剂载体的市场需求量也将随之攀升,其技术发展与迭代必然备受关注。


催化剂载体主要分为陶瓷载体(Ceramic Substrates)和金属载体(Metallic Substrates)两大类。具体分类介绍见报告原文。


国内外产业现状


长期以来,全球车用蜂窝陶瓷市场被国外企业垄断,相关的核心技术也掌握在国外企业手中,仅日本碍子(NGK)和美国康宁(Corning)两大巨头就占据了全球约90%的市场份额。国内企业虽经过多年突破已初步建立相关专利,掌握生产技术,但占据有利的全球市场,实现国产替代还需时日。


催化剂载体技术的“卡脖子”现状


我国对蜂窝陶瓷的研究起步较晚,且受到国外厂商长期的技术封锁,国内生产技术发展历经漫长的技术突破期。虽已有少数企业取得了不错的成果,但因受到原材料、模具及工艺水平等多方面因素的制约,国产蜂窝陶瓷产品性能距世界先进水平仍存在一定差距。


因此材料委天津院围绕尾气污染催化剂载体技术在发展中存在的"卡脖子"问题进行了分析,并发布系列报告。

「“卡脖子”」攻克这些阻碍,早日实现尾气催化剂载体技术国产化

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