气凝胶是世界上密度最小的固体，被誉为可以改变世界的多功能新材料，这条超百亿级别的新赛道正在崛起，入局者越来越多。

气凝胶是当前最高效节能隔热材料

气凝胶是新一代高效节能隔热材料。气凝胶是一种具有纳米多孔网络结构、并在孔隙中充 满气态分散介质的固体材料，是世界上最轻的固体。由于独特的结构，气凝胶在热学、声学、光学、电学、力学等多个领域都展示出优异的性能。目前商业化应用的气凝胶主要围绕其高效的阻热能力展开，下游用于石油化工、热力管网、锂电池、建筑建材、户外服饰、 航天、军工等多个领域。

气凝胶的阻热原理是其独立的结构带来的无对流效应、无穷多遮挡板效应、无穷长路径效应。气凝胶的导热系数在 0.012~0.024W/(m·K)，比传统的隔热材料低 2~3 个数量级， 其隔热的原理在于均匀致密的纳米孔及多级分形孔道微结构可以有效阻止空气对流，降低 热辐射和热传导：1）无对流效应：气凝胶气孔为纳米级，内部空气失去自由流动能力；2） 无穷多遮挡板效应：纳米级气孔，气孔壁无穷多，辐射传热降至最低；3）无穷长路径效应：热传导沿着气孔壁进行，而纳米级气孔壁无限长。

与传统保温材料相比，二氧化硅气凝胶绝热毡的保温性能是传统材料的 2-8 倍，因此在同 等保温效果下气凝胶用量更少。以管道为例，直径为 150mm 的管道如果需要达到相同的 保温效果，对应使用的保温材料膨胀珍珠岩、硅酸钙、岩棉、气凝胶毡的厚度分别为 90mm、 76mm、64mm、20mm。根据中石化塔河炼化的测算，将常压焦化装置从传统保温材料 改造成“二氧化硅气凝胶保温毛毡+单面铝箔玻纤布保温材料”组合保温的方式后，热损 失降低了 34.7%，保温层厚度较传统保温材料降低 50%以上。

此外，气凝胶具备较长的使用寿命的优势，其使用寿命约为传统保温材料的 4 倍左右。传 统保温材料如岩棉、聚氨酯等在长期使用过程中容易吸水，一方面影响保温效果，另一方 面在吸水后由于重力作用导致保温材料分布不均匀，尤其是在管道保温的使用场景下，容 易造成保温材料在管道下部堆积，最终影响使用寿命。气凝胶则具有优异的防水效果，其 憎水率达 99%以上，在长期使用过程中仍能保持稳定的结构和隔热效果。

过去5年国内气凝胶市场已经初具规模

气凝胶发展至今近 90 年，国内于 2012 年将其产业化。气凝胶诞生于 1931 年，但直到 20 世纪 90 年代国外才开始将其产业化。但由于干燥过程成本较高，早期气凝胶只能用于 航天军工和石化领域。国内气凝胶行业起步于 21 世纪 10 年代。2012 年国内首套 1000L 超临界二氧化碳气凝胶干燥设备投产，标志着气凝胶的规模化生产，随后经过多次技术迭 代，生产成本逐步降低。

过去 5 年国内气凝胶市场通过技术进步实现产量的快速跃升。中国气凝胶市场目前还处于 起步阶段，但过去 5 年的技术进步已经实现了较大比例的降本，2015-2020 国内气凝胶材 料产量年均复合增速为 38.5%、气凝胶制品产量年均复合增速为 38.8%。

气凝胶具有非常好的隔热性能、透光性、隔音性以及绝缘性，但目前工业界主要对其隔热 性能开展一系列应用。目前成熟的下游市场主要有石油化工行业、工业隔热行业、建筑建 材行业、航空航天、锂电池行业等，其中石油化工占比 56%、工业隔热占比 26%。

新能源车应用有望爆发

随着环保理念的深入，气凝胶在各个领域的优势性被大力发掘，应用领域有望进一步拓展，建筑建造、新能源汽车等新兴领域未来有望飞速发展。

而在这其中，其在新能源车行业的看点又被重点关注，中信证券称油气保温与动力电池用气凝胶产品合计占比约60%，且未来用于电池包的气凝胶材料占比将会得到提升，而油气的占比则会对应下降。

一般而言，新能源汽车存在自燃的风险，其背后主要原因是电池内部的隔热水平不够，单个电芯的热失效扩大到整个电池组。而气凝胶为无机材料，A级防火，一定程度阻止电池自燃，或车厢燃烧蔓延到电池，提供车辆安全稳定性。

另一方面，据年初实施的《电动汽车用动力蓄电池安全性要求》要求在电池单体发生热失控后，电池系统在5分钟内不起火不爆炸，且此项为锂电池安全的考核重点。对此，中信证券强调，在目前的材料中，仅气凝胶能够满足电芯热失控后的隔热要求。

