核心观点

• 看似传统的汽车尾气催化器实则是化工材料的综合体，传统行业孕育材料大机会。汽车尾气催化器主

• 要由催化剂载体、涂层、催化剂助剂、活性成分等四大部分组成，其中包含有蜂窝陶瓷、分子筛（沸石）、

• 氧化铝、铈锆、贵金属等多种化工材料，小而美的催化材料行业实则包含着诸多投资机会。

• 汽车工业支撑尾气催化行业稳步发展，未来排放指标将加速升级。以中国为首的亚洲市场未来轻型车增速

  达到3.7%，重型载重车（对尾气催化器需求量尤其大）增速达到13.9%，汽车工业的稳步发展将为尾气催

  化产业提供支撑。从尾气排放标准来看，国五标准将于2018年1月1日全面推行，标准对柴油车排放提出了

  更高的要求；而国六标准也已经在路上，北京将于2017年率先实施，全国最快将于2020年落地，国六标准

  在国五标准的基础上对尾气排放指标再严格30%以上，届时整个尾气催化器体系包括工艺路线、载体数量、

  组成部件都将迎来全面革新。

• 国六标准下尾气催化材料空间将迎来翻倍以上增长。在国六高标准下，柴油车尾气催化器将由传统的钒基SCR

  升级为DOC+DPF+SCR+ASC，汽油车尾气催化器将由TWC升级为TWC+DPF，届时整个尾气催化剂体积将出现大

  幅增长，并增加对多种催化材料的应用。我们测算国六阶段陶瓷载体需求将扩大2.4倍（约1.8亿升），分子筛将实

  现从无到有（约7155吨），氧化铝用量将增长195%（约10810吨），铈锆需求将增长133%（约3408吨），贵金

  属用量将增长111%（约232吨）。而目前整个尾气催化器及材料端多由国外企业如巴斯夫、优美科、庄信万丰等垄断，在国内企业（国瓷材料、万润股份等）不断进步情形下国产化仍具有巨大空间，建议投资者长期关注！

投资建议与投资标的

• 尾气排放标准的不断升级将带来对各类催化材料的新增需求，尤其在国五升国六的过程中，汽车尾气催化体系将出现

  较大变革，建议关注在尾气催化材料领域有较为完善布局的国瓷材料(300285，买入)，优先布局分子筛（沸石）行

  业的万润股份(002643，未评级)以及国内催化剂领域的贵金属龙头贵研铂业(600459，未评级)。

风险提示

• 汽车尾气排放标准升级进度不及预期。

• 国产材料供应商切入较难
  

一.汽车尾气催化：传统行业孕育材料大机会

1.1 汽车尾气控排：机后催化净化是关键

汽车尾气催化净化是指借助某些有效的技术措施，减少尾气中的有害物质或使尾气中的CO、HC、NOx等有害物质被氧化或还原，生成无毒的CO2、H2O和N2。目前，控制汽车尾气排放的主要措施包括机前措施、机内措施和机后措施三种，其中机前和机内措施技术难度高，减排效果有限，机后措施则采用包括空气喷射、氧化型反应器、三效催化器等措施对排放尾气进行净化处理，是目前最主流也是最行之有效的尾气处理方法，而其中催化剂又是净化效果的关键。

从反应原理来看，尾气催化器主要发生氧化催化和还原催化两大类反应，氧化催化的目的在于使没有充分燃烧的CO（一氧化碳）、HC（碳氢化合物）、SOF（可溶性有机成分）等在富氧条件下反应转化为CO2和H2O；还原催化则旨在将剩余的CO、HC和NOx通过催化还原成CO2、H2O和N2。两类反应分别在富氧和贫氧的环境下进行。也正是基于氧化催化和还原催化这两大类反应，汽车尾气催化系统才衍生出三效催化器、DOC、SCR、DPF、POC、ASC等技术装置。

（1）三效催化器（Three Way Catalyst，简称TWC）：主要用于汽油车，是现代汽车排放物控制的基本配置，安装在发动机排气管中，通过氧化还原反应同时将尾气中的CO、HC、NOx转化为水、二氧化碳和氮气，催化剂中大都含有铂、钯、铑等贵金属或稀有元素，整体价格较为昂贵。

（2）DOC（Diesel Oxidation Catalyst）：柴油氧化催化器，主要用于柴油车，将柴油燃烧后的排放物CO、HC和SOF进行氧化反应，生成二氧化碳和水，主要控制CO和HC的排放，转换率达50%到90%，属于催化器早期产品，常与SCR（选择性催化还原剂）联用。

