氣凝膠應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)一步擴(kuò)大 氣凝膠行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展空間預(yù)測(cè)

• 吳澳燕 2023年12月28日 來(lái)源：中國(guó)化工報(bào) 人民政協(xié)報(bào) 253 8
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氣凝膠是一種性能優(yōu)良、應(yīng)用廣泛的納米級(jí)多孔固態(tài)材料，具有低熱導(dǎo)率、低折射率、低聲阻抗等多種優(yōu)異性能。作為目前已知導(dǎo)熱系數(shù)最低、密度最小的固體材料，氣凝膠可謂是材料領(lǐng)域的“隔熱王者”，并已在在新能源、石油化工、工業(yè)隔熱、建筑建造等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用場(chǎng)景。

氣凝膠行業(yè)發(fā)展如何?氣凝膠是一種性能優(yōu)良、應(yīng)用廣泛的納米級(jí)多孔固態(tài)材料，具有低熱導(dǎo)率、低折射率、低聲阻抗等多種優(yōu)異性能。作為目前已知導(dǎo)熱系數(shù)最低、密度最小的固體材料，氣凝膠可謂是材料領(lǐng)域的“隔熱王者”，并已在在新能源、石油化工、工業(yè)隔熱、建筑建造等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用場(chǎng)景。

氣凝膠是指通過(guò)溶膠凝膠法，用一定的干燥方式使氣體取代凝膠中的液相而形成的一種納米級(jí)多孔固態(tài)材料。如明膠、阿拉伯膠、硅膠、毛發(fā)、指甲等。氣凝膠也具凝膠的性質(zhì)，即具膨脹作用、觸變作用、離漿作用。

氣凝膠種類多樣，發(fā)展至今已由單一組分的SiO2氣凝膠形成了包括氧化物氣凝膠、有機(jī)氣凝膠、碳?xì)饽z、復(fù)合氣凝膠在內(nèi)的多種類型。下游的氣凝膠制品包括氣凝膠氈、氣凝膠紙、氣凝膠布、氣凝膠板材、氣凝膠粉末等。

下游應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，涉及石油化工、建筑建造、工業(yè)隔熱、交通等領(lǐng)域，其中石油化工為最大應(yīng)用領(lǐng)域，消費(fèi)占比達(dá)到56%，其次應(yīng)用于工業(yè)隔熱，占比為18%。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年氣凝膠產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析報(bào)告》顯示：

氣凝膠具有高比表面積、高空隙率等特殊的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐高溫、使用溫度范圍廣、壽命長(zhǎng)。近年來(lái)，中國(guó)、美國(guó)、歐洲等國(guó)家和地區(qū)的研究人員通過(guò)改進(jìn)氣凝膠制備工藝，開(kāi)發(fā)出生物質(zhì)基氣凝膠等多種新型氣凝膠。

2010年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)首批氣凝膠生產(chǎn)企業(yè)陸續(xù)成功開(kāi)拓了工業(yè)設(shè)備管道節(jié)能、新能源汽車安全防護(hù)、軌交車廂及船體防火隔熱保溫的應(yīng)用市場(chǎng)。2017年，我國(guó)發(fā)布了《納米孔氣凝膠復(fù)合絕熱制品》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);同年，氣凝膠被列入國(guó)家重點(diǎn)節(jié)能低碳技術(shù)推薦目錄。2019 ，我國(guó)氣凝膠產(chǎn)量7.82萬(wàn)立方米，2019年我國(guó)氣凝膠市場(chǎng)規(guī)模約為11.23億元。

作為目前已知導(dǎo)熱系數(shù)最低、密度最小的固體材料，氣凝膠可謂是材料領(lǐng)域的“隔熱王者”，并已在航天、石化等領(lǐng)域應(yīng)用。比如“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器發(fā)動(dòng)機(jī)與火星車表面、“長(zhǎng)征五號(hào)”遙四運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)高溫燃?xì)庀到y(tǒng)隔熱、嫦娥四號(hào)探測(cè)器熱電池防護(hù)等都應(yīng)用了氣凝膠。在我國(guó)提出“雙碳”目標(biāo)后，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，氣凝膠的應(yīng)用場(chǎng)景也在進(jìn)一步擴(kuò)大。

氣凝膠行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展空間預(yù)測(cè)

