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气凝胶行业深度报告:“隔热王者”气凝胶,双碳目标开启成长赛道

气凝胶行业深度报告:“隔热王者”气凝胶,双碳目标开启成长赛道

研报

气凝胶行业深度报告:“隔热王者”气凝胶,双碳目标开启成长赛道

  1.1气凝胶被称为“蓝烟”,改变世界的神奇材料   1931年气凝胶正式问世,是目前已知导热系数最低、密度最低的固体材料,因轻若薄雾颜色泛蓝,又被称为“蓝烟”;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”。   常规气凝胶比表面积~700m2/g,孔隙率95%-99.8%,均匀分布的纳米级孔隙结构几乎隔绝热传导和热对流,赋予其远胜其他传统材料的隔热性能,导热率最低可达0.012-0.016W/(m·K),只相当于空气的1/2。   气凝胶有很多类型,大多密度不会超过3mg/cm3;如,全碳气凝胶密度更是低至0.16mg/cm3,仅为常温常压下空气密度1/6。   1.2气凝胶结构独特,赋予众多优异性能   气凝胶是由纳米孔洞与纳米骨架组成的三维连续多孔材料,独特的结构赋予其超强隔热性能。零对流”效应:气凝胶的孔径(20-50nm)小于空气的平均自由程(70nm)故内部空气无法自由流通。“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。   “无穷热隔板”效应:气凝胶的网络骨架形成“无穷热隔板效应”对热辐射具有遮蔽作用;高比表面积,配合特殊的反辐射物质,有效阻隔辐射传热。   1.2气凝胶结构独特,赋予众多优异性能   相比其他保温材料,气凝胶导热系数最低、质量最轻,耐热温度更高。   实现相同保温效果,气凝胶厚度不足其余材料1/3;厚度更薄,散热面积更小,管线温降更低,热效率更高,同时最大限度节约空间;若地下管道保温,则大幅减少开挖量。
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  • 化学原料
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    中国银河证券股份有限公司

  • 发布日期:

    2022-06-15

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    61页

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  1.1气凝胶被称为“蓝烟”,改变世界的神奇材料

  1931年气凝胶正式问世,是目前已知导热系数最低、密度最低的固体材料,因轻若薄雾颜色泛蓝,又被称为“蓝烟”;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”。

  常规气凝胶比表面积~700m2/g,孔隙率95%-99.8%,均匀分布的纳米级孔隙结构几乎隔绝热传导和热对流,赋予其远胜其他传统材料的隔热性能,导热率最低可达0.012-0.016W/(m·K),只相当于空气的1/2。

  气凝胶有很多类型,大多密度不会超过3mg/cm3;如,全碳气凝胶密度更是低至0.16mg/cm3,仅为常温常压下空气密度1/6。

  1.2气凝胶结构独特,赋予众多优异性能

  气凝胶是由纳米孔洞与纳米骨架组成的三维连续多孔材料,独特的结构赋予其超强隔热性能。零对流”效应:气凝胶的孔径(20-50nm)小于空气的平均自由程(70nm)故内部空气无法自由流通。“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。

  “无穷热隔板”效应:气凝胶的网络骨架形成“无穷热隔板效应”对热辐射具有遮蔽作用;高比表面积,配合特殊的反辐射物质,有效阻隔辐射传热。

  1.2气凝胶结构独特,赋予众多优异性能

  相比其他保温材料,气凝胶导热系数最低、质量最轻,耐热温度更高。

  实现相同保温效果,气凝胶厚度不足其余材料1/3;厚度更薄,散热面积更小,管线温降更低,热效率更高,同时最大限度节约空间;若地下管道保温,则大幅减少开挖量。

中心思想

本报告的核心观点是:气凝胶作为一种新型隔热材料,凭借其优异的性能和广阔的应用前景,在“双碳”目标的驱动下,迎来了快速发展的机遇。报告从气凝胶的特性、市场现状、应用领域以及未来发展趋势等方面进行了深入分析,并重点关注了成本下降和规模扩张对行业发展的重要作用,最终推荐了在气凝胶产业链中具备显著成本优势和全产业链布局的晨光新材(605399.SH)和宏柏新材(605366.SH)。

气凝胶的优异性能及市场发展潜力

气凝胶具有超低的导热系数、极低的密度、优异的防火和疏水性能等特点,远优于传统保温材料。其独特的纳米多孔结构赋予其“无穷长路径”、“零对流”和“无穷热隔板”效应,显著提升了隔热性能。这些优异的性能使其在航天、军工、建筑、交通等领域具有广泛的应用前景。 全球气凝胶市场规模持续增长,预计未来几年将保持10%左右的复合增速,中国市场也展现出强劲的增长潜力。

