亞洲保溫材料與節(jié)能技術(shù)展覽會（上海）

氣凝膠是當(dāng)前最高效節(jié)能隔熱材料

隨著新能源汽車的普及，鋰電池在成為主流動(dòng)力電池的同時(shí)，由于其高能量密度，電池?zé)崾Э貑栴}備受關(guān)注，主要原因包括內(nèi)部短路、過充電、過放電和高溫等。電動(dòng)汽車發(fā)生熱失控可能導(dǎo)致電池燃燒，引發(fā)周圍零部件著火，甚至在極端情況下爆炸。為解決這一難題，汽車制造商和電池廠商紛紛將目光投向氣凝膠，特別是在隔熱和阻燃方面的應(yīng)用。氣凝膠卓越的隔熱和阻燃特性有效降低熱失控風(fēng)險(xiǎn)，提高電池安全性和穩(wěn)定性，成為解決動(dòng)力電池系統(tǒng)安全問題的最佳選擇，同時(shí)其輕質(zhì)和阻燃特性在提升電池性能和輕量化方面至關(guān)重要。

氣凝膠是新一代高效節(jié)能隔熱材料。氣凝膠是一種具有納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、并在孔隙中充滿氣態(tài)分散介質(zhì)的固體材料，是世界上最輕的固體。由于獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，氣凝膠在熱學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域都展示出優(yōu)異的性能。目前商業(yè)化應(yīng)用的氣凝膠主要圍繞其高效的阻熱能力展開，下游用于石油化工、熱力管網(wǎng)、鋰電池、建筑建材、戶外服飾、航天、軍工等多個(gè)領(lǐng)域。

氣凝膠相比于傳統(tǒng)隔熱保溫材料具有低密度（0.16Kg/m3）、孔隙率高（80%-99.8%）、比表面積大（400-1000m2/g）、導(dǎo)熱系數(shù)低(10mW/mK)等特點(diǎn)。

除此之外氣凝膠還具有良好的防火性、疏水性、隔音性、吸附性、綠色環(huán)保性等。相比于傳統(tǒng)的隔熱保溫材料，氣凝膠具有優(yōu)異的隔熱性能。防火疏水：可達(dá)到國家建筑材料A1級不燃標(biāo)準(zhǔn)，憎水率N98%；持有耐候：氣凝膠保溫材料整體疏水，不易吸水解體，使用壽命可達(dá)10年以上，相比傳統(tǒng)保溫材料壽命提高3-5倍；隔音抗震：氣凝膠的三維多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可起到吸聲降噪、緩沖抗震的作用；健康環(huán)保：產(chǎn)品已通過RoHS、REACH、ELV檢測，不含對人體有害的物質(zhì)；非常理想的吸附材料。

與傳統(tǒng)保溫材料相比，氣凝膠保溫隔熱性能更好，使用壽命更長。氣凝膠超低的導(dǎo)熱系數(shù)保證其優(yōu)秀的隔熱效果，隔熱性能是傳統(tǒng)保溫材料的2-5倍，并且從-200℃到650℃環(huán)境均可使用。同時(shí)，氣凝膠的納米孔特殊結(jié)構(gòu)使其耐壓抗拉，使用壽命更是傳統(tǒng)材料的5倍以上。氣凝膠突出的隔熱性能來自于其多孔結(jié)構(gòu)。氣凝膠的孔徑尺寸低于常壓下空氣分子平均自由程，因此空隙中的空氣分子近似靜止，從而避免了空氣的對流傳熱。氣凝膠極低的體積密度及多孔結(jié)構(gòu)的彎曲路徑也阻止了氣態(tài)和固態(tài)熱傳導(dǎo)，趨于“無窮多”的空隙壁可以使熱輻射降至最低。三方面共同作用，幾乎阻斷了所有熱傳遞途徑，使氣凝膠達(dá)到其他材料無法比擬的隔熱效果。

氣凝膠的制備過程主要包括溶膠-凝膠、老化、改性、濕凝膠的干燥處理過程。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。

過去5年國內(nèi)氣凝膠市場已經(jīng)初具規(guī)模

目前氣凝膠行業(yè)已經(jīng)初具規(guī)模，我們認(rèn)為當(dāng)前時(shí)點(diǎn)將是氣凝膠行業(yè)起飛的拐點(diǎn)期，原因在于：

1）隨著二氧化碳超臨界技術(shù)的成熟以及行業(yè)的快速擴(kuò)產(chǎn)，其成本相比 10 年前已經(jīng)下降約 80%，經(jīng)濟(jì)性逐步提升；

2）減少高溫油氣管道熱量流失以及提升高溫反應(yīng)釜的保溫效率契合碳減排大趨勢，氣凝膠憑借優(yōu)異的阻熱性能，將逐步替代傳統(tǒng)保溫材料，市場空間廣闊；

3）新能源車與儲能鋰電池系統(tǒng)對鋰電池安全性有較高要求，因此需要使用阻熱性能優(yōu)異的氣凝膠作為鋰電池的隔熱材料，鋰電裝機(jī)的快速提升將快速拉動(dòng)氣凝膠需求。

而且，生產(chǎn)方面已經(jīng)有了長足的進(jìn)步。

未來5年年均增速將達(dá)63.6%

2015-2020年國內(nèi)氣凝膠材料產(chǎn)量年均復(fù)合增速為38.5%，過去5年國內(nèi)氣凝膠市場通過技術(shù)進(jìn)步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的快速躍升及成本的快速下降，當(dāng)前成本相比10年前已經(jīng)下降超80%。

在當(dāng)前雙碳政策下，節(jié)能將成為化工、能源、建筑行業(yè)未來的發(fā)展的主旋律，氣凝膠行業(yè)處于拐點(diǎn)向上的飛速發(fā)展階段。目前，氣凝膠在石化管道、高溫反應(yīng)釜、熱網(wǎng)管道、鋰電池方面具有極具競爭力的性價(jià)比，中石油、寧德時(shí)代等龍頭企業(yè)已經(jīng)從傳統(tǒng)隔熱材料切換至氣凝膠，頭部企業(yè)的標(biāo)桿效應(yīng)將帶來氣凝膠行業(yè)量的起飛。

根據(jù)Aspen預(yù)測，未來10年全球市場空間合計(jì)在7000億元。估算到2025年國內(nèi)石化管道和集中供熱管道對氣凝膠的需求將達(dá)155億元，鋰電池對氣凝膠的需求將達(dá)20億元，建筑建材對氣凝膠的需求將達(dá)7.3億元，合計(jì)需求在185億。而2020年國內(nèi)氣凝膠產(chǎn)值約16億元，未來5年年均增速將達(dá)63.6%。

多家企業(yè)入局氣凝膠行業(yè)，推動(dòng)行業(yè)產(chǎn)能加速擴(kuò)充。當(dāng)前多家上市公司于近兩年開始通過股權(quán)投資形式布局氣凝膠產(chǎn)能，根據(jù)我們的統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)現(xiàn)有氣凝膠產(chǎn)能約15.7萬方，而主流企業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)合計(jì)約16萬方，以2年的投產(chǎn)周期來算，預(yù)計(jì)2023年全行業(yè)產(chǎn)能將在2021年的基礎(chǔ)上翻倍，供應(yīng)端年均增速在50%。