（3）SCR（Selective Catalytic Reduction）：选择性催化还原器，主要用于柴油车，指在催化剂（主要是V2O5）作用下车用尿素有选择性地与烟气中的NOx反应生成无污染的N2和H2O，能将尾气中的NOx减少50%以上。

（4）DPF（Diesel Particulate Filter，同CSF）：柴油颗粒捕捉器，主要用于柴油车，是一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器，可以将微粒排放物质进入大气之前将其捕捉。

（5）POC（Particulate Oxidation Catalyst）：颗粒氧化催化器，主要用于柴油车，一般与DOC配合使用。在前级DOC的氧化作用下，NO与O2结合生成NO2，与柴油机缸内燃烧产生的NO2进入POC，在贵金属催化下NO2分子键断裂产生的O与捕捉到的C颗粒燃烧生成CO2。

（6）ASC（Ammonia Slip Catalyst）：氨泄漏催化器或氨氧化催化器，主要用于柴油车，目的在于氧化车用尿素还原NOx过程中泄漏出来的氨气，使其变为氮气。

从技术层面来看，汽油相对柴油更为清洁，含硫量更低，且火花塞点燃方式使之燃烧更为充分，因此其尾气处理一般就在排气管处加装三效/三元催化器，简易方便；而柴油辛烷值更高，含硫量也高于汽油，采用压燃式着火，燃烧不充分更容易产生CO、HC、C颗粒等污染物，因此更多需要采取氧化催化（处理碳氢化合物）、颗粒捕捉（过滤碳颗粒）、还原催化（消除氮氧化物）等一整套系统来完成尾气的催化净化。以欧六排放标准下的后处理系统为例，其尾气处理就是典型的三段式：DOC+DPF+SCR，此外还会涉及EGR（废气再循环）、车用尿素模块等处理装置。

1.2 尾气催化器是化工材料的综合体

汽车尾气催化器本质是一系列化工材料的综合体，由催化剂载体、涂层、催化剂助剂和活性成分四部分组成。其中载体提供有效的表面积及孔结构，涂层用于增大表面积，助剂用于协助催化剂更好地发挥性能，贵金属活性成分为催化剂的核心组成，起到最终的催化作用。

（1）催化剂载体：主要为蜂窝陶瓷

汽车尾气催化剂载体主要的作用是提供有效表面积及适宜的孔结构，并使催化剂获得较好的机械强度及热稳定性，起到节省活性组分的作用，主要是陶瓷载体。催化剂载体的性能直接关系到催化剂的转化率、使用寿命和整个催化净化器的装配要求，对整个催化转化系统的性能都有很大的影响，理想的催化剂载体必须具备足够的比表面积、良好的机械强度、足够的耐高温性、较低的热膨胀系数、良好的耐腐蚀性能、适合催化再生等特点。目前催化剂载体按材质可以分为陶瓷载体、金属载体、金属间化合物/陶瓷载体和玻璃纤维载体四大类，其中陶瓷载体仍是当前主流，金属材料载体则凭借孔隙率高、导热系数大、可加工性强具有很大的发展潜力。

（2）涂层：主要为氧化铝

涂层是由一种或多种含有活性组分的耐熔无机氧化物（如Al2O3、SiO2、TiO2、MgO和ZrO）组成的复合型粉体材料，通常涂覆在载体上，用于增大表面积。涂层的无机氧化物类型、涂覆工艺等对催化剂性能有着不可忽视的影响。目前大部分涂层使用Al2O3，，其形状较为丰富，拥有较大的比表面积（＞200m2/g）和适宜的孔分布，并具有一定的强度；有些使用铑的三效催化剂则以ZrO为载体涂层，原因在于铑与ZrO不发生反应，热稳定性较好；此外沸石也可以作为载体涂层，其原理是将沸石涂覆在蜂窝载体的孔壁上，再通过离子交换把铂和钯负载于沸石上。

（3）催化助剂：金属氧化物

催化助剂主要为稀土金属氧化物（Ce、La、Sn、Zr、Mo、Ti）和碱金属氧化物（BaO、CaO、SrO）等，可以添加于涂层中，也可以作为活性组分的一部分，其作用包括：（1）提高机械强度，改善涂层与载体的附着性能；（2）提高涂层热稳定性，延长催化剂使用寿命；（3）作为活性组分与贵金属产生协同效应，降低催化剂的起燃温度；（4）提高催化剂的抗铅、硫、磷中毒性能；（5）作贮氧剂，配合催化剂调节空燃比。目前使用较为广泛的为铈锆固溶体（CexZr1-xO2），其中其中氧化铈（CeO2）具有很高的储放氧能力，氧化锆（ZrO2）则有助于改善其热稳定性。

