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气凝胶：最高效隔热材料，契合碳中和节能大趋势

核心内容总结

气凝胶是一种具有纳米多孔网络结构的固体材料，其孔隙中充满气态分散介质，是目前最高效的隔热材料之一。其导热系数仅为0.012~0.024 W/(m·K)，远低于传统材料，因此在同等保温效果下，气凝胶的用量更少。同时，气凝胶的使用寿命长达20年，远超传统材料的5年，具备优异的防水性和耐燃性，更契合节能减排趋势。

气凝胶在多个领域有广泛应用，包括石化油管、高温反应装置、锂电池Pack外保温、锂电池电芯间隔热、建筑保温、户外体育用品等。其优势包括隔热性能优异、使用寿命长、防水性好、用量少等。

主要观点

• 隔热性能优异：气凝胶的导热系数是传统材料的2-8倍，显著提升保温效率。
• 使用寿命长：气凝胶的使用寿命约为传统材料的4倍，减少更换频率，降低成本。
• 防水性能强：气凝胶的憎水率高达99%以上，有效防止水分渗透，保持结构稳定。
• 节能降碳趋势：随着双碳政策的推进，节能成为化工、能源、建筑等行业的发展重点，气凝胶因其优异性能成为主要替代材料。
• 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产量和成本的快速下降，2015-2020年产量年均复合增速为38.5%，当前成本相比10年前已下降超80%。
• 行业需求增长：预计到2025年，国内气凝胶需求将达185亿元，其中管道保温需求达155亿元，锂电池隔热需求达20亿元，建筑保温需求达7.3亿元。
• 技术路线多样：目前主流干燥技术包括超临界干燥（以二氧化碳为主）和常压干燥，其中二氧化碳超临界干燥技术综合性能最佳。

关键信息

• 行业现状：国内气凝胶市场已初具规模，2020年产值约16亿元，预计2025年将增长至185亿元。
• 应用场景：
  • 石化管道：热损失降低34.7%，保温层厚度减少50%以上。
  • 锂电池：提升电池安全性，延缓热失控蔓延，高镍三元锂电池中气凝胶渗透率已提升至28%，预计2025年将达80%。
  • 建筑保温：当前渗透率仅为0.02%，但预计2025年将提升至0.12%，需求空间达13.7亿元。
• 产能扩张：国内现有气凝胶产能约15.7万方，主流企业扩产约16万方，预计2023年产能将翻倍。
• 企业布局：多家上市公司通过股权投资布局气凝胶行业，包括中国化学、晨光新材、宏柏新材、华昌化工、华阳新材、泛亚微透等。

行业需求拐点向上

2.1 过去5年国内气凝胶市场已初具规模

气凝胶在国内产业化始于2012年，通过多次技术迭代，生产成本逐步降低，市场逐步扩大。2015-2020年，国内气凝胶材料产量年均复合增速达38.5%，制品产量年均复合增速达38.8%。

2.2 碳中和背景下气凝胶需求将快速提升

• 管道保温材料：预计2025年国内管道用气凝胶市场空间达155亿元，节能率显著，经济性逐步提升。
• 锂电池隔热材料：随着系统安全考核加严，气凝胶作为高效隔热材料被广泛采用，预计2025年全球锂电池用气凝胶市场空间达35亿元。
• 建筑保温材料：当前需求增速慢，但远期市场空间广阔，预计2025年国内建筑保温用气凝胶市场空间达13.7亿元。

行业扩产与技术路线

3.1 多方企业入局气凝胶材料，推动行业规模化降本

多家企业通过股权投资形式进入气凝胶行业，推动产能加速扩张。国内现有气凝胶产能约15.7万方，主流企业扩产合计约16万方，预计2023年产能将翻倍。

3.2 各玩家竞争力分析

• 短期：干燥技术的突破与优势竞争是关键，二氧化碳超临界干燥技术综合性能最佳，具有较强竞争优势。
• 中期：产业链分工将决定企业竞争力，生产和加工一体化布局的企业更具优势。
• 长期：原料自给能力将成为企业核心竞争力，硅化工企业在该环节具有明显成本优势。

相关公司建议

建议关注以下公司：

• 晨光新材
• 宏柏新材
• 中国化学
• 泛亚微透
• 华昌化工
• 华阳新材

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。

图表索引

• 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

数据支持

• 表1：气凝胶参数
• 表2：气凝胶比传统保温材料隔热性好、防水性好、使用寿命长、用量小
• 表3：超临界干燥和常压干燥路线对比
• 表4：国内技术降本时间线
• 表5：气凝胶应用领域及其优势
• 表6：气凝胶复合保温方案与传统保温方案参数对比
• 表7：气凝胶复合保温方案的初始投资高
• 表8：气凝胶保温材料使用年限长
• 表9：能源价格对气凝胶方案的经济性影响测算
• 表10：中国2025年油气管道和集中供热管道对气凝胶的需求空间
• 表11：预计到2025年全球锂电池用气凝胶市场空间
• 表12：预计到2025年国内建筑保温外墙市场对气凝胶的需求空间
• 表13：预计到2025年国内气凝胶需求将达185亿元
• 表14：国内企业及产能
• 表15：主流气凝胶企业的技术路线及技术来源
• 表16：二氧化碳超临界干燥技术综合性能最佳
• 表17：二氧化硅气凝胶单方成本约为0.9万元