化工行业专题报告:气凝胶:最高效隔热材料,契合碳中和节能大趋势_20页_1mb
报告摘要
气凝胶:最高效隔热材料,契合碳中和节能大趋势
核心内容
气凝胶是一种具有纳米多孔网络结构、孔隙中充满气体的高效节能隔热材料,其导热系数仅为传统材料的1/20~1/10,隔热性能显著优于传统材料。气凝胶在石化油管、锂电池电芯间隔热、建筑外墙保温等领域应用广泛,具备防水性好、使用寿命长、用量少等优势。随着双碳政策的推进,气凝胶在节能减排方面的应用需求将持续增长。
主要观点
- 气凝胶性能优势显著:气凝胶的导热率在0.012~0.016 W/(m·K),远低于传统保温材料(0.036 W/mK),其使用寿命约为传统材料的4倍,防水性高达99%以上。
- 成本快速下降:过去5年国内气凝胶市场通过技术进步实现成本快速下降,目前成本相比10年前下降超80%。随着化工企业入局,气凝胶合成成本有望进一步降低。
- 应用领域广泛:气凝胶在石化、热力管网、锂电池、建筑等领域均有应用,其中石化管道和热力管网是主要需求来源。
- 行业需求快速提升:在双碳政策推动下,气凝胶行业进入需求拐点,预计2025年国内气凝胶需求将达到184亿元,未来5年年均增速达63.6%。
- 技术路线多样:目前主流干燥技术包括二氧化碳超临界干燥、乙醇超临界干燥和常压干燥,其中二氧化碳超临界干燥性能最佳,技术门槛较高。
- 产业链分工明确:随着行业产品趋于均质化,客户资源和加工能力将成为企业竞争的关键。
- 市场空间广阔:预计未来10年全球气凝胶市场空间合计在7000亿元,国内需求将稳步增长。
关键信息
- 气凝胶的隔热原理:通过“无对流效应”、“无穷多遮挡板效应”、“无穷长路径效应”实现高效隔热。
- 国内气凝胶市场发展:2015-2020年国内气凝胶产量年均复合增速为38.5%,2021年国内气凝胶产能合计16.75万方,预计未来两年新增产能23.56万方。
- 成本下降:通过技术突破和化工企业入局,气凝胶合成成本有望下降3000-4000元/方。
- 应用场景:
- 石化管道:2025年国内需求预计达154亿元。
- 锂电池:2025年全球市场空间预计达35亿元。
- 建筑保温:2025年国内需求预计达7.3亿元。
- 技术来源:
- 二氧化碳超临界干燥:国防科技大学、航天三院、华陆新材等。
- 常压干燥:同济大学。
- 乙醇超临界干燥:厦门大学。
- 行业趋势:随着能源价格的上涨和锂电池安全要求的提高,气凝胶的经济性和安全性优势将更加突出,预计在2025年实现需求爆发。
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风险提示
- 气凝胶新进入企业技术突破低于预期。
- 产能投放低于预期导致供给端释放缓慢。
- 下游对气凝胶的切换诉求低于预期。
需求预测
| 应用领域 | 2025年需求(亿元) |
|---|---|
| 石化管道 | 154 |
| 锂电池 | 19 |
| 建筑保温 | 7.3 |
| 合计 | 184 |
行业发展趋势
- 气凝胶行业处于快速发展阶段,成本下降和需求增长形成正向循环。
- 头部企业如中石化、宁德时代已开始采用气凝胶,推动行业普及。
- 随着技术进步和成本下降,气凝胶将在更多领域替代传统材料。
技术路线对比
| 技术路线 | 设备投资 | 安全性 | 生产效率 | 产品性能 |
|---|---|---|---|---|
| 二氧化碳超临界 | ★★★ | ★★ | ★★ | ★★★ |
| 乙醇超临界 | ★★ | ★★ | ★★★ | ★★ |
| 常压干燥 | ★ | ★★★ | ★ | ★★ |
行业现状与未来展望
- 气凝胶行业已经初具规模,国内气凝胶产量和销售额均呈快速增长趋势。
- 随着技术进步和成本下降,气凝胶将在石化、锂电池、建筑等领域实现大规模应用。
- 化工企业凭借成本控制和产业链一体化优势,将进一步推动气凝胶行业降本增效。
图表说明
- 图1:气凝胶实物图
- 图2:气凝胶保温原理
- 图3:相同保温性能情况下,气凝胶毡用量最少
- 图4:气凝胶制品形态
- 图5:气凝胶分类
- 图6:2019年二氧化硅气凝胶在全球气凝胶市场占比约69%
- 图7:二氧化硅气凝胶产业链
- 图8:气凝胶合成工艺
- 图9:气凝胶产业化历程
- 图10:国内气凝胶产量
- 图11:国内气凝胶销售额
- 图12:2019年国内气凝胶行业下游市场应用占比
- 图13:管道用气凝胶复合保温方案
- 图14:煤炭价格在2021年大涨
- 图15:原油和天然气价格在2021年大涨
- 图16:气凝胶阻止热失控单体电芯和模组之间的热扩散
- 图17:气凝胶插片用在电芯之间进行隔热
- 图18:我国建筑业能源消耗总量占比超过25%
- 图19:传统建筑保温材料构成
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