2023年中国气凝胶行业研究报告：蓝海击水，浪遏飞舟（市场分析篇）（摘要版）

报告要点速览 本报告为中国气凝胶行业研究报告市场分析篇，本篇将深度梳理中国气凝胶行业的产业链发展情况、技术路线、厂商产量产能布局与行业竞争格局。 此研究将会回答的关键问题： 观点提炼 气凝胶产业链条 产业化程度最高的气凝胶属于硅基气凝胶，硅基气凝胶的产业链包括上游的无机硅源和有机硅源，以及中游的气凝胶材料和气凝胶制品的生产。 产业链上游：正硅酸乙酯是气凝胶生产的主要硅源之一，目前上游的正硅酸乙酯供应面临产能短缺的挑战，供需紧张导致正硅酸乙酯价格上涨，具备四氯化硅产能的上游一体化企业在成本方面具有显著优势，实现乙醇及氯化氢双循环的硅烷企业能够显著削减成本；功能性硅烷属于有机硅材料的四大类别之一，供给端来看，中国的功能性硅烷产量迅猛增加，需求侧来看，中国作为全球主要的功能性硅烷消费国之一，是需求增长最迅速的地区之一。产业链中游：超临界干燥工艺是中国企业目前广泛采用的干燥方法，采用超临界干燥工艺的企业主要使用成本更高的有机硅源，因此能够使用无机硅源的常压干燥工艺更具降本潜力。 常压干燥技术路线的建设可行性 中国气凝胶厂商未来建设常压干燥产线相关技术可行性高，相关资源获取及投入可行性高，同时产线可拓展空间大、扩展资本投入低，能够满足市场对气凝胶产品的巨大增量需求，但需要注意的是目前常压干燥的技术成熟度仍然有待提升，在建设产线时需要考虑对配方的设计和流程组合优化有较高要求。 行业整体产能情况 随着下游需求的急剧增长，各类企业纷纷进入气凝胶行业，气凝胶材料具有高技术门槛，大多数新进入市场的企业采用了股权投资的方式进入气凝胶行业。目前中国气凝胶材料年产能已达38.36万立方米，同时还有计划中的产能扩张，预计将达到137.8万立方米。 预计在短期内，企业的产线建设速度和技术创新将成为竞争的关键要素。 行业定义 气凝胶是一种纳米级多孔固态材料，通过一定的干燥过程将凝胶中的液体部分替代成气体而形成，具有轻质、出色的隔热性能和长寿命等多种优势 定义与分类 气凝胶是一种纳米级多孔固态材料，通过一定的干燥过程将凝胶中的液体部分替代成气体而形成。气凝胶表现出卓越的隔热性能，其热导率可降至0.012W/(m·K)，相当于一寸厚的气凝胶具有20-30块普通玻璃的隔热效果。气凝胶被认为是已知的固体材料中导热系数最低、密度最轻的材料之一。它具有轻质、出色的隔热性能和长寿命等多种优势。 气凝胶材料已在多个领域中得到广泛应用，包括建筑、石油工业、航空航天、冷冻科学、医疗和能源领域。其独特的绝热性能和轻质特点使得气凝胶成为许多应用中的理想材料。 气凝胶的隔热机理 热传递的方式有三种：热对流、热辐射和热传导，气凝胶独特的结构使其具备了“无穷长路径”效应、“零对流”效应和“无穷热隔板”效应。 “无穷长路径”效应 气凝胶的网状骨架无限延长热传导路径，热量难以在气-固界面传导。 “零对流”效应 气凝胶的孔径（ 20-50nm ）小于空气的平均自由程（ 70nm ）（自由程是指一个分子与其它分子相继两次碰撞之间，经过的直线路程）故内部空气无法自由流通。 “无穷热隔板”效应 气凝胶的孔径为纳米级别，虽然孔隙极多，但是没有“通孔”，无穷多的孔壁相当于遮热板，这样就使得热辐射所传导的热量降到最低，再配合上特殊的反辐射物质，可更加有效阻隔辐射传热。 气凝胶与其他传统隔热材料性能对比 导热系数(W/(m·K)≤0.020 0.024 最高使用温度°(C)1000 112 72 600 350 980 800 220 材料气凝胶聚氨酯聚苯乙烯泡沫岩棉发泡水泥硅酸钙膨胀珍珠岩高分子发泡材料 羽绒（根据估算）600D 密度 ( kg/m3 )0.12-0.6 35-40 10-50 180 300-1600 256 40-80 45219 可燃性不燃烧可燃烧易燃烧不燃烧不燃烧不燃烧不燃烧可燃烧 隔热性能良好良好良好良好较差良好良好良好 质量轻轻 轻0.038 中等 0.041 较重0.08 较重轻轻 0.05 0.025-0.048≤0.03 左右0.03 易燃烧 良好 轻 <100 产业链上游分析——正硅酸乙酯 正硅酸乙酯是气凝胶生产的主要硅源之一，目前上游的正硅酸乙酯供应面临产能短缺的挑战，供需紧张导致正硅酸乙酯价格上涨 中国正硅酸乙酯产能 上游的正硅酸乙酯供应面临产能短缺的挑战。2021年底，中国的正硅酸乙酯年产能为4.5万吨，到2023年3月，中国的正硅酸乙酯年产能约为5.15万吨，产能整体爬坡较为缓慢，目前主要由晨光新材、江瀚新材、张家港新亚化工等规模较大的功能性硅烷企业集中提供。 目前，正硅酸乙酯是气凝胶生产的主要硅源之一。根据纳诺科技环评数据，每立方米的气凝胶材料约需要消耗0.307吨正硅酸乙酯，5.15万吨正硅酸乙酯的产能仅足够支持约16.8万立方米的气凝胶材料生产。即使考虑到额外的8万吨产能规划，总产能也仅足够支撑约42.8万立方米的气凝胶材料生产，这远低于当前气凝胶的产能规划。 