一、气凝胶分类

　　1、材料分类

　　气凝胶可分为无机气凝胶、有机气凝胶、混合气凝胶和复合气凝胶。常见的气凝胶主要是硅气凝胶、碳气凝胶和二氧化硅气凝胶，新进发展的气凝胶主要是氧化石墨烯气凝胶、富勒烯气凝胶和纤维/二氧化硅气凝胶。

　　目前国内最常使用的气凝胶材料为SiO2气凝胶。根据Allied Market Research及西部证券研报数据，从市场占比来看，SiO2气凝胶市场占比约为70%。

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　　2、应用领域

二、生产工艺

　　1、关键技术突破

　　从国内气凝胶技术发展历程来看，2012年国内首套1000L超临界二氧化碳气凝胶干燥设备的生产，标志着国内气凝胶实现规模化量产，这也成为2014年开始国内气凝胶材料及制品产量开始快速扩大的产业化基础。

　　2、工艺流程

　　气凝胶的制备通常由溶胶凝胶过程和干燥处理过程。构成二氧化硅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。

　　从生产原料区分工艺有两种。一种使用无机硅源，包括水玻璃(硅酸钠)和四氯化硅，另一种使用有机硅源，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。

　　有机硅源纯度高，工艺适应性好，可以适配超临界干燥以及常压干燥工艺，但有机硅元作为原料的缺陷是价格高，目前国内外采用超临界干燥工艺的企业基本上都是采用有机硅源。无机硅源相对更加廉价，但长期以来应用较少。一方面是由于无机硅源只能应用于常压干燥技术，常压法发展还较不成熟;另一方面，以水玻璃为硅源的气凝胶制备过程中需要大量水洗凝胶中的钠盐，而钠盐的水溶液难分离，造成大量的废水难以处理，处理不当可能会造成大面积的土地盐碱化。因此，目前最主流产业化生产路线是正硅酸酯为原料结合超临界干燥工艺的生产过程。

　　从生产干燥工艺上区分，可分为超临界工艺和常压工艺。其中有机硅源可同时满足超临界和常压工艺，无机硅源一般只能使用常压工艺。

　　其中超临界干燥具体还可细分为二氧化碳超临界和酒精超临界。

　　在气凝胶的合成过程中，干燥步骤具有较强的技术壁垒，干燥技术路线的选择直接影响气凝胶性能。当前国内三种干燥路线并行发展，包括二氧化碳超临界干燥、乙醇超临界干燥和常压干燥。由于二氧化碳超临界干燥技术综合性能最佳，目前大多数产能以二氧化碳超临界干燥为主，采用二氧化碳超临界干燥路线的企业在当前阶段具有一定优势。

三、产业链介绍

　　根据生产工艺划分，气凝胶整体产业链可划分为上游原材料，中游制造和下游应用行业。

　　1、上游：有机硅源价格高昂，未来供应将逐渐紧张

　　气凝胶的生产成本主要集中在原材料硅源、设备折旧以及能耗方面。

　　(1)无机硅源

　　无机硅源包括四氧化硅和水玻璃，四氯化硅大部分为多晶硅副产物，随着多晶硅料扩产计划的启动，将带动四氯化硅产量的增长，从而为气凝胶提供充足原材料，但无机硅源杂质较多，去除杂质的工艺较为繁琐，制作出的气凝胶质量较差，现在业内基本采用有机硅源。但需要看到，一旦无机硅源常压合成气凝胶出现突破性进展，上游原材料对气凝胶行业的影响将大大降低。

　　(2)有机硅源

　　有机硅源包括正硅酸甲酯、正硅酸乙酯等功能性硅烷，成本占比约20-30%，2019年正硅酸乙酯市场价格约12000-13000元/吨，但近年来受到国家供给侧结构性改革、安全和环保政策持续收紧、中美经贸摩擦、和疫情等因素，2021年正硅酸乙酯的市场价格已上升到23000-28000元/吨。未来，由于光伏产业蓬勃发展，对正硅酸乙酯将有大量需求，正硅酸乙酯在气凝胶领域将出现供应紧张的问题，价格将保持高位，成为气凝胶市场的一大痛点。

　　合成正硅酸乙酯的主要原料是四氯硅烷，国内气凝胶用烷氧基硅烷的生产企业分布主要集中在四川、江苏、江西、浙江、山东、湖北等地，与气凝胶生产企业配套能力差，距离遥远，运输成本高。同时生产规模普遍每年2000-10000吨的水平，与国际上万吨级规模存在差距。并且大多数是有机硅的副产品，专业厂家较少。这些也在一定程度上制约了原材料供应。

