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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: 440
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(guò)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(guó)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(guó)產(chǎn)化替代。

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(guò)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(guó)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(guó)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)模快速擴(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(guò)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(guò)對(duì)壓力和溫度的控制使溶劑在干燥過(guò)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(wú)明顯表面張力,從而可以實(shí)現(xiàn)凝膠在干燥過(guò)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。


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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(lái)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(lái)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(guó)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。

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國(guó)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(wèn)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(guó)新能源車銷量1000萬(wàn)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(wàn)元。

氣凝膠在管道保溫方面應(yīng)用


傳統(tǒng)建筑保溫材料分為以珍珠巖、巖棉類為代表的無(wú)機(jī)保溫材料,以及以聚苯乙烯、聚氨酯為代表的有機(jī)保溫材料。和傳統(tǒng)材料相比,氣凝膠材料具有隔熱性能優(yōu)異,不易燃燒,不易吸水等一系列優(yōu)點(diǎn),但價(jià)格仍為限制其推廣的主要因素。

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氣凝膠保溫材料:氣凝膠保溫套    氣凝膠保冷氈