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”。
由于其超强隔热等性能,早期主要应用在航天、军工和国防领域,随后逐步扩展至石化、工业、建筑、交通、日用等领域;在电极载体材料、催化材料、传感材料、纳米灭菌材料、药物释放等诸多新兴领域均有广泛研究。
目前,气凝胶下游集中在工业管道保温,如油气项目、工业隔热,以及建筑建造隔热等领域,同时,为新能源汽车电池隔热等领域带来技术变革。
根据中国化工新材料产业发展报告数据,2021年全球气凝胶市场规模约8.7亿美元,预计2030年可达到37.43亿美元,未来10年年均复合增长率约17.6%。
在新能源汽车方面,气凝胶能够有效解决低温环境下磷酸铁锂电池的保温问题以及高温环境下三元电池热失控扩散问题,是锂电隔热的首选材料。
ID TechEx数据显示,气凝胶未来在建筑和电池组市场收入占比增长迅速。

新老领域同步发力,千亿级大市场蓄势待发
新能源车:动力电池及整车的新型防火隔热材料,有望加速渗透
气凝胶毡可制成各类复合产品,用于新能源车动力电池及整车的防火隔热系统。随着新能源汽车产业的快速发展,动力电池的热安全问题引起相关部门的关注:高温、过充、内短路以及机械破坏均可能引发动力电池组的热失控,造成火灾甚至爆炸,威胁驾乘人员的安全。
传统防火隔热材料存在导热系数高、厚度大、防火防水性能一般、保温性能衰减快等缺陷。根据中国科学技术大学论文《二氧化硅气凝胶及其在保温隔热领域应用进展》:相较于传统保温材料,二氧化硅气凝胶只需1/5-1/3的厚度即可达到同等的隔热效果,为动力电池及整车节省更多空间。目前,河南爱彼爱和新材料有限公司的气凝胶隔热垫、气凝胶防火毯、防火涂料、防火绝缘复合带等气凝胶系列产品已构建起电芯模组、PACK及整车级别的立体式防火隔热系统,以使电动汽车满足GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》中的热扩散防护标准。
建筑节能:传统的建筑保温材料是千亿级市场,替代空间广阔
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。在办公室、洁净室、冷库、工厂、家庭取暖制冷等场合,日常需要耗费大量电能来维持建筑内特定的温度,使之达到相应的使用条件。因此在建筑的内外墙使用保温隔热材料,可减少建筑内部空间与外界温差而造成的能量损失,有利于节能、降耗。
据西安市建筑节能协会数据,2021年我国外墙保温材料的市场规模已达到1718.70亿元,2015-2021年的年均复合增速高达20%。相较于传统的墙体保温材料,气凝胶制品具备性能好、厚度薄、节省建筑空间等优势。据论文《SiO2气凝胶纤维复合材料制备及其在建筑节能领域应用的进展》,相较于传统的墙体保温材料(聚氨酯发泡板、岩棉板、石膏保温砂浆、玻化微珠保温砂浆等),气凝胶复合产品的导热系数与燃烧等级均占优势,为达到同样的建筑节能设计标准,传统的建筑保温材料需使用40-50mm,而气凝胶毡/板保温层仅需15-25mm,因此使用气凝胶制品可使保温材料在建筑空间中的占比减少约50%,有效提高房屋使用面积。
石化管道:气凝胶可有效减少管道输送中的热量损失,市场潜力大
近年来,气凝胶毡作为一种新型绝热材料广泛应用于石化行业油气传输、蒸汽管道和工艺管道上,可有效保护管道介质在输送过程中热量的损失。目前,用于管道保温的材料主要有硅酸钙、复合硅酸盐、岩棉等。这些保温材料的导热系数会随着环境温度和湿度的上升而产生较大幅度的增大。
为满足不超过规定的最大允许热损失量的要求,就需要增加保温材料的厚度。使用较厚的保温层,对材料的运输、施工、使用空间等都会造成较大影响。因此,采用技术先进、高效保温的材料对热力管道进行节能技术改造,减薄保温层厚度,降低管线热损失,是热力管道节能保温的重要攻克领域。

这么优秀的材料!
赛道上的玩家都有谁?
气凝胶作为新兴的新材料之一,凭借其出色的绝热性能,在石油化工、工业隔热等领域有广阔的应用前景。基于气凝胶产品巨大的市场空间,多家企业入局气凝胶行业,推动行业产能加速扩充,扩建项目稳步提升。
随着下游需求的快速提升,众多企业入局气凝胶赛道。据不完全统计,包括埃力生、晨光新材、宏柏新材、泛亚微透、纳诺科技等多家企业已经涉足或者扩产中。而就在3月中旬,中石化宣布投资广东埃力生科技股份有限公司,投资并未公开,但业内消息称总金额超亿元。
在国家“双碳”战略大背景下,中国石化深入实施绿色洁净发展战略,资本公司布局节能环保领域。纳米孔气凝胶毡作为一种新型绝热材料广泛应用于石化行业油气传输、蒸汽管道和工艺管道上,可有效降低输送过程中的热量损失。对比传统材料,使用气凝胶保温材料在初期投入稍高,但可以在节约的热损上得到回报,并且气凝胶材料使用寿命长,省去了大量的维护、更换费用和人工安装费用,也给稳定安全生产提供了保障。与中国石化在节能环保、提升经济性等方面具有良好协同效应,将有力助力中国石化实现节能降碳行动目标。
埃力生本次融资最大亮点莫过于中石化,不仅是投资人,还是产业链的用户端,重金杀入或许是对气凝胶在管道方面应用前景的肯定。