2021年中國氣凝膠現(xiàn)狀及趨勢分析

2021年中國氣凝膠現(xiàn)狀及趨勢分析一、氣凝膠產(chǎn)業(yè)概述氣凝膠是目前已知導熱系數(shù)最低、密度最低的固體材料，因輕若薄霧顏色泛藍，又被稱為“藍煙”；具有超長的使用壽命、超強的隔熱性能、超高的耐火性能等1、概述相比其他保溫材料，氣凝膠導熱系數(shù)最低、質(zhì)量最輕，耐熱溫度更高。實現(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致保溫材料分布不均勻，尤其是在管道保溫的使用場景下，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99%以上，在長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間提高強度或者利用表面改性減小或消除干燥應力。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，設備要求高；常壓干燥對設備要求低，但是干燥時間長，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，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”目標背景下，我國持續(xù)出臺相關文件，一方面繼續(xù)堅決遏制“兩高”項目盲目發(fā)展，另一方面持續(xù)推進節(jié)能降碳綠色轉(zhuǎn)型。氣凝膠是國家基礎戰(zhàn)略性前沿新材料，對降低碳排放、實現(xiàn)“雙碳”目標具有重要戰(zhàn)略意義。國家和地方密集出臺多項政策，同時出臺保險補償機制等，大力鼓勵氣凝膠行業(yè)發(fā)展。三、氣凝膠產(chǎn)業(yè)鏈整體簡析1、產(chǎn)業(yè)鏈整體簡析氣凝膠形態(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用。氈產(chǎn)量最大、應用最廣，用于管道、儲罐、爐體、交通、建筑等保溫隔熱；板可用于大型設備和建筑內(nèi)外墻保溫；氣凝膠布、紙和異形件主要用于一些特殊領域。如，布主要是服裝鞋帽以及汽車領域等；紙（薄氈）主要是熱電池和一些空間極小或管徑極細或希望纏繞施工的領域；異形件基本上用于軍工和制作可拆卸保護套。2、上游端氣凝膠獨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）、設備折舊（干燥）及能耗（干燥）方面。硅源可分為有機硅源和無機硅源。其中，有機硅源包括正硅酸甲酯（TMOS）、正硅酸乙酯（TEOS）等功能性硅烷；無機硅源包括四氯化硅、硅酸鈉等。盡管無機硅源的價格遠低于有機硅源，但雜質(zhì)較多，在硅酸鈉生產(chǎn)氣凝膠過程中需要進行大量水洗和有機溶劑置換，生產(chǎn)過程勞動強度大、制備周期較長、需要廢水處理等特點限制其目前大范圍運用。目前主要硅源采用有機硅（正硅酸甲酯和正硅酸乙酯）。2021年我國功能性硅烷產(chǎn)能55.76萬噸/年、產(chǎn)量32.26萬噸、開工率57.86%，2011-2021年產(chǎn)量年均復合增長11.26%；需求21.89萬噸，2011-2021年需求年均復合增長9.99%。受疫情影響，2020年我國功能性硅烷產(chǎn)量和需求增速均有放緩，2021年實現(xiàn)修復，整體發(fā)展態(tài)勢依舊強勁。含硫硅烷是我國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%。我國功能性硅烷產(chǎn)能依舊保持穩(wěn)健擴張步伐，進而帶動硅烷交聯(lián)劑供給量穩(wěn)健提升。3、下游端數(shù)據(jù)顯示，我國氣凝膠下游應用中占比最多的為油氣項目，約占56%；其次是工業(yè)隔熱占18%、建筑制造占9%、交通運輸（鋰電）占8%。油氣和工業(yè)隔熱仍將是氣凝膠應用的主戰(zhàn)場，建筑建造、交通運輸和新興領域?qū)⒊蔀槲磥碓鲩L較快的領域。尤其是建筑領域，在氣凝膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展更為成熟的美國及部分歐洲地區(qū)，建筑用氣凝膠已經(jīng)非常普遍。隨著我國節(jié)能環(huán)保理念的深入，未來建筑領域?qū)⒊蔀闅饽z的一大市場。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，滲透率將有顯著提升。數(shù)據(jù)顯示，2020年我國氣凝膠需求約在15.8億元左右，隨著下游需求繼續(xù)滲透，我國氣凝膠將保持高速增長，預計2025可達183.8億元左右。2、產(chǎn)量中國氣凝膠市場起步較晚，目前仍處于早期發(fā)展探索階段；氣凝膠逐步被下游市場接受以及其下游應用市場持續(xù)擴大，將推動氣凝膠行業(yè)進一步擴大，據(jù)統(tǒng)計，截至2020年我國氣凝膠制品產(chǎn)量為12.6萬噸，同比增長28.05%，2020年我國氣凝膠材料產(chǎn)量10萬噸，同比增長27.88%。五、氣凝膠競爭格局1、市場集中度根據(jù)各企業(yè)目前披露的數(shù)據(jù)，目前國內(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)：目前新進的企業(yè)的背景包括工程裝備企業(yè)中國化學、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，均有一定的資金實力，加速了氣凝膠行業(yè)產(chǎn)能擴張速度。注：單位為萬方六、發(fā)展趨勢1、政策推動2022年1月，工信部、銀保監(jiān)會兩部門發(fā)布關于開展2021年度重點新材料首批次應用保險補償機制試點工作的通知。生產(chǎn)《重點新材料首批次應用示范指導目錄（2019年版）》內(nèi)新材料產(chǎn)品，且應用于工業(yè)母機、綠色低碳重大技術裝備等13條重點產(chǎn)業(yè)鏈并于2021年1月1日至2021年12月31日期間投保重點新材料首批次應用綜合保險的企業(yè)，符合首批次保險補償工作相關要求，可提出保費補貼申請。其中，氣凝膠系列材料位于《重點新材料首批次應用示范指導目錄（2019年版）》中前沿新材料第328項。2、規(guī)范化氣凝膠行業(yè)標準不斷推出和立項，一方面，有利于規(guī)范氣凝膠在工業(yè)、建筑、交通、新能源、航空航天等領域的運用，在設計、施工和驗收等環(huán)節(jié)提供技術保證；另一方面，隨著氣凝膠的優(yōu)越性能逐步被市場認可，不同領域、不同用途氣凝膠標準的出臺有助于打開氣凝膠下游市場的廣闊消費空間。3、需求廣泛推動氣凝膠可為動力電池隔熱提供安全保障，除用于動力電池電芯之間，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