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速覽!2022年中國氣凝膠行業現狀及趨勢分析:行業發展空間巨大[圖]

摘要:

 

一、產業鏈:原材料供應充足,為行業發展奠定良好基礎

 

在20世紀30年代,Steven.S.Kistler制作了世界上第一塊氣凝膠—SiO2氣凝膠,后歷經90余年的發展,氣凝膠種類不斷增加,目前已形成了龐大的氣凝膠家族。從氣凝膠產業鏈來看,上游原材料有四氯化硅和功能性硅烷等。近年來我國四氯化硅及功能性硅烷產量不斷增長,為氣凝膠提供充足原材料,未來供給將進一步擴張。下游應用廣泛,涉及石油化工、建筑建造、交通等領域。

 

、產業現狀:行業規模持續擴張,下游應用領域將加速滲透

 

近幾年來,在國家政策的大力支持及企業加大研發投入下,技術不斷進步,成本得以大幅下降,氣凝膠需求持續增長。2021年中國氣凝膠材料、氣凝膠制品需求量擴大至17.5萬噸、22.8萬噸。行業市場規模也不斷擴大,到2021年氣凝膠材料、氣凝膠制品市場規模均超22億元,較2020年實現大幅增長。未來新能源汽車及建筑建材等領域將成為氣凝膠行業重要增長點。

 

、企業格局:企業相繼入局氣凝膠賽道,推動行業產能擴張

 

氣凝膠行業一片藍海吸引了越來越多的企業進入競爭隊列中,形成了以納諾科技為代表等一批氣凝膠產業龍頭企業,產品質量達到國際先進水平。氣凝膠屬于資金、技術密集型行業,因此新入局企業多為具備一定資金實力的企業,目前已有多家上市公司布局氣凝膠領域。隨著市場需求的大幅增長,各企業不斷加速氣凝膠產能擴張速度。

 

、發展趨勢:成本進一步下降,行業保持高速發展態勢

 

近10年來,氣凝膠生產成本明顯下降,但在許多領域,經濟性能不明顯。未來,生產企業將繼續加強成本控制,進一步降低氣凝膠的成本,加速在各領域中應用;同時,四氯化硅、功能性硅烷將集中釋放產能,供需差的進一步擴大有望帶動平均價格水平下降,為氣凝膠成本下降帶來空間。在價格不斷下行、利好政策頻出及環保要求日趨嚴格下,行業將保持高速發展態勢。

 

關鍵詞:產業鏈、行業現狀、企業格局、發展趨勢

 

一、產業鏈:原材料供應充足,為行業發展奠定良好基礎

 

氣凝膠是指通過溶膠凝膠法,用一定的干燥方式使氣體取代凝膠中的液相而形成的一種納米級多孔固態材料,如明膠、阿拉伯膠、硅膠等。氣凝膠是世界上已知導熱系數最低、密度最低的人造固體材料,有“固態煙霧”“藍煙”之稱。具有超長的使用壽命、超強的隔熱性能、超高的耐火性能、良好的防火性等優勢。

 

氣凝膠類型多樣,在20世紀30年代,Steven.S.Kistler制作了世界上第一塊氣凝膠—SiO2氣凝膠,后歷經90余年的發展,氣凝膠種類不斷增加,目前已形成了包括ZrO2氣凝膠、Al2O3氣凝膠、炭氣凝膠等在內的龐大的氣凝膠家族,種類繁多,可按照外觀、制備方式、組分等進行分類。目前市場上SiO2氣凝膠應用最為成熟、產業化程度最高,2020年全球氣凝膠市場規模為591億美元,其中SiO2氣凝膠占比近7成。

氣凝膠類型多樣,在20世紀30年代,Steven.S.Kistler制作了世界上第一塊氣凝膠—SiO2氣凝膠,后歷經90余年的發展,氣凝膠種類不斷增加,目前已形成了包括ZrO2氣凝膠、Al2O3氣凝膠、炭氣凝膠等在內的龐大的氣凝膠家族,種類繁多,可按照外觀、制備方式、組分等進行分類。目前市場上SiO2氣凝膠應用最為成熟、產業化程度最高,2020年全球氣凝膠市場規模為591億美元,其中SiO2氣凝膠占比近7成。

