作者：慧博智能投研
气凝胶是世界上最轻的固体。在20世纪30年代被发明至今，凭借极轻、隔热等硬实力被誉为“改变世界的十大神奇材料”之一。过去近九十年里，气凝胶作为研究热点从未停止。在二十余年前气凝胶开始商业化，主要围绕其高效的阻热能力展开，应用于多个领域，与传统保温材料相比优势明显。在当前双碳政策下，节能将成为化工、能源、建筑行业未来发展的主旋律。气凝胶相对于传统材料，其节能效果显著，行业需求也将在双碳政策的推动下快速提升。
那么气凝胶有什么优势？都可以应用到什么领域？国家有什么支持政策？产业链有哪些环节和相关公司？哪些公司具有优势？竞争状况如何？未来市场空间有多大？下面我们来逐一进行了解。
01
概念及现状
1.气凝胶是当前最高效节能隔热材料
气凝胶是新一代高效节能隔热材料。气凝胶是一种具有纳米多孔网络结构、并在孔隙中充满气态分散介质的固体材料，是世界上密度最小的固体，被称为“凝固的烟”。由于独特的结构，气凝胶在热学、声学、光学、电学、力学等多个领域都展示出优异的性能。目前商业化应用的气凝胶主要围绕其高效的阻热能力展开，下游用于石油化工、热力管网、锂电池、建筑建材、户外服饰、航天、军工等多个领域。
2.气凝胶材料种类繁多，其中SiO2气凝胶的商业化应用最成熟
气凝胶按照前驱体可分为氧化物、碳化物、聚合物、生物质、半导体、非氧化物、金属七大类。众多不同的前驱体可制备出具有不同性能的气凝胶，极大丰富了气凝胶品种的多样性，拓展了气凝胶的应用范围。目前市场上SiO2气凝胶的应用最成熟，2019年全球二氧化硅气凝胶占比高达69%。
3.气凝胶的阻热原理
气凝胶的阻热原理是其独立的结构带来的无对流效应、无穷多遮挡板效应、无穷长路径效应。气凝胶的导热系数在0.012~0.024W/(m•K)，比传统的隔热材料低2~3个数量级，其隔热的原理在于均匀致密的纳米孔及多级分形孔道微结构可以有效阻止空气对流，降低热辐射和热传导：1）无对流效应：气凝胶气孔为纳米级，内部空气失去自由流动能力；2）无穷多遮挡板效应：纳米级气孔，气孔壁无穷多，辐射传热降至最低；3）无穷长路径效应：热传导沿着气孔壁进行，而纳米级气孔壁无限长。
4.气凝胶性能优势
1）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。
2）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。在同等保温效果下气凝胶用量更少，厚度更薄，散热面积更小，热效率更高，同时最大限度节约空间。
3）气凝胶除质轻、隔热性能优异外，还拥有众多其他优势：良好的防火性、疏水性、隔音性、吸附性、绿色环保性等。
防火疏水：可达到国家建筑材料A1级不燃标准，憎水率N98%。
持有耐候：气凝胶保温材料整体疏水，不易吸水解体，使用寿命可达10年以上，相比传统保温材料寿命提高3-5倍。
隔音抗震：气凝胶的三维多孔网络结构可起到吸声降噪、缓冲抗震的作用。
健康环保：产品已通过RoHS、REACH、ELV检测，不含对人体有害的物质；非常理想的吸附材料。
使用寿命长：气凝胶具备较长的使用寿命的优势，其使用寿命约为传统保温材料的4倍左右。
5.行业发展历程及现状
气凝胶的发展历史就是一个技术进步和应用拓展互相促进的过程。自1931年气凝胶诞生以来，气凝胶历经四次产业化：
第一次产业化是美国孟山都公司主导，但由于成本过高、应用开发滞后而失败。
第二次产业化在20世纪80年代，因高温超临界爆炸以及新技术经营不善而告终。
第三次产业化中美国Aspen Aerogel成功将气凝胶商业化，将其应用于航天军工、石化领域，受到市场青睐。
目前气凝胶处于我国主导的第四次产业化过程中，新增众多产能的同时进一步将气凝胶的应用拓展到了电池、交通等民用领域。
回顾气凝胶的产业化历程，数次受挫都与市场需求开发不足和价格过高有关。成本高昂仍是制约气凝胶推广的重要因素。与传统保温材料相比，气凝胶优势明显，但缺点也仍然突出。有效降低成本一方面依赖于制备工艺的突破，一方面通过低成本原材料的大规模产业化实现。作为绝热材料，气凝胶必须直面其他廉价材料的竞争。而技术进步、产能扩大、市场认识的提高、需求升级将有助于这一市场的发展。因此，气凝胶的必经之路是普及应用的过程。
