一、氣凝膠分類

　　1、材料分類

　　氣凝膠可分為無機氣凝膠、有機氣凝膠、混合氣凝膠和復合氣凝膠。常見的氣凝膠主要是硅氣凝膠、碳氣凝膠和二氧化硅氣凝膠，新進發展的氣凝膠主要是氧化石墨烯氣凝膠、富勒烯氣凝膠和纖維/二氧化硅氣凝膠。

　　目前國內最常使用的氣凝膠材料為SiO2氣凝膠。根據Allied Market Research及西部證券研報數據，從市場占比來看，SiO2氣凝膠市場占比約為70%。

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　　2、應用領域

二、生產工藝

　　1、關鍵技術突破

　　從國內氣凝膠技術發展歷程來看，2012年國內首套1000L超臨界二氧化碳氣凝膠干燥設備的生產，標志著國內氣凝膠實現規模化量產，這也成為2014年開始國內氣凝膠材料及制品產量開始快速擴大的產業化基礎。

　　2、工藝流程

　　氣凝膠的制備通常由溶膠凝膠過程和干燥處理過程。構成二氧化硅氣凝膠的制備過程首先要得到二氧化硅凝膠，再通過干燥手段使氣體取代凝膠中的液相從而形成氣凝膠。

　　從生產原料區分工藝有兩種。一種使用無機硅源，包括水玻璃(硅酸鈉)和四氯化硅，另一種使用有機硅源，包括正硅酸甲酯(TMOS，又稱四甲氧基硅烷)和正硅酸乙酯(TEOS，又稱四乙氧基硅烷)等功能性硅烷。

　　有機硅源純度高，工藝適應性好，可以適配超臨界干燥以及常壓干燥工藝，但有機硅元作為原料的缺陷是價格高，目前國內外采用超臨界干燥工藝的企業基本上都是采用有機硅源。無機硅源相對更加廉價，但長期以來應用較少。一方面是由于無機硅源只能應用于常壓干燥技術，常壓法發展還較不成熟;另一方面，以水玻璃為硅源的氣凝膠制備過程中需要大量水洗凝膠中的鈉鹽，而鈉鹽的水溶液難分離，造成大量的廢水難以處理，處理不當可能會造成大面積的土地鹽堿化。因此，目前最主流產業化生產路線是正硅酸酯為原料結合超臨界干燥工藝的生產過程。

　　從生產干燥工藝上區分，可分為超臨界工藝和常壓工藝。其中有機硅源可同時滿足超臨界和常壓工藝，無機硅源一般只能使用常壓工藝。

　　其中超臨界干燥具體還可細分為二氧化碳超臨界和酒精超臨界。

　　在氣凝膠的合成過程中，干燥步驟具有較強的技術壁壘，干燥技術路線的選擇直接影響氣凝膠性能。當前國內三種干燥路線并行發展，包括二氧化碳超臨界干燥、乙醇超臨界干燥和常壓干燥。由于二氧化碳超臨界干燥技術綜合性能最佳，目前大多數產能以二氧化碳超臨界干燥為主，采用二氧化碳超臨界干燥路線的企業在當前階段具有一定優勢。

三、產業鏈介紹

　　根據生產工藝劃分，氣凝膠整體產業鏈可劃分為上游原材料，中游制造和下游應用行業。

　　1、上游：有機硅源價格高昂，未來供應將逐漸緊張

　　氣凝膠的生產成本主要集中在原材料硅源、設備折舊以及能耗方面。

　　(1)無機硅源

　　無機硅源包括四氧化硅和水玻璃，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，將帶動四氯化硅產量的增長，從而為氣凝膠提供充足原材料，但無機硅源雜質較多，去除雜質的工藝較為繁瑣，制作出的氣凝膠質量較差，現在業內基本采用有機硅源。但需要看到，一旦無機硅源常壓合成氣凝膠出現突破性進展，上游原材料對氣凝膠行業的影響將大大降低。

　　(2)有機硅源

　　有機硅源包括正硅酸甲酯、正硅酸乙酯等功能性硅烷，成本占比約20-30%，2019年正硅酸乙酯市場價格約12000-13000元/噸，但近年來受到國家供給側結構性改革、安全和環保政策持續收緊、中美經貿摩擦、和疫情等因素，2021年正硅酸乙酯的市場價格已上升到23000-28000元/噸。未來，由于光伏產業蓬勃發展，對正硅酸乙酯將有大量需求，正硅酸乙酯在氣凝膠領域將出現供應緊張的問題，價格將保持高位，成為氣凝膠市場的一大痛點。

　　合成正硅酸乙酯的主要原料是四氯硅烷，國內氣凝膠用烷氧基硅烷的生產企業分布主要集中在四川、江蘇、江西、浙江、山東、湖北等地，與氣凝膠生產企業配套能力差，距離遙遠，運輸成本高。同時生產規模普遍每年2000-10000噸的水平，與國際上萬噸級規模存在差距。并且大多數是有機硅的副產品，專業廠家較少。這些也在一定程度上制約了原材料供應。