資料來源:智研咨詢整理

 

從硅基氣凝膠產業鏈來看,上游原材料有無機硅源和有機硅源,占成本總量的40%左右,硅源作為氣凝膠前驅體的重要組成部分,對獲得結構完整、性能優良的氣凝膠以及構建滿足不同應用需求的氣凝膠至關重要。近年來,我國四氯化硅及功能性硅烷產量不斷增長,為氣凝膠提供充足原材料。在中游,氣凝膠生產主要經過水解、凝膠、老化、干燥等步驟,其中干燥是生產過程中最為關鍵的環節,對產品品種影響重大。目前,干燥方法主要有超臨界干燥、常壓干燥、高溫干燥、冷凍干燥和微波干燥等,其中超臨界干燥由于獲得產品質量較好,常壓干燥對設備要求低等優勢成為主流干燥技術,但超臨界干燥設備制造具有一定門檻,且原料有機硅源價格較高,制造成本是常壓干燥的20倍左右,導致許多生產廠家望而卻步。

 

氣凝膠制品包括氣凝膠氈、氣凝膠紙、氣凝膠布、氣凝膠板材、氣凝膠粉末等,下游應用廣泛,涉及石油化工、建筑建造、工業隔熱、交通等領域,其中石油化工為最大應用領域,消費占比超一半,未來隨著氣凝膠技術的進步,應用場景將不斷拓展。

氣凝膠制品包括氣凝膠氈、氣凝膠紙、氣凝膠布、氣凝膠板材、氣凝膠粉末等,下游應用廣泛,涉及石油化工、建筑建造、工業隔熱、交通等領域,其中石油化工為最大應用領域,消費占比超一半,未來隨著氣凝膠技術的進步,應用場景將不斷拓展。

資料來源:智研咨詢整理

 

從有機硅源和無機硅源生產路線來看,無機硅源雖生產成本低、來源廣,但雜質多、制備周期長、資源消耗多等劣勢限制了其大范圍應用。有機硅源憑借適用范圍廣、純度高等優勢成為主流路線,但成本相對較高。無機硅源只能應用于常壓干燥技術,有機硅源適配超臨界干燥以及常壓干燥工藝兩種工藝。

從有機硅源和無機硅源生產路線來看,無機硅源雖生產成本低、來源廣,但雜質多、制備周期長、資源消耗多等劣勢限制了其大范圍應用。有機硅源憑借適用范圍廣、純度高等優勢成為主流路線,但成本相對較高。無機硅源只能應用于常壓干燥技術,有機硅源適配超臨界干燥以及常壓干燥工藝兩種工藝。

資料來源:公開資料整理

 

自2015年以來,隨著經濟的崛起,亞太地區硅烷需求強勁增長,而中國作為全球最大的功能性硅烷產銷國,引領全球硅烷市場的發展。根據SAGSI數據:中國功能性硅烷供需端持續擴張,中國有40余家功能性硅烷生產企業,2021年中國功能性硅烷產能為55.76萬噸,占全球的72.9%;產量為32.26萬噸,占全球的67.5%;消費量為21.89萬噸,較上年同比增長9.6%,未來氣凝膠需求的增長將繼續拉動功能性硅烷的消費量。

 

從生產企業來看,國外企業由于成本壓力、產品配套等因素,大規模擴產概率較低;而國內企業在環保要求日趨嚴格之下,馬太效應加速顯現,規模較大的龍頭企業成本、技術優勢凸顯,未來將繼續主導國內行業發展,并進一步提高國際市場份額。

從生產企業來看,國外企業由于成本壓力、產品配套等因素,大規模擴產概率較低;而國內企業在環保要求日趨嚴格之下,馬太效應加速顯現,規模較大的龍頭企業成本、技術優勢凸顯,未來將繼續主導國內行業發展,并進一步提高國際市場份額。

資料來源:SAGSI、智研咨詢整理

 