02
“政策+标准”持续出台，推动产业健康高质发展
1.气凝胶作为高效节能材料，政策面大力支持发展
2020年9月22日，我国提出碳达峰与碳中和的目标：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。实现碳达峰、碳中和，是党中央、国务院作出的重大战略决策，是推动实现高质量发展的内在要求。气凝胶是国家基础战略性前沿新材料，对降低碳排放、实现“双碳”目标具有重要战略意义。国家和地方密集出台多项政策，同时出台保险补偿机制等，大力鼓励气凝胶行业发展。
2017年8月，决定建立新材料首批次应用保险补偿机制，运用市场化手段，对新材料应用示范的风险控制和分担作出制度性安排，突破新材料应用的初期市场瓶颈，激活和释放下游行业对新材料产品的有效需求。生产首批次新材料的企业，是保险补偿政策的支持对象。使用首批次新材料的企业，是保险的受益方。
为进一步做好重点新材料首批次应用保险补偿试点工作，2021年12月31日，发布了《重点新材料首批次应用示范指导目录（2021年版）》，目录自2022年1月1日起施行。其中，“气凝胶绝热毡”列入前沿新材料领域。
2.气凝胶标准不断出台，推动行业规范发展
2018年9月1日，我国第一个气凝胶材料国家标准《纳米孔气凝胶复合绝热制品》正式实施，适用于工业及建筑领域用纳米孔二氧化硅基气凝胶复合绝热产品，其他类型也可参考使用。
基于气凝胶下游应用的广泛性，目前建筑建材、新能源等领域相关机构发布有关气凝胶的应用标准：
气凝胶行业标准不断推出和立项，一方面，有利于规范气凝胶在工业、建筑、交通、新能源、航空航天等领域的运用，在设计、施工和验收等环节提供技术保证；另一方面，随着气凝胶的优越性能逐步被市场认可，不同领域、不同用途气凝胶标准的出台有助于打开气凝胶下游市场的广阔消费空间。
03
产业链及相关公司
目前大规模产业化的是SiO2气凝胶，以此为例介绍气凝胶的产业链。
气凝胶产业链上游为原材料，经过制备过程形成气凝胶；中游为气凝胶材料与气凝胶制品；最后应用到下游多个行业。气凝胶因其独特的性能受到了众多行业的青睐，却因高昂的原料成本和制造费用而使用受限。Aspen Aerogels数据显示，材料成本约占总成本的48%，制造成本约占44%。具体来看，气凝胶的生产成本主要集中在硅源（原料）、设备折旧（干燥）及能耗（干燥）方面。因此，气凝胶降成本主要从干燥成本和原料成本着手。
1.上游
（1）原材料：低成本原材料大规模产业化 ，利于有效降低成本
气凝胶的制备过程首先要得到二氧化硅凝胶，再通过干燥手段使气体取代凝胶中的液相从而形成气凝胶。目前，生产原料有两种。一种是有机硅源，包括正硅酸甲酯（TMOS，又称四甲氧基硅烷）和正硅酸乙酯（TEOS，又称四乙氧基硅烷）等功能性硅烷。另一种是无机硅源，包括水玻璃（硅酸钠）和四氯化硅。
1）有机硅源：我国是功能性硅烷主产国，产能仍旧维持稳步扩张
目前有机硅源为主流路线。一方面，有机硅源适用范围广，可同时适用于超临界干燥工艺和常压干燥工艺。另一方面，部分无机硅源应用受限。尽管无机硅源的价格远低于有机硅源，但杂质较多，在硅酸钠生产气凝胶过程中需要进行大量水洗和有机溶剂置换，生产过程劳动强度大、制备周期较长、需要废水处理等特点限制其目前大范围运用。
正硅酸甲酯、正硅酸乙酯均属于功能性硅烷。通常将主链为Si-O-C结构的有机硅小分子统称为功能性硅烷。功能性硅烷按用途分类可以分为硅烷偶联剂和硅烷交联剂，可作为有机和无机界面的桥梁或者参与有机聚合材料的交联反应，从而大幅度提升材料性能，是一种重要且用途广泛的助剂。
功能性硅烷使用情况与经济发展水平对应，我国是最大的生产和消费国。我国是全球功能性硅烷的主产国，以含硫硅烷为主。交联剂主要依赖进口，因此导致有机硅源成本高昂。随着中国未来硅烷交联剂产能的大幅提升，自给率将会逐渐提升，从而降低气凝胶的生产成本。2021年我国功能性硅烷产能和产量分别占全球72.9%和67.5%。预计我国功能性硅烷需求将保持10%左右的年均复合增长。我国功能性硅烷产能保持稳健扩张步伐。
