新老应用领域同步发力,气凝胶发展闪现契机?

材料每日新鲜报 2023-02-13
2117 字丨阅读本文需 6 分钟

气凝胶是一种较轻的固体材料,由于其纳米多孔材料、低密度、低介电常数、低传热系数等特点,可广泛应用于航天、军事、交通、通信、医疗、建材、电力、冶金等领域,被称为改变世界的奇妙材料,是2022年化工十大新兴技术之一。

一、气凝胶市场状况

气凝胶是一种新型材料,具有优异的隔热特性,在油气、新能源电池、墙体保温等领域具有广阔的应用前景。目前,市场上常见的气凝胶通常是硅气凝胶、碳气凝胶和二氧化硅气凝胶。

近年来,我国气凝胶市场规模保持增长趋势。2021年,我国气凝胶市场规模达到17.56亿元,近五年复合增长率达到23.58%。预计2023年我国气凝胶市场规模将达到26.82亿元。

我国气凝胶产品主要分为气凝胶材料和气凝胶产品两部分,其中气凝胶材料比产品生产难度小,占比较大。从气凝胶商品的市场份额来看,2021年气凝胶材料占58%,气凝胶产品占42%。

随着气凝胶应用技术的不断成熟、工业化的不断推进和政策的大力支持,近年来气凝胶材料的产量和消费量大幅增加。

2021年,我国气凝胶材料产量和消费量分别达到12.1万立方米和11.8万立方米,5年内复合增长率分别为23.51%和22.15%。分析人士预计,2023年国内气凝胶材料产量和消费量将分别增加到16.1万立方米和15.7万立方米。

目前,我国气凝胶行业的主要产品有气凝胶保温毡、保温板、保温粉体和保温采光瓦。随着国内企业气凝胶生产技术的发展和国内产品竞争力的提高,气凝胶产品行业规模不断扩大。

二、新老应用领域同步发力

(1)动力电池:

锂电池安全需求增加,气凝胶作为防火隔热材料可用于电池系统中。锂电池包由多个模组组成,模组中有多个电芯。气凝胶材料作为插片安装于模组之间,盖板采用云母片满足电池包的隔热需求。根据泛亚微透招股说明书中,二氧化硅气凝胶与玻纤复合材料以插片形式应用于电池包之中。

宁德时代方形电芯产品使用方案为在电芯之间安装气凝胶插片,上汽通用在纯电动MAV别克微蓝电芯中使用纳米气凝胶。此前,产业链调研显示,比亚迪拟全系产品采用气凝胶。

气凝胶产业在双碳战略下得到国家大力支持。气凝胶产业的发展也备受关注,曾被列入国家重点节能低碳技术、建材新兴产业、前沿新材料等名单。随着双碳目标的推进,在规划实现碳中和的路径中,绝热节能是最重要的组成部分,碳达峰、碳中和的目标给了气凝胶绝热节能材料较大的施展空间。

(2)建筑保温:传统的建筑保温材料是千亿级市场,气凝胶制品凭借优异的性能、轻薄的结构有望加速替代。气凝胶复合产品的导热系数与燃烧等级均占优势,气凝胶可用更薄的厚度达到更优异的保温效果,还有效提高房屋使用面积。中性假设,2025 年,在国内建筑领域气凝胶渗透率为1%,对应市场规模可达57 亿元。

(3)石化管道保温:气凝胶毡作为一种新型绝热材料可广泛应用于石化油气传输、蒸汽管道和工艺管道,市场潜力大。中性假设,2025 年,石化管道领域气凝胶渗透率为5%,则对应的总市场规模可达41 亿元。

三、发展前景

下游应用商店的发展促进了气凝胶的要求

在我国气凝胶下游占比最高的油气工程中,气凝胶主要用作能源基础设施的外保温材料和天然气管道的保温材料,可节省空间,提高约30%的施工效率,节约资源和维护成本。在国内大型炼化工业快速发展的环境下,气凝胶市场需求将迎来增长空间。在交通方面,由于气凝胶较轻,阻燃性能好,可以有效解决电池热失控问题。

工艺进步推动气凝胶成本降低

与传统保温材料相比,气凝胶的主要缺点是生产成本高。技术方面,我国常压干燥工艺逐步完善,正在逐步取代成本高、周期长的超临界制备工艺,制造成本可降低到超临界工艺的1/20。此外,常压工艺可以维护成本相对较低的无机硅源,进一步优化成本。在原料供应方面,气凝胶的主要原料是正硅酸乙酯,而四氯氢硅是正硅酸乙酯的原料。目前,我国多晶硅产能不断扩大,每生产1kg多晶硅副本为10-15kg四氯化硅。气凝胶原料提供持续增长,材料成本中心有望降低。随着生产成本的降低,气凝胶将应用于更多领域,市场规模有望扩大。

四、“气凝胶”相关上市公司梳理

晨光新材:产业链配套完整,一体化优势凸显。公司主要从事功能性硅烷基础原料、中间体及成品的研发、生产和销售。公司已成为国内功能性硅烷行业产品最丰富、产业链最长的生产厂商之一。公司气凝胶产能建设多,至2025年若气凝胶项目全部投产,产能将达到7.7万吨(以密度为 200kg/m3 计算)。

江瀚新材:据公司招股书,公司拟以募投资金1.72亿元投资建设“年产2000吨气凝胶复合材料产业化建设项目”。

泛亚微透:公司气凝胶产品量产项目稳步推进。公司是一家生产ePTFE膜、气凝胶等新材料供应商和解决方案提供商。公司是一家拥有自主研发及创新能力的新材料供应商和解决方案提供商。公司与浙江大学合作研发气凝胶材料项目并具有完全知识产权,同时自研二氧化硅气凝胶复合材料技术,实现气凝胶颗粒与预氧丝、玻纤以及陶瓷纤维等材料的复合,在研电动车用气凝胶隔热垫复合材料等。

宏柏新材:国内领先的功能性硅烷企业,布局气凝胶产品。公司是硫硅烷细分领域中具备循环经济体系及世界领先产业规模的企业之一。公司目前具备硅烷偶联剂产能6万吨,白炭黑产能0.6万吨,上游配套5万吨三氯氢硅。公司募投项目“功能性气凝胶生产基地建设项目”含1万立方米气凝胶材料。

华昌化工:参股爱彼爱和6.41%股权。爱彼爱和现有1万方/年气凝胶产能,在建2万方/年气凝胶产能。

高澜股份:参股公司东莞硅翔拥有多项与动力电池隔热相关的专利技术和产品,并与下游电池厂商保持密切的技术交流,已有气凝胶隔热垫的应用推广。

其它相关上市公司:江瀚新材、泛亚微透、鲁阳节能、华昌化工、高澜股份、比亚迪、宁德时代、新安股份、金宏气体 等。

文章来源: ​简乐尚博,开源证券,华金证券

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