　　2、下游：下游應用較為廣泛，新能源汽車將成為氣凝膠行業新增長點

　　由于氣凝膠技術近年來才逐漸進步，目前大多數應用領域仍處于氣凝膠推廣的早期及成長期，能源、建筑建造、交通運輸、化工管道等領域發展較快。未來國內氣凝膠將主要應用于建筑節能、石油石化、交通運輸、電力工業等領域。

四、氣凝膠市場規模

　　1、市場規模

　　尚普華泰《氣凝膠行業研究報告》提到，中國氣凝膠市場起步較晚，目前仍處于早期發展探索階段。但得益于國家新型材料引導政策，我國氣凝膠技術研發速度和市場規模都快速提升。

　　根據氣凝膠行業業內訪談資料，2021年我國氣凝膠材料的產量約為700-800萬平方米。

　　2、市場分布

　　2021年，全球氣凝膠下游市場分布中，占比最多的為石油化工行業，約占到氣凝膠下游市場的56%，其次是工業隔熱占約18%，建筑制造占比近9%，交通運輸領域占比8%左右。根據IDTechEX Research的數據顯示，預計2026年氣凝膠下游需求市場中石油化工行業占比將減少至47%，建筑建造占比將提升至14%，交通運輸領域占比將提升至13%。

　　國內氣凝膠下游市場分布與全球分布大致相同，但在新能源領域的占比會稍高于全球。根據埃力生2021年的銷售情況，石油石化領域占40%、工業隔熱領域占20%、新能源汽車領域占25%，其他領域占比15%。

　　根據行業內專家訪談信息整理，2021年國內氣凝膠材料市場，石油石化領域占43%、工業隔熱領域占20%、建筑領域8%、新能源汽車領域占20%，其他領域占比9%。

五、氣凝膠主要生產企業

　　1、產能情況

　　目前國內氣凝膠行業主流企業包括埃力生高新科技有限公司、愛彼愛和新材料有限公司、納諾科技等。整體來看，我國的氣凝膠產業在逐漸擺脫之前的產品結構低端化嚴重，產品成本優勢不明顯等劣勢，行業的規模擴張進程加快?，F階段其氣凝膠產品下游主要集中在油氣、工業管道保溫領域，地域分布主要集中在廣東、山西、河北、河南、江蘇、浙江、山東、湖北、貴州、重慶等地。

　　2、產能利用率

　　由于我國對氣凝膠材料的定制化需求較多，因此各廠商的產能儲備一般較高，以滿足高峰時段的突發需求。以2021年為例，氣凝膠實際產量約為800萬平方米，產能利用率約為30%。

　　3、工藝路線

　　《氣凝膠行業研究報告》提到，目前國內大規模量產企業均為二氧化碳超臨界工藝，其中納諾科技曾嘗試過常壓工藝。另外廈門納美特等小規模企業有部分使用酒精超臨界工藝。

六、氣凝膠未來市場規模

　　1、能化領域

　　在能化領域，氣凝膠憑借極佳的隔熱保溫性能可以作為外保溫材料，如蒸館塔、反應管道、儲罐、泵、閱門、天然氣和LNG液化氣管道、深海管道等等。在高溫蒸汽、導熱油或流體介質管線外包裹氣凝膠，一方面減少了管道暴露損失熱量，另一方面這些區域往往受到重量、空間的限制，需要保溫材料輕量又輕薄，氣凝膠是唯一完美契合的材料。主要應用于油氣管道、供熱管道的保溫。

　　2021年國內石化能源領域氣凝膠市場規模約為3.2億元，預估2025年可以達到18億元。

　　能化領域是目前氣凝膠材料主要的應用市場，根據Aspen Aerogel 19年年報預測，能化領域的全球市場空間約31億美元。

　　2、工業領域(工業隔熱)

　　工業隔熱領域主要是替代巖棉用于各類管線保溫，根據實驗數據，20mm氣凝膠氈保溫層保溫隔熱效果已經遠超64mm巖棉保溫材料。2021年國內工業隔熱領域氣凝膠材料市場規模約為1.6億元，預估2025年可以達到8.8億元。

　　3、建筑領域

　　在建筑領域，房屋門窗、墻壁的隔熱保溫正越來越被重視?，F有的保溫材料或隔熱能力不夠理想，或達到理想效果厚度太厚、太重，也有一些隔熱能力較好的材料但阻燃能力不佳，容易引發房屋火災。而氣凝膠既可以作為現有保溫材料的升級替代，同時兼顧防火、隔聲等功能，有望顛覆建筑保溫材料現有格局。

　　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。我國日漸完善的建筑能耗標準和逐步建立的建筑節能運行監管體系將推動建筑墻體保溫材料行業快速發展。

　　2021年國內建筑領域氣凝膠市場規模約為0.72億元，包括墻體、建筑管道、節能玻璃等，其中墻體占主要規模。預估到2025年僅外墻節能部分氣凝膠市場規模約為3.09億元，按照建筑外墻隔熱在建筑航行業市場占比50%計算，整體建筑行業氣凝膠市場規模約為4.64億元。