（4）活性组分：贵金属/普通金属

活性组分为催化剂的核心部分，主要负载于活性涂层材料上，可以分为贵金属、普通金属和金属氧化物三类。目前贵金属应用最为广泛，其中铂（Pt）、钯（Pd）和铑（Rh）是最常见的三种贵金属催化剂，铂和铑主要用于一氧化碳和碳氢化合物的氧化催化，铑主要提供NOx的还原活性，同时兼具对碳氢化合物的氧化活性。贵金属催化剂的不足之处在于价格昂贵，对发动机的空燃比要求严格，易发生铅、硫中毒失效。此外普通金属催化剂如铜、铬、镍、钼和锰等同样对一氧化碳和碳氢化合物具有氧化催化作用，但由于其起燃温度高、热稳定性差、活性差易中毒等特点，一直未得到普遍应用。

1.3 EGR与SCR之争：SCR仍有望成为主流

在与市场交流的过程中，有诸多投资者表达了对催化剂载体的担忧，即汽车使用EGR（尾气再循环，Exhaust GasRecirculation）系统后会不会减少对催化剂载体的需求，进而减少对相关涂层、助剂、催化剂产品的需求，对此我们认为投资者的问题实质上是EGR（尾气再循环）与SCR的路线之争（选择性还原催化），同时这并不会影响对催化剂载体的需求，而随着尾气排放国五标准的推出与实施，我们认为SCR路线有望成为柴油车的主流。

EGR与SCR本质上是两条控制NOx排放的不同路线：EGR在前端燃烧时控制，SCR在后端排放时通过催化还原控制。EGR（尾气再循环）技术是将柴油机排气中的少部分废气经EGR阀进入进气系统，与混合气融合后进入气缸参与燃烧，降低燃烧时气缸中的温度和氧含量，因NOx是在高温富氧条件下生成，故能对NOx进行抑制。SCR（选择性还原催化）技术则是在机内尽量控制颗粒物的产生，在机外采用尿素溶液对NOx进行选择性催化还原，以满足法规排放要求。

首先，作为国四升级国五的两种技术路线之一，EGR路线本身也要用到DOC、DPF等，因此对陶瓷载体、基材、贵金属的用量并不会像大家想的那样降低为零，完全利空不成立，甚至相比国四催化器体积仍有增加的可能。其次，在可靠性方面，EGR系统废气再循环过程中，废气温度高，催化剂烧蚀，额外喷油促成二次再生，容易引发颗粒堵塞造成安全隐患；同时由于要补偿EGR系统的压力损失，增压器一直处于高负荷运作，容易损坏；此外由于废气温度高，冷却系统可靠性也会降低。反观SCR系统则不存在上述问题，因此可靠性相对更好。

国五标准下SCR仍有望成为主流技术。对于柴油车而言，SCR系统相对简单成熟，其技术在国四阶段已经趋于成熟，升级国五排放标准只需要调整一下技术参数，对发动机的改变不大，开发成本也相对较低，这将大大降低整车厂的升级成本和周期，若改用EGR+DOC+DPF技术，则主机需要重新设计，再次进行的复杂标定过程工作量巨大。因此，我们认为目前SCR在国四标准体系内应用已较为成熟的情况下，未来仍具有十分明显的优势，市场认可度较高，未来SCR仍然有望成为满足国五排放标准的主流技术。

二、汽车产业稳步发展，排放指标加速升级

2.1汽车产业稳步发展为尾气催化提供支撑

全球汽车产业稳步发展，为尾气催化市场提供支撑。尾气催化行业与下游汽车工业直接挂钩，根据LMC Automotive统计，未来全球汽车市场仍将保持稳定增长，其中轻型汽车年均增速维持在3.3%左右，对尾气催化器依赖更大的重型载重车复合增速达到9.2%，以中国、印度为首的亚洲市场表现将更为突出，其轻型汽车未来增速达到3.7%，重型载重车增速则高达13.9%，这也将为环保相对薄弱，但环保意识不断增强的亚洲市场的尾气催化行业提供发展支撑。

中国汽车产业有望保持稳定增长。从中国来看，受车辆购置税优惠政策和货车限载新规影响，2016年我国汽车产量达到2819万辆，同比增长14%，远高于2015年5%的增速，行业整体开工率接近70%。2017年1-5月份我国汽车产量达1172万辆，同比增长6%，重卡表现尤为突出。而根据中汽协预测，2017年如果1.6升以下排量乘用车购置税优惠政策继续保持，则17年中国汽车销量有望达到2968万辆，同比增长6%，高于亚太地区平均水平。

