氣凝膠隔熱在電池安全與節(jié)能降耗領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大

欄目：保溫資訊發(fā)布時(shí)間：2023-03-03 瀏覽量: 399

市場(chǎng)通常將化工歸類為大宗原材料行業(yè)，缺乏長(zhǎng)期增長(zhǎng)的優(yōu)質(zhì)賽道，這主要由于過去化工行業(yè)依靠規(guī)模擴(kuò)張，呈現(xiàn)大而不強(qiáng)的格局。我們認(rèn)為，化工優(yōu)質(zhì)賽道具有廣闊發(fā)展前景，市場(chǎng)面向全球，競(jìng)爭(zhēng)格局穩(wěn)定，盈利確定性高的特點(diǎn)。憑借多年的研發(fā)創(chuàng)新，國內(nèi)化工行業(yè)正由大規(guī)模制造向高端制造轉(zhuǎn)變，部分新技術(shù)、新材料已處于技術(shù)突破前夕，有望加速實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化替代。

氣凝膠：氣凝膠隔熱性能優(yōu)異，在電池安全與節(jié)能降耗領(lǐng)域潛力巨大。

生產(chǎn)工藝趨于成熟市場(chǎng)規(guī)?？焖贁U(kuò)大

氣凝膠是目前為止世界上密度最小的固體，大多數(shù)種類的氣凝膠密度不超過3mg/cm3，其中全碳?xì)饽z密度更是低至0.16mg/cm3，僅為常溫常壓下空氣密度的1/6。氣凝膠具有隔熱能力強(qiáng)、重量輕、使用壽命長(zhǎng)等多種優(yōu)勢(shì)：(1)氣凝膠的導(dǎo)熱系數(shù)可低于0.016W/(m?K)，該特性使得氣凝膠有較強(qiáng)的保溫隔熱能力。(2)氣凝膠是目前已密度最小的固體，對(duì)比傳統(tǒng)隔熱材料可在達(dá)到同樣隔熱效果的前提下減少3-8倍的厚度及重量；(3)氣凝膠使用壽命長(zhǎng)。

氣凝膠生產(chǎn)工藝主要包括溶膠-凝膠、老化、改性、干燥幾個(gè)步驟，其中干燥工藝對(duì)于氣凝膠的合成至關(guān)重要，目前主流干燥工藝包括超臨界干燥、常壓干燥等，超臨界干燥是通過對(duì)壓力和溫度的控制使溶劑在干燥過程中達(dá)到其本身的臨界點(diǎn)，形成一種超臨界流體，處于超臨界狀態(tài)的溶劑無明顯表面張力，從而可以實(shí)現(xiàn)凝膠在干燥過程中保持完好骨架結(jié)構(gòu)。當(dāng)前超臨界干燥更成熟，可以生產(chǎn)出各種高純度氣凝膠。

圖1.png

根據(jù)QYResearch的報(bào)告，2017-2021年全球氣凝膠市場(chǎng)規(guī)模由19.9億美元增長(zhǎng)到24.7億美元，CAGR為5.55%，預(yù)計(jì)到2025年氣凝膠全球市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到33.1億美元。根據(jù)IDTechEX報(bào)告，目前氣凝膠下游需求中有56%來自油氣項(xiàng)目，18%用于工業(yè)隔熱，9%用于建筑建造，8%用于交通。而到2026年，全球氣凝膠下游市場(chǎng)需求中油氣項(xiàng)目將減少至47%，建筑建造將增長(zhǎng)到14%，而交通領(lǐng)域?qū)⒃鲋?3%，因此建筑建造和新能源交通領(lǐng)域未來將會(huì)成長(zhǎng)為氣凝膠的主要消費(fèi)驅(qū)動(dòng)。

新能源車驅(qū)動(dòng)需求增長(zhǎng)傳統(tǒng)領(lǐng)域仍需降本推動(dòng)

我國氣凝膠產(chǎn)業(yè)起步較晚，但市場(chǎng)規(guī)模保持穩(wěn)步高速增長(zhǎng)，市場(chǎng)規(guī)模從2016年的15億元增長(zhǎng)到2020年的30億元，CAGR為18.83%。其中，氣凝膠材料2020年市場(chǎng)規(guī)模為15.90億元，氣凝膠制品2020年市場(chǎng)規(guī)模為14.01億元。

圖5.png

國內(nèi)氣凝膠材料/制品規(guī)模

氣凝膠是解決磷酸鐵鋰電池低溫環(huán)境保溫問題與三元電池高溫環(huán)境熱失控的首選材料，根據(jù)Aspen Aerogel2019年年報(bào)，每輛新能源汽車約需要2-5平方米的氣凝膠復(fù)合材料，按照氣凝膠價(jià)格200元/平方米，氣凝膠復(fù)合材料新能源汽車單車價(jià)值量為400-1000元，若以2025年我國新能源車銷量1000萬輛計(jì)算，新能源車用氣凝膠市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)40億-100億元。

氣凝膠在油氣管道領(lǐng)域主要應(yīng)用于管道保溫材料，與該領(lǐng)域傳統(tǒng)的硅酸鈣、復(fù)合硅酸鹽、巖棉、礦渣棉等常規(guī)保溫材料相比，氣凝膠使用壽命更長(zhǎng)、使用量更少、不易吸水、阻燃性好。煉化企業(yè)的高溫管道外側(cè)通常包覆著較厚的保溫材料，對(duì)管道保溫有利于降低企業(yè)能源損耗，減少碳排放。根據(jù)湖南巖拓新材料科技有限公司官網(wǎng)產(chǎn)品方案，350℃、4.5Mpa、流量80t/h、外徑為325mm的長(zhǎng)輸蒸汽管道項(xiàng)目為例子，使用氣凝膠復(fù)合保溫方案（10mm氣凝膠保溫層x2+50mm復(fù)合硅酸鹽氈x2）較50mm復(fù)合硅酸鹽氈x3節(jié)能率可達(dá)31.2%，每公里管線每年可節(jié)能3127.6GJ，以熱價(jià)55元/GJ進(jìn)行計(jì)算，可折合人民幣17.2萬元。