燃油车是指以内燃机作为动力来源的汽车,主要依靠燃烧汽油或柴油来产生动力。传统燃油车是现代交通的重要组成部分,其成熟的技术和广泛的适用性使其在短期内具有不可替代的优势。炭罐一般装在汽油箱和发动机之间。
由于汽油是一种易挥发的液体,在常温下燃油箱经常充满蒸气,燃料蒸发排放控制系统的作用是将蒸气引入燃烧并防止挥发到大气中。这个过程起重要作用的是活性炭罐贮存装置。因为活性炭有吸附功能,当汽车运行或熄火时,燃油箱的汽油蒸气通过管路进入活性炭罐的上部,新鲜空气则从活性炭罐下部进入活性炭罐。
发动机熄火后,汽油蒸气与新鲜空气在罐内混合并贮存在活性炭罐中,当发动机启动后,装在活性炭罐与进气歧管之间的燃油蒸发净化装置的电磁阀门打开,活性炭罐内的汽油蒸气被吸入进气歧管参加燃烧。汽油作为易挥发燃料,在存储过程中会因挥发作用导致油箱内部压力持续升高。为确保系统安全性,需对油箱内部压力进行有效调控。
早期解决方案是在油箱盖集成机械式限压阀,当内部压力超过预设阈值时自动开启泄压,将燃油蒸汽直接排放至大气环境。随着环保意识的增强和节能要求的提升,现代汽车燃油系统已普遍采用炭罐装置以实现燃油蒸汽的高效回收与环保处理。该装置核心由具有高吸附性能的活性炭材料构成,通过专用管路与燃油箱连接。当油箱内产生过量燃油蒸汽时,蒸汽经导流管路输送至炭罐内部,由活性炭介质进行物理吸附储存。
在车辆运行过程中,电子控制单元(ECU)根据发动机工况精确控制炭罐电磁阀的开闭时序。当电磁阀激活时,吸附储存的燃油蒸汽在发动机负压作用下被输送至进气歧管,最终参与燃烧过程。这种闭环式燃油蒸汽管理系统不仅显著降低挥发性有机物(VOCs)的大气排放,同时实现燃料的循环利用,兼具环境保护和能源节约的双重效益。
a、车用活性炭市场概况
2022-2024 年,全球汽车总销量分别为 8,501.67 万辆、9,272.47 万辆、9030 万辆,其中,新能源汽车总销量分别为 1,007.33 万辆、1,367.46 万辆、1,724.16 万辆,虽然我国新能源渗透率较高,但从全球市场来看,燃油车市场份额仍然占据主要位置。
同时,我国作为新能源汽车市场占有率最高的国家,近年来随着插电混动车型、增程式混动车型的不断推出,纯电动汽车的市场占比有所下降。车用活性炭在混动车型上亦需要使用。福建省鑫森炭业股份有限公司积极布局混动车型,已向长安汽车开始供货用于其混动车型,与比亚迪、吉利等混动车型占比较大的厂商的合作正积极开展。
b、燃油车排放标准提高,推动活性炭用量提升
通过上述对比可见,中国国六 b 在 CO 和 PM 控制上表现突出,而美国 Tier3 和 LEVIII 在 NOx和 NMOC+NOx 方面更为严格。欧盟欧六 a 整体较为宽松,柴油车 PM 管控较为严格,但 2025 年 7月 2 日,欧盟委员会就《欧洲气候法》提出修订案,设定到 2040年将温室气体净排放量较 1990 年水平减少 90%的目标,进一步收紧 2050 气候中和的中期目标,使得欧盟后续燃油车碳排放标准进一步趋严。
随着近年来汽车行业“国六”标准及摩托车行业“国四”标准的推广,市场对于高质量、高性能的功能性专用活性炭产品需求增加,带动发行人业务不断增长。2023 年 11 月 30 日,国务院发布关于印发《空气质量持续改善行动计划》的通知,其中明确提出“研究制定下一阶段机动车排放标准,开展新阶段油品质量标准研究”。
生态环境部机动车排放监控中心已于 2020 年 10 月牵头国家第七阶段机动车污染物排放标准的第一期预研;第二期预研工作开展于 2022 年 9 月,2023 年 12 月完成。2024 年 3 月,我国下一阶段机动车排放标准已开启了第三期预研,这意味着相关的“国七”标准制订工作已正式启动。
随着后续非新能源车排放标准的进一步提升,行业下游对高性能、高吸附性的多孔炭材料需求将进一步增长。汽车使用的炭罐主要的作用是防止发动机停止运转时燃油蒸汽进入到大气内,减少空气污染的作用。燃油蒸汽会被炭罐储存,等待机动车辆再次启动的时候,会将吸收的燃油蒸汽重新倒入进气管中,从而可以起到环保和节油的目的。