四氯化硅大部分為多晶硅副產物,隨著多晶硅料擴產計劃的啟動,帶動四氯化硅產量的增長,從而為氣凝膠提供充足原材料。資料顯示:每生產1萬噸多晶硅將產生10~15萬噸四氯化硅,2021年中國多晶硅產能為62.3萬噸,產量為50.6萬噸,測算副產四氯化硅達365-547萬噸。通過副產物四氯化硅制備氣凝膠,可以將多晶硅產業和氣凝膠產業結合,形成產業鏈,變廢為寶。預計到2025年底中國多晶硅產能較2021年將增長240萬噸至300萬噸,多晶硅擴產帶來四氯化硅供應大幅增加。近年來國內常壓干燥技術不斷進步,未來不再是制約無機硅源的瓶頸。

四氯化硅大部分為多晶硅副產物,隨著多晶硅料擴產計劃的啟動,帶動四氯化硅產量的增長,從而為氣凝膠提供充足原材料。資料顯示:每生產1萬噸多晶硅將產生10~15萬噸四氯化硅,2021年中國多晶硅產能為62.3萬噸,產量為50.6萬噸,測算副產四氯化硅達365-547萬噸。通過副產物四氯化硅制備氣凝膠,可以將多晶硅產業和氣凝膠產業結合,形成產業鏈,變廢為寶。預計到2025年底中國多晶硅產能較2021年將增長240萬噸至300萬噸,多晶硅擴產帶來四氯化硅供應大幅增加。近年來國內常壓干燥技術不斷進步,未來不再是制約無機硅源的瓶頸。

資料來源:中國光伏協會、智研咨詢整理

 

二、政策:氣凝膠備受政策支持,行業標準加速出臺

 

節能減排為國家及社會關注的重點,自2020年“3060”雙碳目標提出之后,各行業都在加速向綠色、低碳方向發展。而氣凝膠相對于傳統材料,節能效果顯著,,對實現“雙碳”目標具有重要戰略意義。近年來,國家及各地政府不斷加大對氣凝膠的支持力度,出臺了《2030年前碳達峰行動方案》、《關于推進中央企業高質量發展做好碳達峰碳中和工作的指導意見》等多項政策大力支持氣凝膠行業研發應用,為行業的發展提供了良好的環境,同時在政策的支持下,我國氣凝膠行業發展也取得了一定的成果。

節能減排為國家及社會關注的重點,自2020年“3060”雙碳目標提出之后,各行業都在加速向綠色、低碳方向發展。而氣凝膠相對于傳統材料,節能效果顯著,,對實現“雙碳”目標具有重要戰略意義。近年來,國家及各地政府不斷加大對氣凝膠的支持力度,出臺了《2030年前碳達峰行動方案》、《關于推進中央企業高質量發展做好碳達峰碳中和工作的指導意見》等多項政策大力支持氣凝膠行業研發應用,為行業的發展提供了良好的環境,同時在政策的支持下,我國氣凝膠行業發展也取得了一定的成果。

資料來源:政府部門、智研咨詢整理

 

在氣凝膠快速發展的同時,氣凝膠相關標準也加速出臺,助力行業規范化發展。除國家標準《納米孔氣凝膠復合絕熱制品》、行業標準《疏水二氧化硅氣凝膠粉體》外,還有多項團體標準,2021年以來,團體標準立項及出臺明顯提速,涉及建筑、工業、動力電池等多個領域,不僅可推動行業規范化發展,還有助于打開氣凝膠下游市場的廣闊消費空間。

在氣凝膠快速發展的同時,氣凝膠相關標準也加速出臺,助力行業規范化發展。除國家標準《納米孔氣凝膠復合絕熱制品》、行業標準《疏水二氧化硅氣凝膠粉體》外,還有多項團體標準,2021年以來,團體標準立項及出臺明顯提速,涉及建筑、工業、動力電池等多個領域,不僅可推動行業規范化發展,還有助于打開氣凝膠下游市場的廣闊消費空間。

資料來源:全國標準信息公共服務平臺、智研咨詢整理

 

三、產業現狀:行業規模持續擴張,下游應用領域將加速滲透

 

1、行業需求量大幅增長

 