三氯氢硅为功能性硅烷必备原料，为硅烷偶联剂主要生产成本，预计2022-2023年我国对三氯氢硅需求为49、62万吨。依据江瀚新材、三孚股份、宏柏新材、晨光新材、东方希望以及新安股份等企业投产进度，即使按70%开工率考虑，预计行业依旧存在供需缺口，高景气有限延续，预期也将带动功能性硅烷行业景气发展。
2）无机硅源：多晶硅行业是四氯化硅的潜在重要来源
多晶硅行业是四氯化硅的潜在重要来源。四氯化硅大部分为多晶硅副产物。据头豹研究院数据显示，每生产1千克多晶硅将产生10-15千克四氯化硅。而四氯化硅随着多晶硅产能的陆续投放，原料供给充足。目前工业上生产四氯化硅的方法以工业硅氯化法为主。四氯化硅主要用于制备气相白炭黑、正硅酸乙酯、光纤预制棒和三氯氢硅等。其中，三氯氢硅是制备多晶硅的原料，通过四氯化硅制备三氯氢硅可以实现物料闭环循环利用，在多晶硅价格高企的背景下，是目前四氯化硅最主要的去向。
多晶硅产量不断增加，当前供需格局良好，价格持续上涨。多晶硅价涨引发产能扩张浪潮，四氯化硅供应有望大幅增加。目前已有保利协鑫、大全能源、新特能源等多家行业巨头宣布继续扩产。据中国有色金属工业协会预测，到2025年我国多晶硅产能将达到300万吨/年、甚至更高，多晶硅中长期供需格局有望逐步转向宽松，价格亦面临下滑压力。届时，多晶硅扩产带来四氯化硅供应大幅增加，除回用外，其他用途的供应有望增加，对应气凝胶原料成本有望降低。
（2）制备过程：干燥技术不断革新，利于制造成本大幅下降
气凝胶的制备过程主要包括溶胶-凝胶、老化、改性、湿凝胶的干燥过程。首先是通过溶胶凝胶过程制备湿凝胶；后续利用一定的干燥方法将凝胶内的液态物质替换为气态，从而制得气凝胶。
气凝胶原材料为硅源，溶剂包括水、乙醇等，乙醇作为共溶剂促进混合均匀。反应初期，硅源通过水解得到活性单体硅酸，然后硅酸之间缩聚后生成了以硅氧（－Si－O－Si－）为主体的聚合物（溶胶），进而相互交联形成具有三维网络结构的凝胶骨架。凝胶骨架之间存在着大量的孔隙，填充着乙醇、水等溶剂分子。
制得湿凝胶并经老化后，可采用纤维复合和柔韧改性来提高力学强度，疏水改性增加疏水性，掺杂改性提高高温下的稳定性，从而弥补SiO2气凝胶自身力学性质差、吸水后结构易坍塌等缺点。是常见的改性方法。
最后需要通过干燥过程将凝胶内的液态溶剂替换为气态物质，从而制得气凝胶，该过程是决定产品质量最关键的一步。干燥方法包括常压干燥、超临界干燥、高温干燥、冷冻干燥和微波干燥等。目前工业主要采用的方法是超临界干燥和常压干燥。
1）超临界干燥
超临界干燥是当温度和压力达到或超过液体溶剂介质的超临界值时，湿凝胶孔洞中的液体直接转化为无气液相区的流体，孔洞表面气液界面消失，表面张力变得很小甚至消失。当超临界流体从凝胶排出时，不会导致其网络骨架的收缩及结构坍塌，从而得到具有凝胶原有结构的块状纳米多孔气凝胶材料。早期的干燥介质主要采用甲醇、乙醇、异丙醇、苯等，但是该技术具备一定危险，且设备复杂，因此近年来又开发出以二氧化碳为干燥介质的低温环境超临界干燥工艺，通过降低干燥时的临界温度和压力，来改善干燥条件，降低危险性。
2）常压干燥
常压干燥是利用低表面张力的干燥介质和相关改性剂来置换湿凝胶中的溶剂，以减小干燥时产生的毛细管作用力，避免在去除溶剂时凝胶结构发生破坏，从而实现常压干燥。常压干燥前通常需要对湿凝胶进行长时间的透析和溶剂置换处理。常压干燥设备成本与能耗成本相对较低、设备简单，但是对配方设计和流程组合优化要求高，而且制备非二氧化硅气凝胶尚不成熟。
行业内有多家气凝胶企业，主要采用超临界干燥技术进行生产。埃力生、纳诺科技、爱彼爱和、晨光新材、宏柏新材等纷纷扩产。由于超临界干燥工艺技术成熟、生产产品纯度高，因此被广泛应用于军工、航天等领域，制造有门槛、投入高，使得成本承压，而常压干燥成本优势明显，有助于降低制造成本。常压干燥在设备投入和生产成本上优势明显。我国干燥技术不断革新和突破，通过使用低成本的无机硅源搭配常压干燥技术取代高成本的有机硅源超临界制备工艺，大大减少了制备时间，缩短了投资回收期，制造成本降低至超临界干燥技术的1/20；常压干燥技术具有广阔发展前景。