国家政策及标准的积极推动作用

“双碳”目标的提出为气凝胶行业发展提供了重要的政策支持。国家和地方政府相继出台了一系列政策文件,鼓励气凝胶的研发和应用,并建立了新材料首批次应用保险补偿机制,降低了企业创新风险。同时,气凝胶相关标准的不断完善,也为行业规范发展提供了保障,进一步推动了市场规模的扩大。

主要内容

一、气凝胶:隔热材料之王

本节详细介绍了气凝胶的物理化学特性,包括其超低的导热系数、极低的密度、以及优异的防火、疏水、隔音等性能。并通过图表对比分析了气凝胶与其他传统保温材料的性能差异,突出了其在隔热保温方面的显著优势。此外,还介绍了气凝胶的多种形态(毡、板、布、纸、颗粒、涂料等)及其在不同领域的应用,并对气凝胶的种类(氧化物气凝胶、非氧化物气凝胶等)进行了分类和比较,分析了不同种类气凝胶的优缺点及应用场景。最后,本节还阐述了气凝胶的主要制备流程(溶胶-凝胶法+干燥),并对各种干燥方法(超临界干燥、常压干燥等)进行了比较,以及气凝胶的改性方法,以提升其力学性能、疏水性及高温稳定性。最后,通过分析气凝胶专利申请数量的快速增长,展现了其研发热度和巨大的商业价值。

二、“政策+标准”持续出台,推动产业健康高质量发展

本节分析了国家“双碳”战略对气凝胶行业发展的影响,并列举了相关政策文件,说明国家对节能降碳和绿色转型的重视程度。同时,本节还总结了国家各部委陆续出台的文件,以及这些文件对高耗能行业节能降碳的要求,并重点阐述了气凝胶作为高效节能材料,在政策层面获得的大力支持,包括纳入国家重点节能低碳技术推广目录、新材料首批次应用保险补偿机制等。最后,本节还介绍了气凝胶标准的不断出台,以及这些标准对行业规范发展和市场拓展的积极作用。

三、气凝胶应用灵活宽泛,下游需求空间广阔

本节首先介绍了气凝胶形态的多样性及其带来的应用灵活性,并对不同形态的气凝胶(毡、板、布、纸、颗粒、涂料等)的应用场景进行了详细分析。然后,本节通过多家机构的预测数据,展现了全球和中国气凝胶市场规模的快速增长,并对不同下游应用领域(油气、建筑、交通、航天军工、服装等)的市场规模和增长潜力进行了预测和分析。 本节详细分析了气凝胶在油气领域(管道保温)、建筑领域(外墙保温、涂料、玻璃)、交通运输领域(电动汽车电池、高铁地铁)、航天军工领域以及服装领域的应用现状和未来发展趋势,并对各个领域的市场规模进行了预测和估算。最后,还简要介绍了气凝胶在催化、电化学、吸附等领域的潜在应用前景。

四、降成本、扩规模助力行业迎接风口

本节分析了气凝胶成本构成,指出原料成本和制造成本是影响气凝胶价格的主要因素。并对降低成本的途径进行了探讨,包括改进干燥技术(常压干燥)、选择低成本的原料(无机硅源)、以及规模化生产等。本节还分析了功能性硅烷(气凝胶主要原料)的市场供需情况,以及多晶硅行业对四氯化硅供应的潜在影响,并对国内主要气凝胶生产企业的扩产计划进行了总结,指出规模化生产将有助于降低气凝胶的成本,推动行业发展。

五、重点标的&投资建议

本节对晨光新材和宏柏新材两家公司进行了详细的分析,指出这两家公司在功能性硅烷领域具有领先地位,并通过产业链一体化布局,降低了气凝胶的生产成本,具有显著的竞争优势。最后,报告给出了投资建议,推荐晨光新材(605399.SH)和宏柏新材(605366.SH)。

总结

本报告对气凝胶行业进行了全面的分析,从材料特性、市场现状、应用领域、成本构成、未来发展趋势等多个维度进行了深入探讨。报告指出,气凝胶行业在“双碳”目标的驱动下,以及国家政策和标准的支持下,迎来了快速发展的机遇。 成本下降和规模扩张将是推动行业发展的重要因素,而拥有全产业链布局和显著成本优势的企业将更有竞争力。报告最终推荐了晨光新材和宏柏新材,认为这两家公司在气凝胶领域具有较大的投资价值。 然而,投资者仍需关注原料价格波动、下游需求变化以及项目建设风险等因素。

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