　　2、下游：下游应用较为广泛，新能源汽车将成为气凝胶行业新增长点

　　由于气凝胶技术近年来才逐渐进步，目前大多数应用领域仍处于气凝胶推广的早期及成长期，能源、建筑建造、交通运输、化工管道等领域发展较快。未来国内气凝胶将主要应用于建筑节能、石油石化、交通运输、电力工业等领域。

四、气凝胶市场规模

　　1、市场规模

　　中国气凝胶市场起步较晚，目前仍处于早期发展探索阶段。但得益于国家新型材料引导政策，我国气凝胶技术研发速度和市场规模都快速提升。

　　根据气凝胶行业业内访谈资料，2021年我国气凝胶材料的产量约为700-800万平方米。

　　2、市场分布

　　2021年，全球气凝胶下游市场分布中，占比最多的为石油化工行业，约占到气凝胶下游市场的56%，其次是工业隔热占约18%，建筑制造占比近9%，交通运输领域占比8%左右。根据IDTechEX Research的数据显示，预计2026年气凝胶下游需求市场中石油化工行业占比将减少至47%，建筑建造占比将提升至14%，交通运输领域占比将提升至13%。

　　国内气凝胶下游市场分布与全球分布大致相同，但在新能源领域的占比会稍高于全球。根据埃力生2021年的销售情况，石油石化领域占40%、工业隔热领域占20%、新能源汽车领域占25%，其他领域占比15%。

　　根据行业内专家访谈信息整理，2021年国内气凝胶材料市场，石油石化领域占43%、工业隔热领域占20%、建筑领域8%、新能源汽车领域占20%，其他领域占比9%。

五、气凝胶主要生产企业

　　1、产能情况

　　目前国内气凝胶行业主流企业包括埃力生高新科技有限公司、爱彼爱和新材料有限公司、纳诺科技等。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。现阶段其气凝胶产品下游主要集中在油气、工业管道保温领域，地域分布主要集中在广东、山西、河北、河南、江苏、浙江、山东、湖北、贵州、重庆等地。

　　2、产能利用率

　　由于我国对气凝胶材料的定制化需求较多，因此各厂商的产能储备一般较高，以满足高峰时段的突发需求。以2021年为例，气凝胶实际产量约为800万平方米，产能利用率约为30%。

　　3、工艺路线

　　目前国内大规模量产企业均为二氧化碳超临界工艺，其中纳诺科技曾尝试过常压工艺。另外厦门纳美特等小规模企业有部分使用酒精超临界工艺。

六、气凝胶未来市场规模

　　1、能化领域

　　在能化领域，气凝胶凭借极佳的隔热保温性能可以作为外保温材料，如蒸馆塔、反应管道、储罐、泵、阅门、天然气和LNG液化气管道、深海管道等等。在高温蒸汽、导热油或流体介质管线外包裹气凝胶，一方面减少了管道暴露损失热量，另一方面这些区域往往受到重量、空间的限制，需要保温材料轻量又轻薄，气凝胶是唯一完美契合的材料。主要应用于油气管道、供热管道的保温。

　　2021年国内石化能源领域气凝胶市场规模约为3.2亿元，预估2025年可以达到18亿元。

　　能化领域是目前气凝胶材料主要的应用市场，根据Aspen Aerogel 19年年报预测，能化领域的全球市场空间约31亿美元。

　　2、工业领域(工业隔热)

　　工业隔热领域主要是替代岩棉用于各类管线保温，根据实验数据，20mm气凝胶毡保温层保温隔热效果已经远超64mm岩棉保温材料。2021年国内工业隔热领域气凝胶材料市场规模约为1.6亿元，预估2025年可以达到8.8亿元。

　　3、建筑领域

　　在建筑领域，房屋门窗、墙壁的隔热保温正越来越被重视。现有的保温材料或隔热能力不够理想，或达到理想效果厚度太厚、太重，也有一些隔热能力较好的材料但阻燃能力不佳，容易引发房屋火灾。而气凝胶既可以作为现有保温材料的升级替代，同时兼顾防火、隔声等功能，有望颠覆建筑保温材料现有格局。

　　气凝胶在建材领域主要应用于墙体保温材料、保温涂料以及节能玻璃中，面向新建建筑和既有建筑节能改造两大场景。我国日渐完善的建筑能耗标准和逐步建立的建筑节能运行监管体系将推动建筑墙体保温材料行业快速发展。

　　2021年国内建筑领域气凝胶市场规模约为0.72亿元，包括墙体、建筑管道、节能玻璃等，其中墙体占主要规模。预估到2025年仅外墙节能部分气凝胶市场规模约为3.09亿元，按照建筑外墙隔热在建筑航行业市场占比50%计算，整体建筑行业气凝胶市场规模约为4.64亿元。