2.中游
气凝胶形态多样，包括气凝胶毡、板、布、纸、颗粒、粉末、涂料和异形件等，产品多样化赋予其更加灵活宽泛的下游应用。
气凝胶毡、板、布、纸和异形件，是气凝胶与相应产品形态的纤维复合所得。毡产量最大、应用最广，用于管道、储罐、炉体、交通、建筑等保温隔热；板可用于大型设备和建筑内外墙保温；气凝胶布、纸和异形件主要用于一些特殊领域。如，布主要是服装鞋帽以及汽车领域等；纸（薄毡）主要是热电池和一些空间极小或管径极细或希望缠绕施工的领域；异形件基本上用于军工和制作可拆卸保护套。
气凝胶颗粒主要是利用其透明性，填充在PC板或者中空玻璃中做采光隔热板。
气凝胶涂料相比传统涂料具有更低的导热系数，具有更好的保温隔热效果，能够直接用到建筑内外墙、工业储罐、反应设备、管道、新能源汽车部件等表面。
在政策支持下，规模放量有助于降成本，推动行业产能加速扩充。根据企业披露数据初步统计，目前国内气凝胶复合材料产能约为29.9万方/年，同时有超过165万方/年的产能将在远期陆续投放。随着气凝胶行业产能的扩张，未来产业链一体化的企业或将凭借成本优势和渠道优势脱颖而出。
气凝胶颗粒/粉体主要代表厂商包括纳诺科技、晨光新材、宏柏新材等。气凝胶复合材料主要代表厂商包括埃力生、爱彼爱和、纳诺科技等。气凝胶制成品主要代表厂商包括爱彼爱和、东莞硅翔。
3.下游
由于气凝胶超强隔热等性能，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。随着应用领域的不断拓宽，新能源汽车、日用户外等领域市场也将逐渐打开。
（1）油气领域
相比传统保温材料，气凝胶绝热毡具有使用温度范围更广、隔热更优、厚度更薄（传统材料的1/3-1/5）、更抗腐蚀、憎水率高、使用寿命长达15年（传统材料3-5年，大修时修修补补）、更防火等优点，是“双碳”目标下石化、LNG管线等实现节能降碳的优选材料。
气凝胶替换传统绝热材料能减少40%-50%的管道散热损失，厚度仅为传统材料的1/3-1/5。采用气凝胶方案，虽然前期一次性投资成本较高，但综合考虑气凝胶更长的使用寿命以及通过节约能源和运行维护费用，通常2-4年左右可以完全回收成本。
国内已有多家石油石化企业采用气凝胶用于管线保温。如，中石油、中石化、中海油以及其他一些石化企业都采用了气凝胶用于管线保温。
（2）建筑建造
研究表明，70%以上的建筑耗能是由维护结构的传热造成，减少维护结构的传热耗能对降低建筑能耗至关重要。按照化学性质保温材料可分为无机和有机两类。气凝胶保温毡作为一种新型无机保温材料，虽然材料价格较贵，但因具有优良的保温性能、施工简单、几乎不用维护（使用寿命长）等特性，综合考虑节能带来的现金节约，非常具有竞争力。
气凝胶涂料是将气凝胶粉体分散在专用高性能树脂乳液中，或与无机粘结剂体系复合制备而成，直接用到建筑内外墙等表面。具有保温隔热、隔音降噪、抗震、防火等功能。测试结果证明，1mm厚的气凝胶保温涂料比8cm厚的聚苯泡沫板保温隔热性能好。
气凝胶玻璃是一种以气凝胶为主要原料的新型建筑材料，两片玻璃中间夹填气凝胶，形成一种“三明治”结构，其隔热效果比普通双层玻璃高几倍，且具有降噪效果。由于价格比较高、缺乏相关标准等因素，暂未实现大规模普及应用，但发展潜力巨大。
（3）交通运输
在汽车领域，气凝胶材料既可以用于整车制造，又可以用于新能源汽车电池。整车方面，气凝胶材料可以起到防火、隔热、保温、降噪等作用，在驾驶仓和发动仓间加一层气凝胶防火隔离墙，汽车着火点一般集中在发动机，汽车内饰多是织物等易燃物，气凝胶防火隔离墙可阻止火势进入驾驶仓，为司机和乘客的撤逃留有更多宝贵时间。
电池方面气凝胶可为动力电池隔热提供安全保障，除用于动力电池电芯之间，还可用于模组与壳体之间、电池箱外部。2020年5月，工信部发布《电动汽车用动力蓄电池安全要求》，增加电池系统热扩散试验，要求电池单体发生热失控后，电池系统在5分钟内不起火不爆炸，为乘员预留安全逃生时间。只有气凝胶能完成。