2.2 排放标准升级：国五逐步落地，国六已在路上

（1）国五标准逐步落实，助推排放升级

国家政策鼓励，国V标准助推排放升级。2014年政府工作报告中，提高油品标准和质量成为其焦点内容，而2015年以来，在国内大气污染持续加重影响下汽车排放问题持续发酵。受此影响，2016年1月18日环保部和工信部联合发布《关于实施第五阶段机动车排放标准的公告》提出根据油品升级进程，分区域实施机动车国五标准。目前，国V排放标准及车用汽柴油标准已从东部地区11个省市逐步渗透至全国。2017年1月1日起，我国将全面供应符合国V标准的车用汽油、车用柴油，同时停止国内销售低于国V标准车用汽﹑柴油；而到2017年7月1日，我国所有制造、进口、销售和注册登记的重型柴油车，须符合国五标准要求。届时，在尾气排放高标准要求下，国内对汽车尾气催化器也有望呈现巨大需求。

国五排放标准相对国四标准有所提高，并新增多项指标。国五相比于国四区别主要在于氮氧化物（NOx）、碳氢化合物和氮氧化物（HC+NOx）总和、颗粒物浓度（PM）标准有所提高，此外国五标准还加入了颗粒物粒子数量（PN）和除甲烷以外碳氢化合物（NMHC）标准，整体而言国五标准与欧洲目前正在执行的第五阶段排放标准控制水平相当。对于汽油车而言，其氮氧化物（NOx）排放限制严格了25%，还新增了除甲烷以外的碳氢化合物（NMHC）和对缸内直喷的汽油车颗粒物浓度（PM）的检测标准。对于柴油车而言，氮氧化物（NOX）排放限制严格了28%，碳氢化合物和氮氧化物（HC+NOX）总和指标严格了23%，而对于柴油车的颗粒物浓度（PM）限制提升了82%，并且新增了只针对柴油车的颗粒物粒子数量（PN）标准，相比于汽油车，国五排放标准显然对柴油车制定了更高的排放要求。

（2）国六标准已在路上，北京2017年率先实施

国六标准已在路上，北京将于2017年12月1日起率先实施。从全球来看，无论是轻型车还是重型车，未来各国尾气排放标准还将继续升级，这将有助于汽车尾气催化器的进一步推广。从国内来看，为了减少尾气污染，我国近几年也加快了对尾气排放的硬性要求，2014年推出国四标准，2017年底要基本完成国五标准的覆盖，标准之间时间跨度不到3年，相比以往时间间隔大幅缩短。与此同时，国六标准也在紧张制定中，根据环境保护部、国家质检总局于2016年底联合发布的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》，国六标准将分a、b两个排放限值方案，并分别于2020年和2023年开始实施。此外，向来作为排放标准升级先行者的北京已于2015年底发布了北京第六阶段机动车排放地方标准征求意见稿，新标准计划于2017年12月1日起实施，比全国提前3年左右。根据该意见征求稿，京六标准将成为全球最严的机动车排放标准，待实施后轻型汽油车、重型柴油车单车排放将下降 40%~50%，到2022年实现北京市机动车排放污染整体将减少约20%~30%，这一系列目标都将对尾气排放提出更高的要求。

（3）国六标准比国五标准再严格30%以上

根据环保部和国家质检总局联合发布的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》，国六标准将成为世界上最严格的小型车排放标准之一。相比国五标准，国六标准在技术内容上具有六大突破：

（1）采用全球轻型车统一测试程序，有效减少实验室认证排放与实际使用排放的差距；

（2）引入实际排放测试，改善了车辆在实际使用状态下的排放控制水平，有效防止实际排放超标的作弊行为；

（3）采用燃料中立原则，对柴油车的氮氧化物和汽油车的颗粒物不再设立较松限值；

（4）全面强化对挥发性有机物的排放控制；

（5）完善车辆诊断系统要求，增加永久故障代码存储要求以及防篡改措施，有效防止车辆在使用过程中超标排放；

（6）简化主管部门监督检查的规则和判定方法，使操作更具有可实施性。

根据国六排放标准，在排除工况和测试影响情况下，汽油车辆关于CO的排放量需要降低33%，总碳氢化物和非甲烷总烃的排放量要下降33%，氮氧化合物排放也要下降42%，我们总体判断国六标准相对国五标准排放要求更严格30%以上，这也将对汽车尾气催化器提出更高的要求。

