气凝胶：保温界的六边形全能战士

气凝胶是一种性能优异的新兴材料

气凝胶是用一定的干燥方式使气体取代凝胶中的液相而形成的一种纳米级多孔固态材料。气凝胶隔热性极佳，其热导率可低达0.012W/(m·K)，一寸厚的气凝胶相当于20-30块普通玻璃的隔热功能；其孔隙率高达99.9%，是良好的吸附介质，也可开发做催化剂载体；同时气凝胶还具有良好的阻燃性、绝缘性和隔音性，并且绿色环保。优异的性能使其在热学、声学、光学、电学、力学领域均有所应用，也被期许为“改变世界的神奇材料”。

纳米级多孔结构造就其优越的保温隔热性能

与传统保温材料相比，气凝胶保温隔热性能更好，使用寿命更长。气凝胶超低的导热系数保证其优秀的隔热效果，隔热性能是传统保温材料的2~5倍，并且从-200℃到650℃环境均可使用。同时，气凝胶的纳米孔特殊结构使其耐压抗拉，使用寿命更是传统材料的5倍以上。

气凝胶突出的隔热性能来自于其多孔结构。气凝胶的孔径尺寸低于常压下空气分子平均自由程，因此空隙中的空气分子近似静止，从而避免了空气的对流传热。气凝胶极低的体积密度及多孔结构的弯曲路径也阻止了气态和固态热传导，趋于“无穷多”的空隙壁可以使热辐射降至最低。三方面共同作用，几乎阻断了所有热传递途径，使气凝胶达到其他材料无法比拟的隔热效果。

规模化生产以二氧化硅气凝胶为主

气凝胶材料种类多样，按照组分不同可分为单组分和多组分气凝胶。其中，单组份气凝胶包括氧化物气凝胶、碳化物气凝胶、有机气凝胶、氮化物气凝胶、碳气凝胶和生物质气凝胶等，在隔热、吸附、催化、储能转化和生物医用等领域均有所突破。目前，SiO?气凝胶研发、生产、应用最为成熟，据《抢抓“碳达峰”历史机遇，加快气凝胶产业快速成长》，2019年占据全球69%的市场份额。

商用气凝胶通常为复合材料

纯气凝胶材料质脆、易碎，常与其他材料复合使用。气凝胶具有非常独特的高孔隙率结构特征，骨架承受的应力及孔间的毛细管压力差较大。因此，纯气凝胶材料呈现出质脆、易碎的性能，实用性较差，需要利用其他材料赋予它的强度等性能才能达到实际的使用效果。气凝胶可针对不同的应用领域，与不同材料复合，形式多样，常见的有气凝胶毡，气凝胶隔热垫，气凝胶涂 料，气凝胶保温板、气凝胶墙布等。

干燥技术是SiO?气凝胶制备的关键

湿凝胶干燥是制备SiO2气凝胶最重要的步骤。SiO?气凝胶的制备主要包括：1）溶胶-凝胶法制备湿凝胶；2）湿凝胶干燥制备气 凝胶两部分。湿凝胶干燥要在保持其原有纳米网络结构不变的条件下, 排除其中溶剂。超临界干燥法能够有效防止干燥过程中凝胶破裂，但设备昂贵且工艺复杂，目前，超临界二氧化碳干燥法为主流生产工艺。常压干燥法设备简单便宜，只要技术成熟即 能进行连续性及规模化生产，但干燥周期长, 干燥成品品质低, 密度大且易开裂。

渗透加速，空间广阔

气凝胶正处在高速成长期

气凝胶从发现至今已经经历过三次产业化，目前正处在以我国企业为主导的第四次产业化浪潮中。1931年，Steven. S. Kistler在 Nature杂志上发表《共聚扩散气凝胶与果冻》标志着气凝胶的发现，随后陆续经历了三次产业化。从2001年美国Aspen公司成立，开始第三次气凝胶产业化至今，20年来全球气凝胶产业已走过了研发期、导入期，目前正处于成长期前期。2010年开始，国内首批气凝胶生产企业陆续成功开拓了工业设备管道节能、新能源汽车安全防护、轨交车厢及船体防火隔热保温的应用市场，气凝胶市场日益成熟。

我国气凝胶市场增速领先全球

我国气凝胶市场已处于国际并跑地位。在国家对新材料日益重视和碳达峰对节能减碳日趋严格的大背景下，我国的气凝胶行业发展显著加快。据Allied Market Research研究报告显示，2013~2020年全球气凝胶市场规模从2.2亿美元增加到近20亿美元，年均复合增长率高达36.4%。2015~2020年，我国气凝胶市场规模从3.3亿元增加到37.16亿元，年均复合增长率达到61.1%，市场增速远超国际平均水平。Global Industry Analysts亦预测，2020~2027年，中国、加拿大、德国、日本气凝胶市场的年均复合增速分别为22.3%、16%、14.8%和13.4%。