雪佛兰畅巡在电芯间使用了气凝胶进行隔热；宁德时代、中航锂电、国轩高科等全球前十大动力电池厂商均有采购气凝胶产品。国内航天乌江、埃力生、爱彼爱和、岩拓、中凝科技等气凝胶生产企业均有供应电池用气凝胶产品。国外Aspen Aerogels在2021年年报中表示，计划在佐治亚州建立第二个气凝胶厂以将满足电动汽车需求。
高铁、地铁运行时速高、运行环境温度变化大且全车无烟防火，需要轻质、隔音降噪、保温隔热、防火等材料。气凝胶毡可满足高铁和地铁的运行需求，主要运用领域包括高铁和地铁的车顶、侧墙、底架、端墙、空调系统、其他系统等。我国部分高铁和地铁中已采用气凝胶保温材料；国内埃力生、爱彼爱和、岩拓等企业均有生产和销售相关产品。
（4）服装领域
目前防寒服装主要以羽绒服为主。国产科技服装品牌素湃已推出S.KISTLER（蓝奇热）气凝胶防寒服系列。实验表明，该抗寒服中3mm厚度气凝胶材料可抵抗-196℃极寒，即可达到40mm鹅绒的保暖度效果。气凝胶材质抗寒服厚度约1cm，明显低于常规羽绒服6cm的厚度，且重量约轻38%。另外，该气凝胶防寒服洗涤100次后，保温率和热传导率几乎未变。海外服装品牌Champion、OROS、MONGRE也已推出气凝胶系列服装产品。此外，气凝胶新材料企业中凝科技、岩拓等纷纷推出气凝胶纺织材料产品，如气凝胶夹层、气凝胶纤维、气凝胶布等。
（5）航天军工
气凝胶是航天军工领域的绝佳材料。受飞行环境影响，航空航天材料需具备低密度、高硬度、耐高温、低导热的特性。航空航天领域常用的几类隔热材料包括酚醛树脂、玻璃纤维、气凝胶等，而气凝胶被认为是理想的隔热材料。
气凝胶在航天军工领域运用最早最成熟。气凝胶起始就是应用在航天军工领域，已被应用于飞船、卫星、火箭、导弹、战机、军车等重要零部件的隔热保温。我国首个火星探测器“天问一号”着陆发动机与探测车表面使用了气凝胶材料，应对极热和极寒两种严酷环境。
（6）其他领域
催化领域：气凝胶具有小粒径、高比表面积和低密度等特点，使得气凝胶催化剂的活性和选择性均远高于常规催化剂。同时，气凝胶还具有优良的热稳定性，可以有效减少副反应的发生。苏黎世联邦理工学院多功能材料实验室开发了TiO2气凝胶光催化剂，可促进高效制取氢气。
电化学领域：气凝胶具有低介电常数（1<e<2），且可通过改变其密度调节介电常数值。有机气凝胶和金属氧化物气凝胶，是非常优异的介电体，可用作高压绝缘材料、高速或超速集成电路的衬底材料、真空电极的隔离介质以及超级电容器。Polystor公司推出一种高性能的碳气凝胶电容器，其功率为4千瓦/千克，接近于电池的功率。
吸附领域：气凝胶可运用于吸附净化领域。以疏水SiO2气凝胶为例，其可有效抑制水分子的竞争吸附，提高材料在潮湿环境下对目标有机气体的选择性。同时，疏水SiO2气凝胶对于苯、甲苯、四氯化碳等几种VOCs的吸附量均远大于传统吸附剂活性炭以及活性炭纤维，而对于水蒸气的吸附量(0.12g/100g)相比于亲水SiO2气凝胶(6g/100g)明显降低，被广泛运用于水体净化领域。
4.相关公司
（1）晨光新材：产业链配套完整，一体化优势凸显
晨光新材为主营功能性硅烷的有机硅材料高新技术企业。公司主要从事功能性硅烷基础原料、中间体及成品的研发、生产和销售。自成立以来，公司以安全环保为前提、以提质增效为导向、以技术创新为驱动，致力于功能性硅烷全产业链的研发、应用和产业化。通过十余年发展，公司已成为国内功能性硅烷行业产品最丰富、产业链最长的生产厂商之一。
公司具备完善的硅烷产业链，三氯氢硅及正硅酸乙酯持续扩张。公司目前三氯氢硅产能为6万吨，在建产能为26万吨，保障正硅酸乙酯原料供应。目前公司具备1万吨正硅酸乙酯产能，宁夏中卫基地在建2万吨正硅酸乙酯产能，原料先行保障气凝胶产能顺利扩张。
公司的乙醇与氯化氢双循环项目，有望降低气凝胶原材料成本，节约资源。同时公司具备氯化氢干法回收技术，将三氯氢硅生产硅烷偶联剂副产的氯化氢进行回收，重新用于硅粉生产三氯氢硅，降低整体工艺成本。