我國氣凝膠行業相較于歐美等發達地區,起步較晚。在20世紀90年代,我國同濟大學首次從國外引進氣凝膠研究,隨后清華大學、哈爾濱工業大學等高校紛紛進入氣凝膠研究領域;在2004年,隨著國內第一家從事氣凝膠材料產業化的納諾科技有限公司成立,我國氣凝膠正式進入商業化。在隨后的近20年里,越來越多的企業進入氣凝膠領域。近幾年來,在國家政策的大力支持及企業加大研發投入下,技術不斷進步,成本得以大幅下降,當前成本較10年前已實現超80%的降幅,性價比優勢開始顯現,尤其在石化管道等領域,龍頭企業紛紛從傳統隔熱材料切換至氣凝膠,氣凝膠需求持續增長。2014年中國氣凝膠材料、氣凝膠制品需求量分別為1萬噸、3.1萬噸;到2021年需求量已擴大至17.5萬噸、22.8萬噸。行業市場規模也不斷擴大,到2021年氣凝膠材料、氣凝膠制品市場規模均超22億元,較2020年實現大幅增長。

我國氣凝膠行業相較于歐美等發達地區,起步較晚。在20世紀90年代,我國同濟大學首次從國外引進氣凝膠研究,隨后清華大學、哈爾濱工業大學等高校紛紛進入氣凝膠研究領域;在2004年,隨著國內第一家從事氣凝膠材料產業化的納諾科技有限公司成立,我國氣凝膠正式進入商業化。在隨后的近20年里,越來越多的企業進入氣凝膠領域。近幾年來,在國家政策的大力支持及企業加大研發投入下,技術不斷進步,成本得以大幅下降,當前成本較10年前已實現超80%的降幅,性價比優勢開始顯現,尤其在石化管道等領域,龍頭企業紛紛從傳統隔熱材料切換至氣凝膠,氣凝膠需求持續增長。2014年中國氣凝膠材料、氣凝膠制品需求量分別為1萬噸、3.1萬噸;到2021年需求量已擴大至17.5萬噸、22.8萬噸。行業市場規模也不斷擴大,到2021年氣凝膠材料、氣凝膠制品市場規模均超22億元,較2020年實現大幅增長。

資料來源:智研咨詢整理

 

2、新能源汽車將成為氣凝膠行業新增長點

 

在“雙碳”目標大背景下,汽車產業加速電動化轉型,我國新能源汽車發展迅速。2021年中國新能源汽車產銷量實現增幅159.5%、157.5%至266.1萬輛、260.0萬輛,2022年上半年中國新能源汽車產銷量保持高速增長態勢,分別為266.1萬輛、260.0萬輛,同比增長118.2%、115.0%。截止2022年上半年,中國新能源汽車保有量已突破千萬輛,隨著新能源汽車銷量及保有量的快速增長,動力電池的安全性成為關注重點。隨著動力電池密度不斷提高,在安全性方面也面臨更大挑戰。

 

在新能源汽車領域,傳統隔熱材料不僅重量大,隔熱效果差,易造成燃燒、爆炸的風險,而使用氣凝膠材料可以耐受住電池包短路造成的高溫能量瞬間沖擊,更好地解決動力電池安全問題,逐漸成為新能源汽車隔熱材料的最優選,但目前,氣凝膠價格相較于普通隔熱材料仍偏貴,未來隨著成本的進一步下行,氣凝膠在新能源汽車領域將得到更大規模的推廣應用。

在新能源汽車領域,傳統隔熱材料不僅重量大,隔熱效果差,易造成燃燒、爆炸的風險,而使用氣凝膠材料可以耐受住電池包短路造成的高溫能量瞬間沖擊,更好地解決動力電池安全問題,逐漸成為新能源汽車隔熱材料的最優選,但目前,氣凝膠價格相較于普通隔熱材料仍偏貴,未來隨著成本的進一步下行,氣凝膠在新能源汽車領域將得到更大規模的推廣應用。

資料來源:中汽協、智研咨詢整理

 

3、氣凝膠在建筑建材市場滲透率將顯著提升

 

