一、尾气处理产业概述
内燃机的排放处理主要分为三个环节：机前处理、机内燃烧和机后处理，随着各国排放法规的逐步严格，发动机的尾气后处理是机后处理较为主流、效果显著的尾气解决方案。
1、基本原理
尾气后处理的原理是通过氧化还原反应，将尾气中的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）转换为二氧化碳（CO2）、水（H2O））、氮气（N2）等无害物质，从而降低尾气中有害物质的含量，使其符合各个阶段的排放法规要求。
尾气处理催化原理
资料来源：中自科技招股书，华经产业研究院整理
2、分类状况
按构成划分，主要可分为尾气后处理系统（EGR、SCR、DOC、DPF、TWC、GPF等）和车用尿素。尾气处理系统中EGR 可同时用于柴油车和汽油车，通过内循环降低NOx或PM颗粒物。SCR、DOC和DPF 主要用于柴油车，分别用于降低NOx、CO和HC、PM颗粒物等污染排放，TWC 和GPF主要用于汽油车。
尾气处理分类情况
资料来源：公开资料整理
主要尾气后处理系统介绍
资料来源：公开资料整理
3、作用机制
EGR（发动机废气再循环）系统是发动机的废气机内净化装置，主要采取机内物理净化方式，通过将发动机废气重新引入气缸循环燃烧，直接在发动机内降低氮氧化物浓度，在柴油和汽油机都有使用，预计“国六”完全实施后，EGR在柴油机中的渗透率将接近完全渗透，在汽油机中渗透率将逐步提高。
汽油机和柴油机EGR作用效果机制及对比
资料来源：公开资料整理
二、尾气处理发展背景
1、政策背景
国内大力倡导节能减排的整体趋势下，中国的汽车排放法规也逐渐从跟随欧美节奏转变成超越欧美体系，环境保护部及国家质检总局于2016、2018年分别发布国内轻型汽车及重型柴油车第六阶段污染物排放限值及测量方法（以下统称“国六”）。国六标准较国五大幅加严，其中汽油车“国六b”CO、NOx以及PM限值分别较国五下降50%、42%以及33%降幅较此前限值更高。同时国六b也相较欧六更为严格，其中汽油车国六bCO、NOx以及PM限值均较欧六有较明显下滑。
国五、国六排放标准限值对比
资料来源：轻型汽车污染物排放限值（中国第六阶段），华经产业研究院整理
2、技术路径
三元催化器（TWC）将汽油发动机排气中的主要有害污染物如HC、CO和NOx，转化成无害的H2O、CO2和N2。汽油机为达到“国六”阶段排放标准要求，除了TWC 以外，部分车辆该需要配备GPF（Gasoline Particulate Filter，汽油机颗粒捕集器）与TWC 配合使用。柴油机方面而言，富养燃烧造成与汽油机不同的后处理模式，“国六”标准要求柴油机采取DOC+DPF+SCR+ASC模式。
新规下汽油机柴油机处理路径对比
资料来源：公开资料整理
三、尾气处理产业链简析
1、产业链概述
汽车尾气处理系统的上游原材料包括催化器、电子元器件、尿素箱、喷射系统和法兰等，经中游厂商催化剂涂覆和封装后，进入下游内燃机、机动车、非道路移动机械和船舶厂商，进行整体集成。其中涂覆环节主要将各类催化剂、催化助剂和涂层加在载体内，此环节考验各厂商竞争实力，对技术要求最高。
尾气处理系统产业链
资料来源：公开资料整理
2、上游端
目前全球分子筛市场主要集中在发达地区，例如北美与欧盟地区，中国是近几年分子筛用量最大，增长速度最快的地区。就全球分子筛消费量分布情况而言，根据数据，2021年全球分子筛催化剂消费量为34.1万吨，其中北美和中国的消费量分别为12.4万吨和10.2万吨，分别占比36.4%和29.9%，中国成为全球仅次于北美的第二大消费市场。
2021年全球分子筛消费量分布占比情况
资料来源：HIS，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国汽车尾气处理行业市场调查研究及投资战略研究报告》；
车用尿素属于高消耗消费品，市场规模受货车保有量结构影响。后处理系统加装在出厂汽车上，因此每年的市场规模基数来自汽车产量。车用尿素则是行驶的柴油货车均需添加的必备消费品，整体需求持续增长，数据显示2020年我国车用尿素消费量达256万吨，同比2019年增长29.5%。
2017-2020年中国车用尿素消费量及增长率
资料来源：中国内燃机工业协会，华经产业研究院整理