气凝胶产业链中，公司未布局金属硅资源，依靠与外部金属硅企业良好合作关系获得稳定货源，自产三氯氢硅与四氯化硅，利用四氯化硅与乙醇生产正硅酸乙酯。气凝胶改性需要功能性硅烷或者功能性硅烷中间体如三甲基氯硅烷进行改性，公司深耕功能性硅烷，在此基础上继续保持产业协同，产业链从原料、工艺、辅助工程等均进行配套建设，在未来行业发展竞争中，有望凭借完整产业链获取较低的生产成本，取得竞争优势。
（2）宏柏新材：含硫硅烷细分龙头，深化气凝胶全产业布局
公司主要从事硅烷偶联剂和气相白炭黑的研发、生产与销售，具备“硅块-氯硅烷-中间体-功能性硅烷-气相白炭黑”绿色循环产业链，是世界领先的含硫硅烷生产商之一。
公司含硫硅烷规模优势突出。其中，含硫硅烷偶联剂2016-2021年期间在国内外市场排名均为第一。2021年销售硅烷偶联剂5.3万吨，气相白炭黑4690吨。
在建项目助力产业链纵横延伸。气凝胶方面，公司在江西乐平布局了1万方/年功能性气凝胶项目。功能性硅烷方面，公司将新增10万吨/年三氯氢硅并配套下游硅烷，丰富产品矩阵。
（3）泛亚微透：气凝胶产品蓄势待发，量产项目稳步推进
泛亚微透是一家生产ePTFE膜、气凝胶等新材料供应商和解决方案提供商。公司是一家拥有自主研发及创新能力的新材料供应商和解决方案提供商，通过对ePTFE膜的改性及与基础吸音棉、高性能干燥剂、SiO2气凝胶等材料复合，不断为客户定制化地开发具有特殊声、电、磁、热、防水透气、气体管理、耐候耐化学等特性的组件产品。
公司具备气凝胶生产技术，产学研合作提升研发实力。公司与浙江大学合作研发气凝胶材料项目并具有完全知识产权，同时自研二氧化硅气凝胶复合材料技术，实现气凝胶颗粒与预氧丝、玻纤以及陶瓷纤维等材料的复合，在研电动车用气凝胶隔热垫复合材料等，2022H1公司气凝胶收入为4.85亿元，表现亮眼。
公司收购大音希声，募投资金持续推进气凝胶项目建设。公司2020年建成1604立方米气凝胶产能，2021年7月收购大音希声60%股权，2021年10月募资投产24万平米气凝胶材料项目，扩张气凝胶产能表明公司对行业发展的信心。
（4）中国化学：化学工程领域龙头，气凝胶复合材料项目已投产
中国化学是一家集勘察、设计、施工为一体，知识技术相对密集的工业工程公司，是我国化学工业工程领域内资质最为齐全、功能最为完备、业务链较为完整的工业工程公司之一。公司开展“三年五年规划，十年三十年愿景目标”中长期发展战略，以人才技术优势为依托，实现研发和实业协调发展，使实业成为推动企业发展的重要板块，其中气凝胶项目的建设是一项重大突破。当前公司气凝胶产品的在建项目位于重庆。
中国化学气凝胶项目建设单位是中化学华陆新材料有限公司，建成后中国化学气凝胶项目将成为中国领先、世界一流的集研发、生产、上下游供应链为一体的气凝胶新材料产业基地。
中化学华陆新材料有限公司（简称“华陆新材”）于2020年09月23日成立，由华陆工程科技有限责任公司（简称“华陆科技”）控股。2018年12月，华陆科技投资参股中国航天科工集团贵州航天乌江机电设备有限责任公司（简称“航天乌江”）。华陆科技对航天乌江原气凝胶复合材料生产线进行改造和技术升级，联合航天乌江进行大规模、连续化生产气凝胶复合材料全过程工艺流程开发，新增了溶剂高效回收系统、智能行车机器人与超临界干燥设备快开装置协同控制系统，成功实现军用技术转民用。
（5）华昌化工：主营产品保持高景气，参股爱彼爱
公司目前已经已经形成了煤化工、盐化工、石油化工等多产品的产业格局。2021年3月4日，公司公告增资参股爱彼爱和新材料有限公司（简称“爱彼爱和”）7.04%。
爱彼爱和是国内一家气凝胶材料生产企业，在河北沧州、河南许昌建立了两个生产基地。沧州基地主要生产气凝胶粉和气凝胶复合毡系列产品，主要为石油炼化、火力发电、原油开采、化工等领域企业提供高效节能产品，并为许昌基地提供气凝胶主材；许昌基地主要负责气凝胶材料深加工，产品包括车用气凝胶防火毯系列、电池用气凝胶隔离片系列，气凝胶防火毯提供给宇通客车（根据公司介绍，2018年成为成为宇通客车气凝胶最大供应商）、吉利汽车、申龙客车等知名客车企业，气凝胶隔离片则主要供给宁德时代（根据公司介绍，2019年成为宁德时代、锋巢等动力电池的主要供应商）、国轩高科、天津力神、中航锂电等企业。