正硅酸乙酯价格走势，2021-2022 H1 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 0 2021 2022 供需紧张导致正硅酸乙酯价格上涨。正硅酸乙酯的下游应用广泛，包括用于气凝胶前驱体、电器绝缘材料、涂料、光学玻璃处理剂、有机合成等多个领域。由于涂料和气凝胶等下游行业景气度的提高，根据生意社的数据，正硅酸乙酯的市场价格经历了显著上涨。早期的价格为1.1~1.2万元/吨，而到了2021年11月，价格最高达到2.8万元/吨，目前约为2万元/吨。以含税价1.5万元计算正硅酸乙酯的价格，气凝胶的成本约为8768元/立方米，相当于4.38万元/吨（每立方米折算为200公斤）。 常压干燥产线建设可行性分析 中国气凝胶厂商未来建设常压干燥产线相关技术可行性高，相关资源获取及投入可行性高，同时产线可拓展空间大、扩展资本投入低，能够满足市场对气凝胶产品的巨大增量需求 常压干燥产线建设可行性分析 设备可得性：超临界干燥技术使用核心设备为高压釜，属于特种设备中的压力容器，设备系统较为复杂，运行和维护成本也较高，目前中国已有能提供成套制备超临界设备的厂家，但数量不多，业主的议价能力较弱。常压干燥技术采用常规的常压设备，相对超临界干燥由于不需要高压条件，设备投入低，设备系统也较为简单，因为大部分化工设备单位都能加工制造，业主议价能力较强。 设备可得性 生产成本 生产成本：气凝胶的生产成本主要集中在硅源、设备折旧和能耗三块。超临界工艺所采用的有机硅源硅源价格较为昂贵，而常压干燥工艺既可以采用有机硅源，也可以采用价格低廉的无机硅源。设备折旧方面，因超临界干燥技术设备投资较高，折旧要要高于常压技术。 产线拓展空间：超临界干燥作为高压特种设备，如果要扩大生产规模，固定资产投入巨大，而常压干燥技术，随着规模扩大，投入产出比会进一步提高，可以较少投资获得较大生产规模，因而更能适应未来大生产的需要。 产线拓展空间 技术成熟度：常压干燥技术设备的投资门槛较低，但是技术门槛却较高，对配方的设计和流程组合优化有较高要求，如果技术不过关，不仅生产成本可能高于超临界，甚至于性能指标也不能达到要求。 技术成熟度 技术及生产人员储备充足：常压干燥技术与超临界干燥技术整体技术路线差别并不大，超临界干燥技术专业人才在常压干燥技术产线上也可沿用，且领域目前人才储备较为充足。 原材料与能源供应 原材料市场供应充足：常压干燥技术所采用的无机硅源多为水玻璃，其价格低廉，但是杂质较多，去除杂质的工艺较为繁琐，但供应较为充足，供应链建设难度并不大。能耗方面，超临界干燥系统耗电要高于常压干燥系统，蒸汽消耗方面两者差别不大。因此，一般而言采用常压干燥技术的生产成本要低于超临界干燥。 技术与生产人员储备 相关审批资质 综上分析，中国气凝胶厂商未来建设常压干燥产线相关技术可行性高，相关资源获取及投入可行性高，同时产线可拓展空间大、扩展资本投入低，能够满足市场对气凝胶产品的巨大增量需求，但需要注意的是目前常压干燥的技术成熟度仍然有待提升，在建设产线时需要考虑对配方的设计和流程组合优化有较高要求。 结论 待确认 全面评估确认 产业链中游：产能分析 随着下游需求的急剧增长，各类企业纷纷进入气凝胶行业，大多数新进入市场的企业采用了股权投资的方式进入气凝胶行业；在短期内，企业的产线建设速度和技术创新将成为竞争的关键要素 气凝胶产业链中游厂商产能一览 企业入局加速气凝胶行业成长。随着下游需求的急剧增长，各类企业纷纷进入气凝胶行业。新涌现的企业来自不同背景，包括工程装备企业中国化学、传统煤化工企业华阳新材、化肥企业华昌化工、汽车制造企业泛亚微透、有机硅企业晨光新材和宏柏新材等。以当前的市场情况来看，生产1万方的气凝胶需要约1.6亿元的投资。这些新进企业多数是上市公司，具备相当的财力，因此加速了气凝胶行业产能扩张的步伐。根据统计，中国气凝胶材料年产能已达38.36万立方米，同时还有计划中的产能扩张，预计将达到137.8万立方米。 气凝胶材料具有高技术门槛，大多数新进入市场的企业采用了股权投资的方式进入气凝胶行业。中国化学旗下的子公司华陆工程自2015年起与中国航天科工十院航天乌江公司达成战略合作协议。作为一家化学工程EPC企业，中国化学通过涉足气凝胶保温材料领域，能够为客户提供EPC解决方案和关键材料；曾用名为阳煤集团、现已更名为华阳新材的公司于2018年投资参股了气凝胶企业深圳中凝，华昌化工则于2021年投资参股了气凝胶企业爱彼爱和；泛亚微透在2021年以收购方式获得了气凝胶企业大音希声60%的股权。 在短期内，企业的产线建设速度和技术创新将成为竞争的关键要素。晨光新材通过其现有的硅烷产业链，积极进入气凝胶产业，其中包括“年产2.3万吨特种有机硅材料项目”、“年产30万吨功能性硅烷项目”以及“年产30万吨硅基及气凝胶新材料项目”。这些规划项目合计产能高达33.5万立方米/年。产能建设完毕后，晨光新材将成为产能最大的气凝胶龙头企业。