　　4、在新能源汽車領域市場情況

　　(1)市場應用

　　在交通領域，氣凝膠材料主要應用在汽車防火隔熱保溫降噪層，大容量電池組防火防水保溫盒，危險化學品運輸車、液化天然氣運輸船等特種運輸工具的保溫防火層，高鐵和地鐵車體保溫隔熱降噪防火層等。在交通事故引發的火災中，著火點一般集中在發動機倉位置。在發動機倉和駕駛艙之間加一層氣凝膠防火隔離墻，可以阻隔火勢蔓延到駕駛艙中。

　　氣凝膠以其隔熱保溫、壽命長、更安全等優勢可應用于多種交通細分領域，包含汽車、高鐵、地鐵及輪船等：

　　1)在汽車領域，氣凝膠可應用于構造小客車防火隔離墻、替代大客車防火保溫層等;

　　2)在高鐵和地鐵領域，氣凝膠主要作為保溫材料來達到保溫降噪的作用;

　　3)在輪船領域，氣凝膠主要應用于輪船鍋爐及LNG船舶管道及罐體保溫方面。

　　而新能源汽車作為交通領域的細分賽道將成為氣凝膠行業新增長點。根據北京理工大學數據統計，2019年由于電池問題引起的新能源車起火的占比達61%，電池問題包含電池的熱失控和易燃電解質發生泄漏等。氣凝膠以其高溫耐受能力強、阻燃性能優異、環保性能好等優勢，在解決高溫環境三元電池熱失控擴散方面，得到了關鍵電池路線的認可，是鋰電隔熱的首選材料。

　　(2)整體市場規模

　　我國新能源汽車行業一直處于高速增長期，2021年中國新能源汽車產量達354.5萬輛，較2020年增加了217.90萬輛，同比增長159.52%，占全國汽車總產量的13.59%。從新能源汽車銷量來看，2021年中國新能源汽車銷量達352.1萬輛，較2020年增加了215.40萬輛，同比增長157.57%，占汽車總銷量的13.40%。

　　根據《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》要求，到2025年時，新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的20%左右，同時工業和信息化部副部長辛國斌表示，按照規劃每年的年復合增長率必須達到30%以上，則到2025年我國新能源車產銷量預計在1000萬輛。

氣凝膠行業研究報告

　　根據高工鋰電數據，2021年國內動力電池裝機量為140GWh，按車型分類，新能源乘用車的電池裝機量為122.7GWh，占比87.6%;按電池材料分類，三元電池裝機量為74.3，占比53.1%。則假定新能源乘用車中三元電池的裝機量也約為53.1%。

　　另外根據中國化學與物理電源行業協會數據，2020年中國新能源汽車動力鋰離子電池裝機量為63.3GWh，其中三元電池裝機量為39.7GWh，占比62.7%。綜合來看，三元電池在新能源汽車中的占比約為55-60%。

　　盡管磷酸鐵鋰技術仍在不斷發展(比如比亞迪的超級磷酸鐵鋰刀片電池)，但存在明顯性能天花板。未來隨著新能源汽車對于續航能力等要求不斷提高，為了匹配新能源乘用車市場的需求，國內龍頭電池企業仍將加緊研發三元高鎳技術，提高三元電池安全性能。三元電池因為自身高能量密度、良好的穩定性與循環性等性能優勢，在新能源汽車市場中的核心地位不會發生明顯改變。因此保守預計到2025年裝載三元電池的新能源汽車占比仍將保持60%以上。

　　而未來400km續航里程以上的車型市場將主要搭載三元高鎳電池，預計到2025年三元高鎳電池的占比將達40%。高續航能力的電動車更注重品質保障，成本敏感性更低，基本將采用氣凝膠這一優秀的隔熱材料，氣凝膠在三元高鎳電池新能源汽車中的滲透率以80%估算。

　　根據行業標準，每輛新能源汽車約需要2平方米的氣凝膠復合材料，則按照新能源車產量和三元高鎳電池滲透率計算，2025年新能源車領域中國氣凝膠潛在市場需求約為1012萬輛*40%*80%*2平方米/輛=648萬平方米。則按照110元/平米計算，市場規模為7.12億元。

　　(3)寧德時代市場規模

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　　4、總量需求

　　根據上述測算，2025年國內氣凝膠材料行業整體需求量約為4052萬平方米，整體市場規模約為42.37億元。

七、行業發展趨勢

　　從需求角度，根據現有市場預測，到2025年國內氣凝膠材料市場應用領域變化不大，仍然為能化、工業隔熱、建筑、新能源為核心領域，氣凝膠企業應相對均衡發展。

　　從供應角度，2025年市場需求量預測已達到4000萬平方米，并且本次行業研究預測均從實際產品端倒推，從生產角度，可能會存在提前生產、提前備貨的情況，實際需求爆發有可能會相對提前?，F有頭部企業至2025年產能預估為4850萬平方米，產能負荷率已超過80%，不符合氣凝膠行業高產能儲備應對爆發性需求的通常做法，因此有能力企業可考慮一定程度的擴產。關于《氣凝膠行業研究報告》可聯系尚普華泰客服。