汽车炭罐的原材料包括罐体、不织布、活性炭、护套、隔板、缸盖等,国六标准汽车炭罐对活性炭材料吸附容量的要求更高,丁烷工作容量由国五的 11g/100ml 提高到 15g/100ml,活性炭的使用寿命要 15 年,炭罐体积大幅增加。据测算,国六标准下每辆家用燃油车炭罐中平均需要填充约 0.6kg活性炭(与欧美等地区用量相近);燃油摩托车平均需要填充 0.3kg 活性炭;混动车型平均需要填充 0.3kg 活性炭
随着未来环保要求的进一步严格,油气回收用活性炭的需求量可能进一步提升。根据高盛预测,2030 年全球乘用车总销量中,混动车及纯电动车分别占比 12%和 25%,燃油车未来一定时间内,燃油车仍将占据市场主导地位。根据头豹研究院预测,2025-2029 年,全球燃油车产量合计 3.47 亿辆。中国摩托车商会数据显示,2024 年,我国摩托车行业整体表现良好,产销实现小幅增长。外贸出口持续攀升,再创历史新高。
2024 年 1—12 月,全行业完成燃油摩托车产销 1656.45 万辆和 1645.62 万辆,同比增长 13.86%和 12.99%。根据 QYR(恒州博智)统计及预测,2024 年全球摩托车市场销售额达到了 694.5 亿美元,预计至 2031 年,市场规模将进一步扩大至 799.2 亿美元,2025 至 2031 年复合增长率预计为 1.4%。
c、新兴市场进入快速发展阶段
与此同时,全球仍有较多国家新能源汽车渗透率较低,特别是作为人口大国的印度,随着近年来的发展,汽车普及率在逐步提高。
根据联合国人口司的数据预测,当地时间 2023 年 4 月 14 日,印度的人口达到 14.25 亿,超越中国成为世界上人口最多的国家。印度汽车行业预计未来将受惠于人口红利显现、城市化进程加快、汽车普及度上升等因素而快速发展。
目前,印度的汽车普及率仅为 35 辆/千人,明显低于世界平均水平,与中国和美国存在较大差距,随着经济发展,庞大的人口将催生更高的汽车消费需求,增长空间巨大。近年来,印度汽车市场快速发展,已成为全球汽车制造业的重要力量,印度的乘用车销售的复合年增长率(CAGRs)预计在未来十年仅为 3-4%,预计乘用车密度将增加到 2030 年的 55 辆/千人和 2035 年的 65 辆/千人,具有很高的增长潜力。
同时,印度政府近年来也注重道路基础设施的改善。根据 2023~2024 财年预算案,印度政府资本支出预计将增加 33%,将宣布开通多个公路和高速公路项目。印度政府计划投资 130 亿美元建设德里-孟买高速公路,可以大大缩短两地通车时间,2024年 2 月已经开通第一路段。随着道路基础设施的建成,不断增长的物流行业也将提高用车需求。
2023 年丰田汽车的乘用车在印度出货量排在第六位,出货量同比增长 38.1%至 22.1 万辆,这主要得益于推出多项以客户为导向的举措,包括提供为期五年的免费道路救援计划。其热门车型包括皮卡海拉克斯(Hilux),SUV 车型 Fortuner、Legender,小型 SUVUrbanCruiserHyryder(提供轻混版以及混动版),MPVNewInnovaCrysta 等。
2024 年 11 月,丰田汽车宣布计划在印度南部卡纳塔克邦新建第三座工厂,投资约 330 亿印度卢比(约合人民币 28.6 亿元)。这是其在印度进行的首次产能扩张,年产量超过 10 万辆,预计 2026 年竣工,届时总产能将达到每年 41 万辆。
同时,印度也是全球最大的摩托车市场之一,2022-2024 年产量分别为 3,565.60 万辆、3,678.10万辆、3,735.80 万辆,逐年增长。
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