爱彼爱和于2019年10月与北京理工大学签订了合作协议，共建阻燃材料研发中心和国家级检测中心。公司于2019年11月与瑞士联邦材料测试与开发研究所、德国汉堡大学、清华大学、同济大学达成了战略合作协议，计划共建中欧气凝胶产业应用研究院。
04
竞争环境分析
1.多方企业入局气凝胶材料，行业扩产加速
随着下游需求的快速提升，多种背景的企业开始入局气凝胶行业，但由于气凝胶材料具有较强的技术壁垒，大多数的新入局者均采用股权投资的形式进入气凝胶行业来推动行业产能加速扩充。目前生产1万方的气凝胶约需投资1~1.8亿元，资金壁垒较高。新入局企业大多为上市公司，均有一定的资金实力，加速了气凝胶行业产能扩张速度。
2.玩家竞争力分析
（1）客户资源优势：一体化低成本企业更具竞争优势
在全行业大多数玩家突破干燥过程中的壁垒并产出相对均质化的产品后，届时产业链分工决定企业竞争力。气凝胶细分环节分为生产企业、加工企业以及生产加工一体化企业，目前国内除了纳诺科技和爱彼爱和既可以生产又可以加工气凝胶制品外，埃力生等企业则只提供气凝胶材料给加工厂，通过加工企业进一步加工成制品。加工企业通常外购气凝胶材料，再根据下游客户的定制化需求加工成特定形态。在气凝胶行业发展初期，各厂商的产品具有较大差异，产业链话语权掌握在生产企业手中。而在生产环节技术取得突破即全行业大多数企业产出相对均质化的产品后，客户资源将成为各个企业角逐的重点。生产和加工环节一体化布局的企业一方面掌握生产环节，另一方面直接与下游客户对接，具有较强的渠道壁垒，该类企业将在气凝胶行业发展最具优势。
（2）原料自给优势：具有硅烷产能企业最具成本优势
由于原料成本占比超过50%，当气凝胶行业产能开始过剩时，原料自给能力成为气凝胶企业竞争力的重要考量。对于二氧化硅气凝胶而言，硅化工企业成本优势凸显。根据的测算，如果实现原材料自给及辅料循环，预计单方合成成本将降低3000-4000元。
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市场空间与预期
1.行业布局逐渐向亚太地区转移
全球气凝胶产业主要集中于北美、欧洲、亚太地区。近年气凝胶市场逐渐向亚太地区转移，我国市场全球增长最快，远超国际水平。2012-2017年北美气凝胶市场在全球占比由55%下降到49%，欧洲气凝胶市场的全球占比由24%下降到17%，而亚洲的气凝胶市场全球占比由13%上升到23%。
2.我国气凝胶行业快速发展，市场需求空间广阔
气凝胶材料由于其优异的保温隔热性能，目前行业整体处于生命周期的成长期，多领域蓬勃发展。预计 2025 年我国气凝胶材料市场空间为 126-161 亿元。随着我国气凝胶企业的崛起以及下游需求的大幅增加，气凝胶行业发展将显著加快。
我国气凝胶行业虽然起步较晚，但在国家产业政策的积极引导下发展迅速，市场规模不断壮大。据统计，2015-2020年，我国气凝胶市场规模从7.6亿元增加到30.0亿元，年均复合增长31.6%。
ID TechEX Research数据显示，我国气凝胶下游应用中占比最多的为油气项目，约占56%；其次是工业隔热占18%、建筑制造占9%、交通运输占8%。油气和工业隔热仍将是气凝胶应用的主战场，建筑建造、交通运输和新兴领域将成为未来增长较快的领域。尤其是建筑领域，随着我国节能环保理念的深入，未来建筑领域将成为气凝胶的一大市场。预计到2026年，我国气凝胶下游市场中油气项目将减少至47%，建筑建造占比将提升至14%，交通运输占比将提升至13%。
3.油气领域：气凝胶下游最大应用市场
2021年我国炼油能力达到9.11亿吨/年，已然超越美国（9.07亿吨/年）成为世界第一大炼油国；预计2025年我国炼油能力将达到10.1亿吨/年。加上国内已有多家石油石化企业采用气凝胶用于管线保温，不论是存量和增量市场都将为气凝胶带来广阔的市场需求。