气凝胶受国家政策重点支持

气凝胶产业在双碳战略下得到国家大力支持。气凝胶产业的发展备受关注，曾被列入国家重点节能低碳技术、建材新兴产业、前沿新材料等名单。随着双碳目标的推进，在规划实现碳中和的路径中，绝热节能是最重要的组成部分，碳达峰、碳中和的目标给了气凝胶绝热节能材料较大的施展空间。2021年10月24日，《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》下达重要任务，明确提出“加快碳纤维、气凝胶、特种钢材等基础材料研发。”综上来看，气凝胶作为一种新型环保新材料，将在“碳中和、碳达峰”的战略下得到大力支持。

油气管道是气凝胶下游最主要应用领域

气凝胶主要用于高温油气管线保温，如稠油开采的地面高温注汽管线保温，炼化装置、介质管线的保温等，一般温度在200℃~650℃之间。另外，为了防止输送油气的管道发生凝管或者冰堵事故，尤其在冬季或者气候寒冷的高纬度地区，管道运 营公司亦需要对输送介质进行加热并对管道进行保温。

气凝胶材料能够有效节能降本

气凝胶的主要劣势在于初始投资较高，但由于其优异的保温隔热性、耐老化性、疏水性等，在服役一段时间后，反而更具经济效益。总体说来，气候越寒冷、管输介质温度越高、加热时间越长、热价 (能源费用) 越高，则使用气凝胶材料保温的经济性越好。

案例一：中国石油管道科技研究中心对某输油站场管道的保温改造。使用气凝胶替代传统岩棉等保温材料，对于长度约100m的管道，假设冷热油管道长度各占50%，其中冷油20℃，热油50℃，若每年加热6个月，使用气凝胶材料后，仅热能费用每年可节约8264元，4.6年后可收回期初多投资的成本。气凝胶的使用寿命长达20年，而传统隔热材料3~5年就需更换，因此，气凝胶还可以在后续的10~15年间节省因更换隔热层而产生的材料费、人工费等，若考虑这部分费用，约3.6年即可回收初期多出的投资。

案例二：中石油克拉玛依石化公司对初始温度约435℃的蒸汽管线保温改造。采用气凝胶和防水涂料复合保温材料替代原始复合硅酸盐保温材料，新保温材料使用寿命可长达10年以上，改造后年节约蒸汽量1.85万吨，对应年节约成本175.75万元，初始投入材料费+施工费606.7万元，根据5%的年折旧率计算得出的年经济效益为127.72万元。投资回收期为4.5年。

2025年，气凝胶在油气领域市场空间预计达54.4亿元

参考“十四五”现代能源体系规划，假设2021~2025年，油气管道总里程复合增速为3.7%，预计至2025年全国油气管道总里程为17.4万千米；参考中国石油管道科技研究中心发表文献数据，假设管道平均外径0.6m，保温层厚度2cm，计算得到气凝胶单耗为40立方/千米；参考中国绝热节能材料协会数据，假设2021年我国气凝胶在存量和新建管道领域渗透率分别为0.5%、10%，预计2023和2025年，气凝胶在油气管道领域的需求分别为17.6、51.8万立方，对应市场空间19.4、54.4亿元，2021~2025年 复合增速达71.9%。

2025年，气凝胶在中国新能源车领域市场空间预计达33.5亿元

参考泛亚微透招股说明书，假设2021年，气凝胶在新能源汽车领域的单车价值为500元/辆，2023~2025年，随着工艺成熟略有下降。2021年，气凝胶渗透率参考高镍三元电池渗透率，假设为15%，在新能源汽车追求长续航里程，以及更高的能量密度的背景下，气凝胶的渗透率有望加速提升。据预测，2025年，气凝胶在全球和我国新能源汽车领域的市场空间分别可达60.4、33.5亿元，2021~2025年复合增速分别为85.8%、88.4%。

国内企业积极扩产

气凝胶相关企业主要位于上游前驱体及中游产品生产领域

气凝胶产业链主要包括上游前驱体、中游设备、中游产品及下游应用，目前气凝胶相关企业主要位于上游有机硅源的制备及中游气凝胶材料生产领域。

国内企业积极扩产

尽管我国气凝胶市场起步较晚，但发展迅速，目前已处于国际并跑或领跑地位。据华经产业研究院，2014~2020年，我国气凝 胶产量从0.85万立方米增加到10万立方米，年均复合增长率达到51%。整体来看，我国的气凝胶产业在逐渐摆脱之前的产品结构低端化严重，产品成本优势不明显等劣势，行业的规模扩张进程加快。据统计，截至2023年3月，我国气凝胶材料产能达 27.36万立方/年，拟建产能为123.85万立方/年。

上游正硅酸乙酯供应紧缺

上游正硅酸乙酯供应紧缺。截至2023年3月，我国正硅酸乙酯产能约为5.15万吨/年，产能主要集中在晨光新材、江瀚新材、张家港新亚化工及几家规模较大的功能性硅烷企业中。目前，正硅酸乙酯是气凝胶的主要硅源，根据纳诺科技环评，1立方米气凝胶约消耗0.307吨正硅酸乙酯，5.15万吨正硅酸乙酯仅够支持16.8万立方气凝胶材料生产，即使加上8万吨拟建产能，也仅够支撑42.8万立方气凝胶材料，小于当前气凝胶规划产能。