　　4、在新能源汽车领域市场情况

　　(1)市场应用

　　在交通领域，气凝胶材料主要应用在汽车防火隔热保温降噪层，大容量电池组防火防水保温盒，危险化学品运输车、液化天然气运输船等特种运输工具的保温防火层，高铁和地铁车体保温隔热降噪防火层等。在交通事故引发的火灾中，着火点一般集中在发动机仓位置。在发动机仓和驾驶舱之间加一层气凝胶防火隔离墙，可以阻隔火势蔓延到驾驶舱中。

　　气凝胶以其隔热保温、寿命长、更安全等优势可应用于多种交通细分领域，包含汽车、高铁、地铁及轮船等：

　　1)在汽车领域，气凝胶可应用于构造小客车防火隔离墙、替代大客车防火保温层等;

　　2)在高铁和地铁领域，气凝胶主要作为保温材料来达到保温降噪的作用;

　　3)在轮船领域，气凝胶主要应用于轮船锅炉及LNG船舶管道及罐体保温方面。

　　而新能源汽车作为交通领域的细分赛道将成为气凝胶行业新增长点。根据北京理工大学数据统计，2019年由于电池问题引起的新能源车起火的占比达61%，电池问题包含电池的热失控和易燃电解质发生泄漏等。气凝胶以其高温耐受能力强、阻燃性能优异、环保性能好等优势，在解决高温环境三元电池热失控扩散方面，得到了关键电池路线的认可，是锂电隔热的首选材料。

　　(2)整体市场规模

　　我国新能源汽车行业一直处于高速增长期，2021年中国新能源汽车产量达354.5万辆，较2020年增加了217.90万辆，同比增长159.52%，占全国汽车总产量的13.59%。从新能源汽车销量来看，2021年中国新能源汽车销量达352.1万辆，较2020年增加了215.40万辆，同比增长157.57%，占汽车总销量的13.40%。

　　根据《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》要求，到2025年时，新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右，同时工业和信息化部副部长辛国斌表示，按照规划每年的年复合增长率必须达到30%以上，则到2025年我国新能源车产销量预计在1000万辆。

　　根据高工锂电数据，2021年国内动力电池装机量为140GWh，按车型分类，新能源乘用车的电池装机量为122.7GWh，占比87.6%;按电池材料分类，三元电池装机量为74.3，占比53.1%。则假定新能源乘用车中三元电池的装机量也约为53.1%。

　　另外根据中国化学与物理电源行业协会数据，2020年中国新能源汽车动力锂离子电池装机量为63.3GWh，其中三元电池装机量为39.7GWh，占比62.7%。综合来看，三元电池在新能源汽车中的占比约为55-60%。

　　尽管磷酸铁锂技术仍在不断发展(比如比亚迪的超级磷酸铁锂刀片电池)，但存在明显性能天花板。未来随着新能源汽车对于续航能力等要求不断提高，为了匹配新能源乘用车市场的需求，国内龙头电池企业仍将加紧研发三元高镍技术，提高三元电池安全性能。三元电池因为自身高能量密度、良好的稳定性与循环性等性能优势，在新能源汽车市场中的核心地位不会发生明显改变。因此保守预计到2025年装载三元电池的新能源汽车占比仍将保持60%以上。

　　而未来400km续航里程以上的车型市场将主要搭载三元高镍电池，预计到2025年三元高镍电池的占比将达40%。高续航能力的电动车更注重品质保障，成本敏感性更低，基本将采用气凝胶这一优秀的隔热材料，气凝胶在三元高镍电池新能源汽车中的渗透率以80%估算。

　　根据行业标准，每辆新能源汽车约需要2平方米的气凝胶复合材料，则按照新能源车产量和三元高镍电池渗透率计算，2025年新能源车领域中国气凝胶潜在市场需求约为1012万辆*40%*80%*2平方米/辆=648万平方米。则按照110元/平米计算，市场规模为7.12亿元。

　　(3)宁德时代市场规模

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　　4、总量需求

　　根据上述测算，2025年国内气凝胶材料行业整体需求量约为4052万平方米，整体市场规模约为42.37亿元。

七、行业发展趋势

　　从需求角度，根据现有市场预测，到2025年国内气凝胶材料市场应用领域变化不大，仍然为能化、工业隔热、建筑、新能源为核心领域，气凝胶企业应相对均衡发展。

　　从供应角度，2025年市场需求量预测已达到4000万平方米，并且本次行业研究预测均从实际产品端倒推，从生产角度，可能会存在提前生产、提前备货的情况，实际需求爆发有可能会相对提前。现有头部企业至2025年产能预估为4850万平方米，产能负荷率已超过80%，不符合气凝胶行业高产能储备应对爆发性需求的通常做法，因此有能力企业可考虑一定程度的扩产。

完整版附件请点击下载：国内气凝胶行业研究专题报告案例.pdf