预计2025年油气管道用气凝胶材料市场空间约为58-76亿元。气凝胶单位用量：以管线直径为500mm（参考国家管网集团东部原油储运有限公司油气基础设施披露管径数据），保温层厚度为20mm，余量20%，计算得到气凝胶单位用量约为40立方米/公里。里程方面，2018-2021年油气管道里程数参考国家管网数据披露，2025年目标参考发改委公布的《十四五”现代能源体系规划》中的里程数预测值（扣减国外管网里程数），2022-2025年预测数值以平均里程增长计算。气凝胶价格采用目前商用产品价格。预测存量管道和新增管道气凝胶材料替换比例，得到2025年油气管道用气凝胶材料用量为58-76万立方米，气凝胶市场空间为58-76亿元，对应乐观估计2021-2025年市场空间CAGR为32%。
4.建筑建造：气凝胶潜在发展市场
建筑领域节能降碳意义非凡。2019年我国建筑全过程碳排放总量近50亿吨，占全国碳排放的比重为50.6%；能耗总量为22.33亿吨标准煤，占全国能源消费总量比重为46.5%。建筑领域节能降碳对我国全方位迈向低碳社会具有重要意义。
我国建筑全过程能耗主要来自生产和运行阶段，分别约占50%和46%。因此，不论是生产阶段工业炉体等隔热保温，还是运行阶段墙体、玻璃等隔热保温，气凝胶材料都有非常大的应用潜力；建筑领域将成为气凝胶的一大主场。
目前在建筑节能市场渗透率相对降低，但远期空间广阔。根据2020年国内气凝胶行业合计15.9亿元的产值及建筑建造行业约占7%的需求来推算，2020年建筑建材用气凝胶的销售额约在1.1亿左右。根据对建筑外墙保温材料的测算，则2020年气凝胶在建筑保温材料的渗透率仅为0.02%，假设2025年气凝胶渗透率提升至0.08%，则到2025年国内建筑保温外墙市场对气凝胶的需求量为7.3万方。远期来看，整个建筑建材市场空间广阔。
5.交通运输：电动汽车或将成为未来重要增长级
预计2025年气凝胶复合材料在国内新能源汽车市场的潜在规模约6.28亿美元。根据Aspen Aerogel 19年年报，气凝胶材料近年平均价格约为30美元/平方米，每辆新能源汽车约需要2-5平方米的气凝胶复合材料，则每辆新能源汽车平均需要价值105美元的气凝胶复合材料。根据《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》中要求，2025年时，新能源汽车销量达到汽车销售总量的20%左右，按照规划每年复合增长率必须达到30%以上。
同时高铁、地铁也存在潜在增长空间。以我国标准动车组为例，一节车体长度为209m、宽度为3.36m、高度为4.05m，若在车侧、车顶、底架铺设一层气凝胶毡，约需要3097㎡的气凝胶毡。经测算，单标准组动车组对应气凝胶材料市值11.5万美元。根据“十四五”规划，我国高速铁路运营里程将从2020年3.8万公里发展为2025年5万公里，年均复合增长5.6%。运营里程的增加有望带动动车组保有量增加。按照近两年我国动车组保有量年增速均值4.6%测算，2025年气凝胶在我国动车市场规模理论上有望达到5.5亿美元。
6.气凝胶行业处于拐点向上的飞速发展阶段
过去5年国内气凝胶市场通过技术进步实现成本的快速下降，当前成本相比10年前已经下降超80%。气凝胶行业处于拐点向上的飞速发展阶段，原因就在于气凝胶在石化管道、锂电池的应用已经具备高性价比，中石化、宁德时代等龙头企业已经从传统隔热材料切换至气凝胶，头部企业的标杆效应将带来气凝胶行业量的起飞。根据Aspen预测，未来10年全球市场空间合计在7000亿元，将保持10%左右的复合增速。
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参考研报
1.银河证券-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
2.华安证券-化工行业：崛起气凝胶，助力碳中和
3.中信证券-能源化工行业气凝胶材料专题：高效隔热材料，车用产品有望迅速放量
4.西部证券-化工行业专题报告：气凝胶，最高效隔热材料，契合碳中和节能大趋势
5.中信证券-晨光新材-605399-投资价值分析报告：领军功能性硅烷，发力气凝胶成长极
6.东北证券-晨光新材-605399-成长性最确定的功能性硅烷领跑者
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