气凝胶大势将至?4年规模增超7.5倍,行业领域渗透越来越广,中石化也入局

新材向荣 2023-11-16
2904 字丨阅读本文需 7 分钟

气凝胶目前行业整体处于生命周期的成长期,多领域蓬勃发展。能源、建筑、交通、化工等领域发展较快,并将随技术成熟及认知提升不断加强各领域的渗透;相关数据显示,预计2023年气凝胶下游需求市场中交通运输领域占比提升至13%。

4年规模增超7.5倍,稳坐Science十大新材料之首,这个气凝胶有何来头?

气凝胶概述

气凝胶是目前已知导热系数最低、密度最低的固体材料,具有超长的使用寿命、超强的隔热性能、超高的耐火性能等,被誉为“改变世界的神奇材料”,又因轻若薄雾颜色泛蓝,又被称为“蓝烟”。

气凝胶体积的95%是空气,这也赋予了它们各种不同寻常的特性,如:极低密度(几乎跟空气一样轻);非常低的热导率(在单一材料中是目前导热系数最低的保温材料);用于催化或电化学反应的高表面积;外观半透明等。

为什么说气凝胶是大势?

我国“天问一号”火星探测器一共应用了两种气凝胶材料,分别用来应对“极热”和“极寒”。中国航天科工三院306所副所长张昊介绍,“极热”考验出现在火星着陆阶段,着陆发动机产生的热量使周围的温度超过1000℃,隔热组件能够阻隔高温,仅10mm左右的材料就能够在整个着陆过程让它身后的温度保持在可接受的范围。“极寒”考验出现在火星巡视阶段,设计师在火星车的表面铺设了大面积的气凝胶板,能够确保火星车在-130℃的环境正常工作。

气凝胶现身国家重大任务,那可以用到日常生活的设备中吗?毋庸置疑,气凝胶复合制品已经开始投入到建筑、交通等领域的使用。基于其良好的保温隔热性能与隔音性能,气凝胶可用作汽车防火隔热保温降噪层、大容量电池组防火防水保温盒、危险化学品运输车等特种运输工具的保温防火层、高铁地铁车体保温隔热降噪防火层等。

气凝胶的隔热防火性能对于汽车等交通工具的安全保障所发挥的重要性不言而喻。比如从汽车座椅阻燃内衬及车身阻燃内衬,可以有效遏制火势蔓延,低烟密度特性能将火灾灾情的危害尽量控制,大幅降低火灾事故隐患,保护乘客安全。

除了以上提到的内饰材料作隔热防火的作用外,气凝胶在轨道交通领域中还有一个主要增长极,即电池体系的安全问题。

当车载电池长时间输出电能后,电池内长时间进行化学反应会使电池体明显发热,存在燃烧爆炸的风险。为了达到防火隔热的效果,传统的芯模组会采用塑料隔板将电池隔开,但这样不仅会增加重量,还容易在电池高温运作时导致隔板溶解、着火等问题。气凝胶复合制品气凝胶毡具备质轻、隔热性能高的特征,既能保持温度相对稳定,又能以质轻的优势减少负荷。在因温度过高而引起火灾事故的情况下,也能有效延缓火势蔓延速度。

动力电池发展迅猛,三元锂电池占主要份额。可见,在新能源汽车普及、安全要求提升等因素的推动下,轨道交通将成为气凝胶未来的重要增长极,高铁、汽车、巴士等等,将不断出现更多气凝胶的身影。

中石化也入局气凝胶

行业专家认为,石油化工或为气凝胶最大下游应用领域,中石化、中石油等头部的入局,也是对气凝胶在石化领域应用前景的肯定。

气凝胶早期主要应用在航天、军工、国防等中上游领域,随后才逐步扩展至石化、工业、建筑、交通等下游领域。

在下游的一众领域中,气凝胶在石油化工管道的应用最为亮眼。暂且不谈数据,国内已经有多家石油石化企业采用气凝胶用于管道管线保温,这不论是存量和增量市场都将为气凝胶带来广阔的市场需求。

石油化工管道系统在工作时温度容易过高,甚至可能造成附近物体损坏,因此保温隔热的工作十分重要。在选择保温材料时,人们倾向保温隔热兼具防火防潮的产品,而过去使用率较高的材料如聚氨酯、玻璃棉等,会因为疏水能力不足或者耐温性能有待提升,无法满足管道保温的需求,以至于使用年限短,带来的就是更换材料的成本问题及影响管道的正常使用。

保温隔热性能更强、技术更先进的保温材料成为石油化工管线保温亟待突破的一个关键。

对比传统保温材料,运用在石化管道上的气凝胶毡制品的导热系数仅为传统保温材料的1/3~1/5,隔热能力是传统保温材料的2~8倍。

气凝胶的市场格局

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。

多个气凝胶项目最新进展

江瀚新材气凝胶项目

今年1月,江翰新材招股书中透露,公司已于2019年立项开展气凝胶粉体及制品生产技术研发,2023年1月正在小试阶段,预计2024年可以实现量产,形成2000吨/年的气凝胶粉体及制品产能。本项目新建产线将以正硅酸乙酯为原料,通过二氧化碳超临界法生产气凝胶材料,其中涉及水解、酸处理、尾气处理、废液回收再利用等环节。预计该项目建设周期36个月,投资总金额达2.5亿元。

兴发集团气凝胶项目

兴发集团11月10日发布投资者关系活动记录表,公司于2023年11月10日接受5家证券公司调研。针对“公司已投产的气凝胶产品主要应用于什么方面?近期有没有扩产的计划?”的问题,兴发集团回复:公司5000立方/年气凝胶毡项目目前已进入建设收尾阶段,产品计划用于石油化工管道保温及新能源电池隔热防火等领域,后续将结合市场需求及客户开拓情况考虑扩产事宜。

晨光新材气凝胶项

11月12日,晨光新材在接受调研时表示,公司在宁夏中卫工业园投资建设的“年产30万吨硅基及气凝胶新材料项目”,目前处于全面建设状态,将分期建设和投产。今年10月,中卫市广播电视台在报道晨光新材宁夏中卫项目进展时透露,公司年产30万吨硅基及气凝胶新材料项目一期正加速推进,计划12月份试生产。

8月10日,晨光新材披露投资者关系活动记录显示,公司“年产2.3万吨特种有机硅材料项目(一期)气凝胶装置试生产方案”已取得湖口县应急管理局的试生产批复准许,目前处于试生产阶段中。

宏柏新材气凝胶项目

5月22日,宏柏新材在投资者关系活动记录表中表示,公司气凝胶项目正有序推进,一期项目预计2023年第四季度满足投产条件。

2022年11月30日,宏柏新材发布公告称,公司拟将“功能性气凝胶生产基地建设项目”达到预定可使用状态的时间进行调整,调整后将项目分两期建设,一期优先用于新能源车动力电池保温隔热方面,建设产能3000立方米/年,预计2023年下半年完成建设;二期主要用于动力电池保温隔热及管道、外墙、储罐保温方面,建设产能7000立方米/年,预计2024年12月完成建设。

尉氏县百茂硅胶科技有限公司气凝胶项目

11月12日,尉氏县百茂硅胶科技有限公司建设硅胶、气凝胶隔热片发展项目配套的环境保护设施竣工,竣工时间为2023年11月12日,调试时间为2023年11月12日至2023年11月17日。该项目位于河南省开封市尉氏县十八镇申庄村,项目建成后一期生产硅胶气凝胶隔热片4500万片、模具100套、二期生产隔热片600万片项目。

文章来源: 尤特森保温材料厂家,化工新材料,前沿材料

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