據(jù)中國(guó)石油管道科技研究中心評(píng)估，以350攝氏度蒸汽管道的保溫應(yīng)用為例，相比于傳統(tǒng)保溫材料，氣凝膠的保溫層厚度可減少2/3，節(jié)約能耗40%以上，每公里管道每年可減少二氧化碳排放125噸。

數(shù)據(jù)顯示，2021年油氣領(lǐng)域?qū)饽z的需求占總需求量的56%，另有18%用于工業(yè)隔熱、9%用于建筑建造、8%用于交通運(yùn)輸。國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)在《2022氣凝膠行業(yè)研究報(bào)告》中指出，在新能源汽車蓄電池芯模組中采用氣凝膠阻燃材料，可將電池包高溫耐受能力提高至800攝氏度以上。隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)等的發(fā)展，氣凝膠在新能源汽車及儲(chǔ)能行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，需求量有望持續(xù)提升。

近年來(lái)，中國(guó)、美國(guó)、歐洲等國(guó)家和地區(qū)的研究人員通過(guò)改進(jìn)氣凝膠制備工藝，開(kāi)發(fā)出生物質(zhì)基氣凝膠、石墨烯氣凝膠、聚合物氣凝膠等多種新型氣凝膠。值得一提的是，生物質(zhì)原料來(lái)源廣泛、成本低廉、碳源豐富，利用生物質(zhì)原料制備環(huán)保型多孔碳纖維氣凝膠是一種經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)的生產(chǎn)方式，因此目前生物質(zhì)基氣凝膠也成為研究的熱點(diǎn)。

不過(guò)，氣凝膠生產(chǎn)成本高昂，產(chǎn)品價(jià)格昂貴。《2022氣凝膠行業(yè)研究報(bào)告》指出，氣凝膠的生產(chǎn)成本主要集中在原材料硅源、設(shè)備折舊及能耗方面。有效降低成本既依賴于制備工藝的突破，也需要通過(guò)低成本原材料的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化來(lái)實(shí)現(xiàn)。

近幾年，氣凝膠行業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張較快，原有玩家以及新進(jìn)入者均大幅擴(kuò)產(chǎn)，有望通過(guò)規(guī)模效應(yīng)降低成本，進(jìn)而推動(dòng)氣凝膠加速滲透。行業(yè)新進(jìn)入者多為功能性硅烷生產(chǎn)企業(yè)，布局硅源至氣凝膠材料一體化。

目前我國(guó)已成為全球第一大氣凝膠生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。據(jù)開(kāi)源證券相關(guān)數(shù)據(jù)，保守估計(jì)，2025年，在國(guó)內(nèi)新能源領(lǐng)域氣凝膠滲透率為20%，國(guó)內(nèi)建筑領(lǐng)域氣凝膠滲透率為0.5%，石化管道領(lǐng)域氣凝膠滲透率為3%，則對(duì)應(yīng)的總市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)70億元。

基于氣凝膠產(chǎn)品巨大的市場(chǎng)空間，多家企業(yè)入局氣凝膠行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前已有30多家企業(yè)布局氣凝膠及制品。其中，在油氣管道保溫領(lǐng)域率先入局者包括中國(guó)石化和中國(guó)石油等企業(yè);在動(dòng)力電池領(lǐng)域，寧德時(shí)代、中航鋰電、國(guó)軒高科等全球前十大動(dòng)力電池廠商均有采購(gòu)氣凝膠產(chǎn)品。

站在國(guó)家“雙碳”和“十四五”高質(zhì)量發(fā)展的賽道上，氣凝膠在新老應(yīng)用領(lǐng)域同步發(fā)力，有望加速新能源車、建筑保溫、石化管道保溫等領(lǐng)域的滲透替代。隨著工藝革新、成本下降和滲透率的不斷提升，氣凝膠劍指未來(lái)千億星辰大海。

氣凝膠的發(fā)展和應(yīng)用仍然處于不斷探索的過(guò)程，未來(lái)的研究方向主要集中在開(kāi)發(fā)纖維素氣凝膠、石墨烯氣凝膠、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氣凝膠、非金屬單質(zhì)氣凝膠等新型氣凝膠上。

更多行業(yè)詳情請(qǐng)點(diǎn)擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年氣凝膠產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析報(bào)告》。

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  2024-2029年氣凝膠產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析報(bào)告

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