建筑建材為氣凝膠第三大應用領域,隨著對建筑行業綠色、環保的要求日趨嚴格,急需借助新技術新材料突圍節能困境成為重要課題,氣凝膠成為建筑節能降耗的有效的技術途徑。氣凝膠在建材領域主要應用于墻體保溫材料、保溫涂料以及節能玻璃中,面向新建建筑和既有建筑節能改造兩大場景。

 

房地產行業是我國重要的支柱產業之一,在2022年上半年中國房地產開發投資額達6.8萬億元,商品房銷售面積為6.9億平方米,銷售額為6.6萬億元。但由于氣凝膠價格較貴,目前在建設領域市場滲透率較低,在氣凝膠產業更發達的美、歐洲地區,建筑領域用氣凝膠已非常普遍。隨著我國建筑行業加速節能改造,氣凝膠將加速滲透。

 

墻體承擔整個建筑物節能保溫任務的50%,建筑的墻體保溫材料有外墻保溫材料和內墻保溫材料兩種。氣凝膠外墻保溫材料適用于有輕量化、綠色化需求的高端建筑以及有嚴苛保溫要求的特種建筑,隨著建筑高端化、綠色化發展,氣凝膠發展前景廣闊;在內墻方面,北方地區由于冬季氣溫低需求更為強烈。

墻體承擔整個建筑物節能保溫任務的50%,建筑的墻體保溫材料有外墻保溫材料和內墻保溫材料兩種。氣凝膠外墻保溫材料適用于有輕量化、綠色化需求的高端建筑以及有嚴苛保溫要求的特種建筑,隨著建筑高端化、綠色化發展,氣凝膠發展前景廣闊;在內墻方面,北方地區由于冬季氣溫低需求更為強烈。

資料來源:國家統計局、智研咨詢整理

 

四、企業格局:企業相繼入局氣凝膠賽道,推動行業產能擴張

 

1、新企業入局推動行業產能擴張

 

氣凝膠行業一片藍海吸引了越來越多的企業進入競爭隊列中,形成了以納諾科技為代表等一批氣凝膠產業龍頭企業,產品質量達到國際先進水平。氣凝膠屬于典型的資金、技術密集型行業,生產1萬方的氣凝膠約需投資1~1.8億元,因此新入局企業多為具備一定資金實力的企業,目前已有多家上市公司布局氣凝膠領域。隨著市場需求的大幅增長,各企業不斷加速氣凝膠產能擴張速度。

 

目前,產業仍處于發展初期,氣凝膠相關技術并不成熟,因此產線落地速度及技術突破將成為企業短期內核心競爭力。長遠來看,產業鏈布局及原料供給將成為企業搶占制高點。

目前,產業仍處于發展初期,氣凝膠相關技術并不成熟,因此產線落地速度及技術突破將成為企業短期內核心競爭力。長遠來看,產業鏈布局及原料供給將成為企業搶占制高點。

資料來源:智研咨詢整理

 

2021年以來,有多家企業有氣凝膠相關項目備案,除包括江蘇泛亞微透科技股份有限公司、江西宏柏新材料股份有限公司等上市企業,還有湖北江瀚新材料股份有限公司以功能性硅烷為基礎,向產業鏈下游延伸。

2021年以來,有多家企業有氣凝膠相關項目備案,除包括江蘇泛亞微透科技股份有限公司、江西宏柏新材料股份有限公司等上市企業,還有湖北江瀚新材料股份有限公司以功能性硅烷為基礎,向產業鏈下游延伸。

資料來源:投資項目在線審批監管平臺、智研咨詢整理

 

2、氣凝膠研發熱度不減,專利數量快速增長

 

氣凝膠自發明以來一直深受研究人員的熱捧,目前國際上關于氣凝膠的研究主要集中在德、美、法、日等國。我國氣凝膠研發進程不斷加快,2014年-2021年,我國氣凝膠相關專利申請量超萬項,數量保持高速增長,申請主體主要以、、等高校為主,由此可見高校仍是氣凝膠研發主力軍,同時也表現出氣凝膠的高研究熱度以及潛在的巨大商業價值。