供需紧张驱动正硅酸乙酯价格上涨。正硅酸乙酯下游主要应用于气凝胶前驱体、电器绝缘材料、涂料、光学玻璃处理剂、有机合成等领域。受益于涂料、气凝胶等下游行业景气度的提升，据生意社数据，正硅酸乙酯的市场价格由早期1.1~1.2万元/吨大幅上涨，2021年11月最高达到2.8万元/吨，目前约2万元/吨。

能够实现四氯化硅循环利用的企业更具优势

正硅酸乙酯由乙醇与四氯化硅反应制得，直接使用四氯化硅成本较高。根据晨光新材环评，若直接外购四氯化硅，则单吨正硅酸乙酯仅原材料成本就达到9593元/吨，以正硅酸乙酯当前较高的售价1.8万元/吨（不含税）算，原材料成本已近54%。而四氯化硅和乙醇生成正硅酸乙酯的过程中还会产生氯化氢，如果把它吸收成盐酸，则贴钱处理，因此直接使用四氯化硅进行正硅酸乙酯的合成成本过高。四氯化硅是三氯氢硅和多晶硅生产的副产物，能够实现四氯化硅循环利用的企业将更具优势。

乙醇和氯化氢双循环可显著降低成本

硅烷企业或具备乙醇和氯化氢双循环优势，进一步压缩成本。根据晨光新材环评，合成一吨正硅酸乙酯约需0.88吨乙醇；在气凝胶制备过程中，每生产一立方气凝胶材料亦需要约8.5公斤无水乙醇作为正硅酸乙酯和水的反应溶剂，但同时，也会生成208公斤乙醇副产物。即每生产1立方气凝胶约消耗0.28吨乙醇，以乙醇7000元/吨的价格计算，若乙醇可实现循环利用，则每生产1立方气凝胶亦可节约乙醇成本约1961元。硅烷企业若能同时实现乙醇及氯化氢双循环，气凝胶原材料成本可近似压缩为硅粉成本， 实现大幅度降低。

重点公司分析

晨光新材：全产业链布局优势显著

公司拥有三氯氢硅、正硅酸乙酯及气凝胶全产业链布局，且气凝胶拟建产能最高。公司当前拥有三氯氢硅产能6万吨/年，正硅酸乙酯产能1万吨/年，并向下游延伸至气凝胶，全产业链布局带来显著成本优势。公司当前气凝胶拟建产能为7.7万吨/年，行业领先，同时拟配套新建26万吨/年三氯氢硅及6万吨/年正硅酸乙酯，在当前气凝胶需求旺盛的背景下，公司有望充分受益。

公司是功能性硅烷领先企业，积极推进产业链的横纵扩张。公司同时推进三个基地建设，铜陵基地30万吨功能性硅烷项目，在加强现有优势品种的基础上，推出新的硅烷产品；江西基地，布局21万吨硅基新材料及0.5万吨钴基新材料，从硅烷延伸到气凝胶等新材料，进一步拓宽产品矩阵；宁夏基地，完善公司硅基新材料及气凝胶产业链布局。随着扩产项目的陆续释放，公司业绩将持续提升。

宏柏新材：积极推进一体化布局

公司是国内含硫硅烷龙头企业，积极推进气凝胶一体化布局。公司拟新建气凝胶产能1万方/年，其中一期0.3万方/年计划于2023年下半年投产，二期0.7万方/年计划于2024年底投产。同时，公司积极推进一体化布局，当前拥有上游10万吨/年三氯氢硅产能，及一定的正硅酸乙酯产能，同时江西九江亦将新建部分三氯氢硅和四氯化硅产能。

公司拥有完整的“硅块-三氯氢硅-中间体-功能性硅烷-白炭黑”绿色循环产业链，成本优势显著。依托全产业链优势，公司沿着 产业链在横向和纵向同步发力，在原料端加速扩产三氯氢硅并布局光伏级的同时，产品端规划氨基硅烷、特种硅烷、气凝胶等高附加值硅基新材料，产品矩阵快速扩容。随着综合成本的进一步下降，公司核心竞争力将持续增强。

泛亚微透：ePTFE膜+气凝胶双轮驱动

公司是ePTFE膜领先企业，气凝胶加速布局。公司拥有气凝胶产能0.16万立方/年，并于2021年7月收购大音希声60%的股权，强强联合，将气凝胶业务进一步做大做强。目前公司新建产能25万平方/年已试生产，随着新建产能的投产，公司将充分发挥ePTFE和气凝胶的协同作用，面向汽车、消费电子、军工三大领域，为客户定制化开发满足其特殊需求的产品。

深挖利基市场，公司产品盈利能力强且空间广阔。ePTFE膜技术壁垒较高，所处行业细分市场众多，单个看容量虽小，但汇总的市场大且毛利率高，2018年至今，公司毛利率在45%左右波动。公司采取“产品多元、市场利基”的发展战略，围绕ePTFE膜等微观多孔材料不断开拓，归母净利润2018年至2021年增速均在20%以上，随着新建产能的陆续投产，公司业绩将持续成长

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