2021年中國(guó)氣凝膠現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析

2021年中國(guó)氣凝膠現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析一、氣凝膠產(chǎn)業(yè)概述氣凝膠是目前已知導(dǎo)熱系數(shù)最低、密度最低的固體材料，因輕若薄霧顏色泛藍(lán)，又被稱為“藍(lán)煙”；具有超長(zhǎng)的使用壽命、超強(qiáng)的隔熱性能、超高的耐火性能等1、概述相比其他保溫材料，氣凝膠導(dǎo)熱系數(shù)最低、質(zhì)量最輕，耐熱溫度更高。實(shí)現(xiàn)相同保溫效果，氣凝膠厚度不足其余材料1/3；厚度更薄，散熱面積更小，管線溫降更低，熱效率更高，同時(shí)最大限度節(jié)約空間；若地下管道保溫，則大幅減少開挖量。傳統(tǒng)保溫材料如巖棉、聚氨酯等在長(zhǎng)期使用過程中容易吸水，一方面影響保溫效果，另一方面在吸水后由于重力作用導(dǎo)致保溫材料分布不均勻，尤其是在管道保溫的使用場(chǎng)景下，容易造成保溫材料在管道下部堆積，最終影響使用壽命。氣凝膠則具有優(yōu)異的防水效果，其憎水率達(dá)99%以上，在長(zhǎng)期使用過程中仍能保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和隔熱效果。2、合成工藝氣凝膠的制備過程主要包括溶膠-凝膠、老化、改性、濕凝膠的干燥過程。溶膠-凝膠過程指前驅(qū)體溶膠聚集縮合形成凝膠的過程。但由于剛形成的濕凝膠三維強(qiáng)度不夠而容易破碎坍塌，因此需要在母體溶液中老化一段時(shí)間提高強(qiáng)度或者利用表面改性減小或消除干燥應(yīng)力。干燥過程即用空氣取代濕凝膠孔隙中的溶液并排出。主要干燥方法是超臨界干燥和常壓干燥。前者是氣凝膠發(fā)明之初至今的最主流干燥手段，條件苛刻，設(shè)備要求高；常壓干燥對(duì)設(shè)備要求低，但是干燥時(shí)間長(zhǎng)，過程繁瑣。冷凍干燥、高溫干燥與微波干燥是近年提出的新方法，各有所長(zhǎng)，是未來氣凝膠大規(guī)模生產(chǎn)的新路徑探索。二、氣凝膠政策背景在“雙碳”目標(biāo)背景下，我國(guó)持續(xù)出臺(tái)相關(guān)文件，一方面繼續(xù)堅(jiān)決遏制“兩高”項(xiàng)目盲目發(fā)展，另一方面持續(xù)推進(jìn)節(jié)能降碳綠色轉(zhuǎn)型。氣凝膠是國(guó)家基礎(chǔ)戰(zhàn)略性前沿新材料，對(duì)降低碳排放、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要戰(zhàn)略意義。國(guó)家和地方密集出臺(tái)多項(xiàng)政策，同時(shí)出臺(tái)保險(xiǎn)補(bǔ)償機(jī)制等，大力鼓勵(lì)氣凝膠行業(yè)發(fā)展。三、氣凝膠產(chǎn)業(yè)鏈整體簡(jiǎn)析1、產(chǎn)業(yè)鏈整體簡(jiǎn)析氣凝膠形態(tài)多樣，包括氣凝膠氈、板、布、紙、顆粒、粉末、涂料和異形件等，產(chǎn)品多樣化賦予其更加靈活寬泛的下游應(yīng)用。氈產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣，用于管道、儲(chǔ)罐、爐體、交通、建筑等保溫隔熱；板可用于大型設(shè)備和建筑內(nèi)外墻保溫；氣凝膠布、紙和異形件主要用于一些特殊領(lǐng)域。如，布主要是服裝鞋帽以及汽車領(lǐng)域等；紙（薄氈）主要是熱電池和一些空間極小或管徑極細(xì)或希望纏繞施工的領(lǐng)域；異形件基本上用于軍工和制作可拆卸保護(hù)套。2、上游端氣凝膠獨(dú)特性能受到了眾多行業(yè)青睞，但整體高昂的原料成本和制造費(fèi)用而使用受限。數(shù)據(jù)顯示，目前材料成本約占總成本的48%，制造成本約占44%。具體來看，氣凝膠的生產(chǎn)成本主要集中在硅源（原料）、設(shè)備折舊（干燥）及能耗（干燥）方面。硅源可分為有機(jī)硅源和無機(jī)硅源。其中，有機(jī)硅源包括正硅酸甲酯（TMOS）、正硅酸乙酯（TEOS）等功能性硅烷；無機(jī)硅源包括四氯化硅、硅酸鈉等。盡管無機(jī)硅源的價(jià)格遠(yuǎn)低于有機(jī)硅源，但雜質(zhì)較多，在硅酸鈉生產(chǎn)氣凝膠過程中需要進(jìn)行大量水洗和有機(jī)溶劑置換，生產(chǎn)過程勞動(dòng)強(qiáng)度大、制備周期較長(zhǎng)、需要廢水處理等特點(diǎn)限制其目前大范圍運(yùn)用。目前主要硅源采用有機(jī)硅（正硅酸甲酯和正硅酸乙酯）。2021年我國(guó)功能性硅烷產(chǎn)能55.76萬噸/年、產(chǎn)量32.26萬噸、開工率57.86%，2011-2021年產(chǎn)量年均復(fù)合增長(zhǎng)11.26%；需求21.89萬噸，2011-2021年需求年均復(fù)合增長(zhǎng)9.99%。受疫情影響，2020年我國(guó)功能性硅烷產(chǎn)量和需求增速均有放緩，2021年實(shí)現(xiàn)修復(fù)，整體發(fā)展態(tài)勢(shì)依舊強(qiáng)勁。含硫硅烷是我國(guó)功能性硅烷第一大品類，占總產(chǎn)量32%；其次是硅烷交聯(lián)劑，占比27%。我國(guó)功能性硅烷產(chǎn)能依舊保持穩(wěn)健擴(kuò)張步伐，進(jìn)而帶動(dòng)硅烷交聯(lián)劑供給量穩(wěn)健提升。