 

目前已ASPENAREOGEL等多家國外企業在中國獲得多項專利授權,已具備通過自身專利“卡脖子”中國氣凝膠產業發展的能力。未來,為避免在國際大企業專利領域的競爭中慘遭淘汰,我國需加強行業企業間協同與互補,積極推進國際專利布局,快速建立國家氣凝膠專利池,防御并避免在知識產權上受制于人。

目前已ASPENAREOGEL等多家國外企業在中國獲得多項專利授權,已具備通過自身專利“卡脖子”中國氣凝膠產業發展的能力。未來,為避免在國際大企業專利領域的競爭中慘遭淘汰,我國需加強行業企業間協同與互補,積極推進國際專利布局,快速建立國家氣凝膠專利池,防御并避免在知識產權上受制于人。

資料來源:佰騰網、智研咨詢整理

 

五、發展趨勢:成本進一步下降,行業保持高速發展態勢

 

1、成本進一步下降,應用滲透率持續提升

 

氣凝膠自誕生以來,已經歷了三次產業化歷程,目前處于第四次產業化浪潮中,隨著技術不斷成熟,行業產能不斷擴張,產品良品率有所提升,生產成本在近10年間已有了明顯的降幅,經濟性逐步提升。但目前,在新能源汽車等許多領域,相較于傳統隔熱材料,氣凝膠生產成本高昂,產品價格昂貴,導致滲透率仍偏低。未來,生產企業將從產業鏈布局及降低原材料單耗等方面繼續加強成本控制,進一步降低氣凝膠的成本,加速在各領域中應用;同時,四氯化硅、功能性硅烷將集中釋放產能,供需差的進一步擴大有望帶動平均價格水平下降,為氣凝膠成本下降帶來空間。

 

2、政策扶持力度持續加大,推動行業快速、健康發展

 

氣凝膠是國家基礎戰略性前沿新材料,其發展備受政府部門關注。在我國,氣凝膠產業仍處于起步階段,發展前景廣闊,對于一個處于發展初期的產業而言,政策扶持將對產業健康發展起到關鍵性的支撐作用。近幾年來,國家發布了多項政策支持氣凝膠行業的發展與創新,但行業仍面臨著技術門檻高,下游應用市場未完全成熟等問題,因此未來的發展離不開政策的助力?!笆奈濉逼陂g國家將繼續加大對氣凝膠產業的扶持力度,明確產業的規劃布局、發展重點、發展路徑;各地區也發布了支持政策,將氣凝膠作為“十四五”發展重點,推動行業快速發展;同時協會及企業將不斷完善行業標準,助力行業規范、健康發展。

 

3、雙碳目標下,行業保持高速發展態勢

 

全面綠色低碳發展為氣凝膠產業發展帶來了前所未有的機遇。相較于傳統保溫材料,氣凝膠隔熱性優異、用量少、使用壽命長,使用壽命可達20年,為傳統保溫材料的4倍左右,氣凝膠節能優勢明顯,符合環保節能發展大趨勢。目前,中國氣凝膠行業規模仍較小,在許多領域并未實現大規劃應用。未來隨著各行各業有序推進碳達峰碳中和,更為環保的氣凝膠將加速替代傳統材料,且隨著氣凝膠價格的進一步下行,行業將保持高速發展態勢。

 

以上數據及信息可參考智研咨詢(www.njjkdl.com)發布的《2022-2028年中國氣凝膠行業市場調查研究及發展前景規劃報告》。智研咨詢是中國領先產業咨詢機構,提供深度產業研究報告、商業計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產業咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號,每天及時掌握更多行業動態。

 

本文采編:CY353
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2025-2031年中國氣凝膠行業市場調查研究及發展前景規劃報告
2025-2031年中國氣凝膠行業市場調查研究及發展前景規劃報告

《2025-2031年中國氣凝膠行業市場調查研究及發展前景規劃報告》共十四章,包含2025-2031年中國氣凝膠產業前景預測,影響企業生產與經營的關鍵趨勢,2025-2031年氣凝膠行業投資前景預測分析等內容。

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