此外，由于车用产品对价格接受程度较高，因此气凝胶还能实现汽车轻量化，延长电池使用寿命，成为保障安全等问题的绝佳材料。

未来市场空间到底有多大？

随着气凝胶应用技术的不断成熟、产业化的不断推进，叠加政策的大力支持，近年来产量和需求量已经在大幅提升了。

产量方面，2021年我国气凝胶材料和气凝胶制品的产量分别为12.1万立方米、15.4万吨，2016-2021年CAGR分别为20.8%、32.6%。需求方面，2021年我国气凝胶材料和气凝胶制品的需求量分别为11.9万立方米、17.9万吨，2016-2021年CAGR分别为25.1%、21.2%。市场规模方面，2018-2021年，我国气凝胶市场规模由9.25亿元增长至17.56亿元，年增长率均维持在20%以上。

未来在节能减排的大背景下，随着气凝胶产业化的不断推进，其成本有望持续下降，在油气领域作为需求基石的同时，建筑建造、交通运输和其他新兴领域正成为气凝胶需求增长新动能。

根据住建部及国家统计局数据，2021年我国油气管道里程累计达到15万公里，集中供热管道里程50.7万公里。假设2022-2025年每年新增油气和集中管道供热里程为2017-2021年每年新增里程的平均值。机构测算，预计到2025年，我国境内油气长输管道和集中供热管道对气凝胶的总需求量约为92.3万立方米，对应金额约为124.6亿元。

而在新能源车领域，根据中国汽车工业协会数据，2021年我国新能源汽车销量高达352.1万辆，同比增长157.6%。乘联会预测2022年我国新能源汽车销量将达600万辆，IDC预测2025年将增至1300万辆。泛亚微透招股说明书（2020年发布）提到，每辆新能源汽车的SiO₂气凝胶复合材料使用量为2-5平方米，售价约为100元/平方米。机构以此基础测算出，到2025年，我国新能源汽车用气凝胶的需求空间有望增至19.5亿元。

根据Aspen Aerogel 2020年年报预测，2025年国内气凝胶需求将达到100万m³/年，对应市场空间约150亿元，较2021年增长7.5倍以上；全球需求量将达到160万m³/年，市场规模达到46亿美元。

又据艾邦高分子引用的Aspen预测数据，2021至2030年，气凝胶产品在电动汽车隔热领域的市场空间将高达300亿美元，行业成长空间很大。

产业链上又有哪些企业？

气凝胶产业链包括上游硅源、中游气凝胶材料制品以及下游应用。

硅源根据干燥方式以及制备方法种类的不同，可分为无机硅源和有机硅源。无机硅源包括四氯化硅和硅酸钠，有机硅源则包括正硅酸甲酯和正硅酸乙酯，有机硅源是目前市场上主流路线。

中游气凝胶产品种类多样，以纳诺科技、晨光新材、宏柏新材、埃力生等生产厂家为代表。气凝胶的下游应用市场较为广泛，目前主要集中于管道保温行业、石油化工行业、炉体保温、建筑保温、汽车保温、舱体保温、军事领域、航空航天等领域。

首先从技术角度考虑，气凝胶的制备过程分为两步：制备湿凝胶、将湿凝胶通过特殊手法干燥。干燥过程是生产气凝胶的核心过程，工艺包括超临界干燥、常压干燥、真空冷冻干燥以及亚临界干燥等。其中，超临界干燥是最早实现批量制备气凝胶技术，目前已经较为成熟，也是国内外气凝胶厂商所广泛采用的技术。

短期内行业技术壁垒在于常压干燥技术的突破。

二氧化碳超临界干燥技术是最早实现批量生产的技术，目前大多数产能以二氧化碳超临界为主。常压干燥技术具有设备简单，成本低廉的优势，通过此技术持续降低气凝胶制备成本是行业内公认的趋势。常压干燥技术难点在于如何通过配方设计、工业流程设计、设备匹配设计等匹配常压干燥技术。目前国内拥有常压干燥技术的气凝胶公司较少，仅有纳诺科技、中凝科技、阳中新材三家公司。

而长期来看，硅源获取途径决定气凝胶成本，因此产能规模、产业链一体化等因素需要重点关注。

目前国内气凝胶产能主要集中在头部企业埃力生（7万m³/年）和纳诺（3万m³/年）。

宏柏新材则是已满足生产纳米孔多功能气凝胶材料生产线建设的条件，正在推进“功能性气凝胶生产基地建设项目”，建成后将新增1万立方米功能性气凝胶年产能，据其2021年报，该项目预计于2022年底将释放部分产能，2023年逐步达产。

泛亚微透通过与浙江大学合作，开发出两种高性能SiO₂气凝胶复合材料，可分别用于汽车隔热保温箱体与新能源动力电池包中，目前在建有1604立方米/年气凝胶、24万立方米/年SiO₂气凝胶与e-PTFE膜复合材料产能。

晨光新材拟建设“年产21万吨硅基新材料及0.5万吨钴基新材料项目”，其中包括5万吨气凝胶产能。另外，公司又规划建设“年产2.3万吨特种有机硅材料项目”，其中包括2000吨气凝胶产能。

此类企业有望在气凝胶需求放量期间，收获一波发展助力。

文章来源： 全景财经，未来智库，选股宝APP