3、下游端數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)氣凝膠下游應(yīng)用中占比最多的為油氣項(xiàng)目，約占56%；其次是工業(yè)隔熱占18%、建筑制造占9%、交通運(yùn)輸（鋰電）占8%。油氣和工業(yè)隔熱仍將是氣凝膠應(yīng)用的主戰(zhàn)場(chǎng)，建筑建造、交通運(yùn)輸和新興領(lǐng)域?qū)⒊蔀槲磥碓鲩L(zhǎng)較快的領(lǐng)域。尤其是建筑領(lǐng)域，在氣凝膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展更為成熟的美國(guó)及部分歐洲地區(qū)，建筑用氣凝膠已經(jīng)非常普遍。隨著我國(guó)節(jié)能環(huán)保理念的深入，未來建筑領(lǐng)域?qū)⒊蔀闅饽z的一大市場(chǎng)。四、氣凝膠產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析1、需求空間雙碳和環(huán)保政策背景疊加下，氣凝膠下游需求持續(xù)增長(zhǎng)，滲透率將有顯著提升。數(shù)據(jù)顯示，2020年我國(guó)氣凝膠需求約在15.8億元左右，隨著下游需求繼續(xù)滲透，我國(guó)氣凝膠將保持高速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2025可達(dá)183.8億元左右。2、產(chǎn)量中國(guó)氣凝膠市場(chǎng)起步較晚，目前仍處于早期發(fā)展探索階段；氣凝膠逐步被下游市場(chǎng)接受以及其下游應(yīng)用市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)大，將推動(dòng)氣凝膠行業(yè)進(jìn)一步擴(kuò)大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2020年我國(guó)氣凝膠制品產(chǎn)量為12.6萬噸，同比增長(zhǎng)28.05%，2020年我國(guó)氣凝膠材料產(chǎn)量10萬噸，同比增長(zhǎng)27.88%。五、氣凝膠競(jìng)爭(zhēng)格局1、市場(chǎng)集中度根據(jù)各企業(yè)目前披露的數(shù)據(jù)，目前國(guó)內(nèi)約有16.75萬方氣凝膠產(chǎn)能。隨著下游需求的快速提升，多種背景的企業(yè)開始入局氣凝膠行業(yè)：目前新進(jìn)的企業(yè)的背景包括工程裝備企業(yè)中國(guó)化學(xué)、傳統(tǒng)煤化工企業(yè)華陽新材、化肥企業(yè)華昌化工、汽車制品企業(yè)泛亞微透、有機(jī)硅企業(yè)晨光新材和宏柏新材等。目前生產(chǎn)1萬方的氣凝膠約需投資1-1.8億元，新入局企業(yè)大多為上市公司，均有一定的資金實(shí)力，加速了氣凝膠行業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張速度。注：?jiǎn)挝粸槿f方六、發(fā)展趨勢(shì)1、政策推動(dòng)2022年1月，工信部、銀保監(jiān)會(huì)兩部門發(fā)布關(guān)于開展2021年度重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用保險(xiǎn)補(bǔ)償機(jī)制試點(diǎn)工作的通知。生產(chǎn)《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2019年版）》內(nèi)新材料產(chǎn)品，且應(yīng)用于工業(yè)母機(jī)、綠色低碳重大技術(shù)裝備等13條重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈并于2021年1月1日至2021年12月31日期間投保重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用綜合保險(xiǎn)的企業(yè)，符合首批次保險(xiǎn)補(bǔ)償工作相關(guān)要求，可提出保費(fèi)補(bǔ)貼申請(qǐng)。其中，氣凝膠系列材料位于《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2019年版）》中前沿新材料第328項(xiàng)。2、規(guī)范化氣凝膠行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不斷推出和立項(xiàng)，一方面，有利于規(guī)范氣凝膠在工業(yè)、建筑、交通、新能源、航空航天等領(lǐng)域的運(yùn)用，在設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收等環(huán)節(jié)提供技術(shù)保證；另一方面，隨著氣凝膠的優(yōu)越性能逐步被市場(chǎng)認(rèn)可，不同領(lǐng)域、不同用途氣凝膠標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)有助于打開氣凝膠下游市場(chǎng)的廣闊消費(fèi)空間。3、需求廣泛推動(dòng)氣凝膠可為動(dòng)力電池隔熱提供安全保障，除用于動(dòng)力電池電芯之間，還可用于模組與殼體之間、電池箱外部。雪佛蘭暢巡在電芯間使用了氣凝膠進(jìn)