三、国六有望带来尾气催化材料翻倍空间

3.1国六标准下尾气催化材料空间大幅增长

对于柴油车而言，在国四、国五标准下柴油车尾气催化剂主要用钒基SCR，起到还原氮氧化物（NOx）作用，国五相较国四差别主要在于催化剂载体体积增加10%左右，而到国六阶段，未来进一步降低碳氢化合物和颗粒物，需要加装DOC（涂覆氧化铝和贵金属）和CSF（或DPF，涂覆氧化铝和贵金属），分别起到氧化催化和捕捉颗粒物的作用；此外，由于国六对氮氧化物限制要求和测试循环要求提高，原来的钒基SCR需要进一步升级，涂覆材料升级为沸石（即分子筛）和铜；此外，国六标准下由于对氮氧化物（NOx）排放要求极大提高，导致车用尿素喷射量大幅增加，进而导致氨气（车用尿素还原NOx过程中会泄漏氨气）泄漏量增加，因此需要加装ASC催化器将泄漏氨气还原为氮气。对于汽油车而言，在国四、国五标准下主要用到三效催化器，国五在国四的基础上体积同样增加约10%，其他相差不大，而到国六标准则需要加装GPF（也称DPF）用于颗粒捕捉，整体体积将有所提升。

（1）陶瓷载体：国六阶段需求扩大至2.4倍

国五标准下每台汽油车需大约1.5升催化剂载体，柴油车每台需约13升催化剂载体，以2016年汽油车2442万台产量、柴油车376万台产量以及80%执行率测算，2016年汽车尾气催化器载体需求量约为7573万升（2442*1.5+376*13*80%）。而到2020年国六标准下，汽油车加装GPF，体积增加约一倍，对催化剂载体需求提升至3升/台，柴油车加装DOC、DPF、ASC等，对催化剂载体需求提升至25升/台，同时由于标准实施更为严格，执行率提升至90%，以2840万台汽油车（年均复合增速3%）和424万台柴油车（年均复合增速3%）测算，我国汽车工业对尾气催化剂载体的需求量将达到18060万升（2840*3+424*25*90%），整体市场空间约为2016年的2.4倍，以单升40元价格测算届时我国尾气催化载体规模将达到72亿元。

（2）分子筛：国六标准下实现从无到有

国四、国五标准下柴油车主要用钒基SCR、汽油车主要用三效催化器，并不需要用到分子筛（即沸石），因此国五标准下国内尾气催化对分子筛的需求量基本为零。而到国六标准下，汽油车增加的GPF基材主要由氧化铝和贵金属组成，也不需要用到分子筛；唯有柴油车的SCR升级和新增的ASC需要用到分子筛，其中SCR由五氧化二钒（V2O5）、二氧化钛（TiO2）和三氧化钨（WO3）升级为分子筛和铜，ASC则由贵金属、氧化铝、分子筛和铜组成。

因此整体而言在国六标准下柴油车尾气催化剂中约一半的体积需要用到分子筛，结合分子筛每升用量约为150克，则可以大致测算出国六标准下尾气催化对分子筛的需求量约为7155吨（424*25/2*90%*150g）。

（3）氧化铝：国六标准下用量增长195%

氧化铝在国五标准下主要应用于汽油车的三效催化器，按照100克/升的用量测算其对氧化铝需求规模约为3663吨（2442*1.5*100g），而到国六标准下汽油车催化剂体积增加，同时柴油车催化剂DOC、DPF、ASC均需要用到氧化铝，每升用量约为120克，其涂覆体积约占柴油车催化剂总体积的20%左右。据此我们测算在国六标准下汽油车尾气催化剂对氧化铝的需求约为8520吨（2840*3*100g）；柴油车尾气催化剂对氧化铝的需求约为2290吨（424*25*90%*20%*120g），因此汽油车和柴油车合计对氧化铝的需求约为10810吨，相比国五标准下用量增加195%。

（4）铈锆：国六标准下需求增长133%

铈锆固溶体主要用于汽油车，每升用量分别为20克，柴油车不需用到。在国五标准下，铈锆总的用量约为1465吨（2442*1.5*2*20g），到国六标准下由于汽油车三效催化叫体积翻倍，对铈锆的总用量约为3408吨（2840*3*2*20g），相比国五阶段用量增长133%。

（5）贵金属：国六标准下需求增长111%

贵金属主要为铂、钯、铑，在国五标准下主要用于汽油车的三效催化叫，每升需求量约为3克，因此对国五阶段对贵金属总的需求量约为110吨（2442*1.5*3g），到国六标准下由于技术的提升汽油车催化剂对贵金属需求量降低为2.5克/升，同时柴油车中约有20%的体积加装贵金属，用量约为1克/升，因此对贵金属总的需求量将提升至232吨（2840*3*2.5g+424*25*90%*20%*1g），相比国五阶段需求量增长111%。