3、下游端
“双碳”政策背景推动，新能源汽车快速发展，加之国内汽车工业渐趋饱和、宏观经济消费降级背景下，柴油车和汽油车销量自2018年起逐年下降，2021年受消费回暖小幅度上升，内燃机整体销量达到5047.4万台，同比2020年增长7.82%。
2015-2021年中国内燃机销量及增长率
资料来源：中国内燃机工业协会，华经产业研究院整理
从主要产品重卡和轻卡来看，2021年5月至12月，重卡市场持续低迷遭遇了“八连降”，其中8月至12月，重卡市场同比降幅超均过了50%，2022年重卡延续了2021年市场颓势，1-5月累计销售32.3万辆，同比2020年同期88.7万辆下降64%，减少了56.4万辆。就轻卡来看，下半年国六法规正式实施，叠加运价低迷，销量持续小幅度下降，整年销量为210.98万辆，同比2020年下降4.1%，2022年延续2021年低迷市场，1-4月销量为57.5万辆，累计同比2021年下降超3成。整体来看，“国六”短期内对我国汽车行业影响较大，
2014-2022年中国汽车销量及新能源汽车渗透情况
资料来源：中汽协，华经产业研究院整理
四、尾气处理现状
1、市场规模
目前国内市场规模在400亿元左右，排放升级为尾气后处理带来更多的增量市场。对于轻卡市场来说，国六标准全面实施之后，其尾气后处理主要的增量市场来自于SCR的全面普及，预计存在较大的增量市场。而对于重卡市场而言，其尾气后处理主要的增量市场来自于DPF、DOC、EGR等产品的需求上升，预计整体市场规模将快速增长。
2017-2022年中国汽车尾气处理市场规模及预测
资料来源：公开资料整理
2、市场规模
目前虽然柴油车整体尾气处理系统渗透率远高于汽油车，但汽油车整体销量是柴油车的五倍以上，整体轻型汽油车规模占比远高于柴油车，达57.6%左右，其中中重型柴油车受因单车价值高于轻型柴油车占比25.3%，随着国六标准全面施行，汽油车单车价值提升和非道路移动机械有望成为行业新增长点。
2019年中国汽车尾气处理市场结构占比情况
资料来源：公开资料整理
五、尾气处理企业格局分析
1、市场集中度
我国发动机尾气后处理市场的主要份额为少数国外公司占据，其中有博世、康明斯、佛吉亚等。乘用车大部分为汽油车和混动汽车，均需要使用尾气后处理产品，市场主要由巴斯夫、庄信万丰、优美科等外资企业占据。国内生产企业主要配套方向依然是自主品牌汽油车。相对汽油机尾气后处理市场，柴油机尾气后处理在国内的批量应用更晚，目前主要在成本方面拥有一定的竞争优势。
中国商用柴油机尾气后处理产品市场份额
资料来源：中国内燃机工业协会，华经产业研究院整理
中国汽油机TWC催化剂市场格局占比
资料来源：公开资料整理
2、主要企业分析
艾可蓝掌握尾气后处理催化剂配方及涂覆技术，产品符合柴、汽油机国VI标准，并且已实现批量供货。主要尾气净化产品在轻型柴油货车的市场占有率为12.91%，同比2020年提高1.40%。其整体产品营收和产销量皆表现为快速增长态势，2021年毛利率水平出现较大下降，主要系原材料和能源成本上升影响，整体毛利水平较高，侧面表面行业壁垒较高，企业议价能力较强。
2018-2021年艾可蓝尾气净化产品产销量及毛利率
资料来源：公司公报，华经产业研究院整理
六、尾气处理发展趋势
经过历次排放标准升级，国内发动机尾气后处理生产企业的技术水平和生产工艺取得了长足的进步，尤其是在性价比方面，比较符合国内发动机和整车厂商的需要。尾气排放标准的升级为行业相关企业带来巨大的机遇和挑战，行业竞争加剧，技术要求日益提高，推动行业洗牌。尾气后处理产品成为发动机的标准配置，环保排放水平成为机动车和发动机的核心竞争力之一。
华经产业研究院对中国尾气处理行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析，对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析，最大限度地降低企业投资风险与经营成本，提高企业竞争力；并运用多种数据分析技术，对行业发展趋势进行预测，以便企业能及时抢占市场先机；更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国机动车尾气处理系统行业市场运行现状及投资战略研究报告》。
