一、氣凝膠存在問題及發展方向

1、形成機制有待進一步研究

雖(sui)然碳(tan)化(hua)物、氮化(hua)物、量子點、生物質基有機及碳(tan)氣(qi)凝(ning)膠(jiao)等新型氣(qi)凝(ning)膠(jiao)材料(liao)已經得以成(cheng)功制(zhi)備，但(dan)是此(ci)類(lei)氣(qi)凝(ning)膠(jiao)材料(liao)合(he)成(cheng)機制(zhi)研究(jiu)(jiu)尚不夠深(shen)入(ru)，同時氣(qi)凝(ning)膠(jiao)網絡結(jie)(jie)(jie)構生長機制(zhi)、表面(mian)組成(cheng)及化(hua)學(xue)結(jie)(jie)(jie)構調控和高溫結(jie)(jie)(jie)構穩(wen)定性調控等需(xu)要(yao)進(jin)一(yi)步研究(jiu)(jiu)，后期需(xu)要(yao)將目光集中在量子化(hua)學(xue)及分子動力學(xue)計算和實(shi)驗研究(jiu)(jiu)相(xiang)結(jie)(jie)(jie)合(he)上，實(shi)現從分子、原子層面(mian)對氣(qi)凝(ning)膠(jiao)材料(liao)的形成(cheng)機制(zhi)進(jin)行深(shen)入(ru)研究(jiu)(jiu)和對氣(qi)凝(ning)膠(jiao)材料(liao)的性能(neng)進(jin)一(yi)步優化(hua)調控。

2、功能型氣凝膠材料的研究有待繼續深入

氣(qi)凝(ning)膠在電極材料(liao)、半導體材料(liao)、磁性(xing)材料(liao)等方面(mian)的應用研究(jiu)還不(bu)夠完(wan)善，有關(guan)結構(gou)(gou)和(he)性(xing)能(neng)關(guan)系的研究(jiu)尚不(bu)深入，需(xu)要進(jin)一(yi)步研究(jiu)其內在機制，揭示性(xing)能(neng)和(he)結構(gou)(gou)之間的關(guan)聯，同時高性(xing)能(neng)、多功能(neng)型氣(qi)凝(ning)膠材料(liao)還有待(dai)對氣(qi)凝(ning)膠材料(liao)的性(xing)能(neng)進(jin)一(yi)步開發。

3、規模化生產問題還未解決

在(zai)工(gong)業生產方面(mian)，氣凝(ning)膠因成本較高、施工(gong)不易限制(zhi)了(le)其規模化(hua)應用，需要采用成本更加(jia)低(di)廉的前驅(qu)體，結合(he)成本更低(di)的干燥手(shou)段，使生產工(gong)藝得到完善，進一步降低(di)氣凝(ning)膠材料的成本，推動氣凝(ning)膠的工(gong)業化(hua)生產。只有這樣(yang)，氣凝(ning)膠材料才(cai)有望在(zai)今后成為推動社會發(fa)展變革的超級材料，為人類的生活帶來(lai)真正意義上的革新(xin)。

二、氣凝膠的市場規模

氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)是一(yi)種新(xin)型材料，具有優異的隔熱特性，在(zai)油氣(qi)、新(xin)能源電池(chi)、墻(qiang)體保溫等領域(yu)具有廣闊的應用(yong)前(qian)景。目前(qian)，市場(chang)上常見的氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)通(tong)常是硅氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)、碳氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)和二氧化(hua)硅氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)。

近年(nian)來，我國氣(qi)凝(ning)膠市(shi)場規模(mo)保持(chi)增(zeng)(zeng)長(chang)趨勢。2021年(nian)，我國氣(qi)凝(ning)膠市(shi)場規模(mo)達到17.56億(yi)元，近五年(nian)復合(he)增(zeng)(zeng)長(chang)率達到23.58%。預計2023年(nian)我國氣(qi)凝(ning)膠市(shi)場規模(mo)將達到26.82億(yi)元。

我國氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)產(chan)品(pin)主要分(fen)為氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)料(liao)和氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)產(chan)品(pin)兩部分(fen)，其(qi)中(zhong)氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)料(liao)比(bi)產(chan)品(pin)生產(chan)難度小，占比(bi)較大。從氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)商品(pin)的市(shi)場份額來看，2021年氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)料(liao)占58%，氣(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)產(chan)品(pin)占42%。

隨著氣(qi)凝膠應(ying)用技(ji)術的(de)不斷(duan)成熟(shu)、工業化的(de)不斷(duan)推進和政策的(de)大力(li)支持，近年來(lai)氣(qi)凝膠材料的(de)產量和消費量大幅增加。

2021年，我國(guo)氣(qi)凝膠(jiao)材(cai)料產量(liang)和消(xiao)費(fei)量(liang)分別(bie)達到(dao)(dao)12.1萬(wan)(wan)立(li)方(fang)米和11.8萬(wan)(wan)立(li)方(fang)米，5年內(nei)復(fu)合增長(chang)率分別(bie)為(wei)23.51%和22.15%。分析人士預計，2023年國(guo)內(nei)氣(qi)凝膠(jiao)材(cai)料產量(liang)和消(xiao)費(fei)量(liang)將分別(bie)增加(jia)到(dao)(dao)16.1萬(wan)(wan)立(li)方(fang)米和15.7萬(wan)(wan)立(li)方(fang)米。

目前(qian)，我國氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠行業(ye)的(de)主要(yao)產(chan)品(pin)(pin)有(you)氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠保溫氈(zhan)、保溫板、保溫粉體(ti)和(he)保溫采光瓦(wa)。隨著國內(nei)企業(ye)氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠生產(chan)技(ji)術(shu)的(de)發展和(he)國內(nei)產(chan)品(pin)(pin)競爭力(li)的(de)提(ti)高，氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠產(chan)品(pin)(pin)行業(ye)規(gui)模(mo)不(bu)斷擴大。2021年(nian)，我國氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠產(chan)品(pin)(pin)產(chan)量達(da)到(dao)15.4萬(wan)噸(dun)，同比增長22.14%；氣(qi)凝(ning)(ning)(ning)膠產(chan)品(pin)(pin)消費量為17.9萬(wan)噸(dun)，同比增長21.7%。預計2023年(nian)產(chan)量和(he)消費量將分別達(da)到(dao)21.0萬(wan)噸(dun)和(he)230萬(wan)噸(dun).5萬(wan)噸(dun)。

氣凝膠(jiao)性能(neng)優異，生產和原材(cai)料(liao)成(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)高于(yu)傳統材(cai)料(liao)，是使(shi)用有限的(de)主(zhu)要(yao)原因(yin)。根據說明。數據顯示，材(cai)料(liao)成(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)約為總成(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)的(de)48%，制(zhi)造成(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)約為44%。具體(ti)來說，氣凝膠(jiao)的(de)生產成(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)主(zhu)要(yao)集中(zhong)在硅(gui)源、設備(bei)折舊和能(neng)耗上(shang)。因(yin)此，未來氣凝膠(jiao)應(ying)從干燥成(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)和原材(cai)料(liao)成(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)入手(shou)，節約成(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)。

從下游應用(yong)來看，油氣工程在(zai)我國氣凝膠下游占(zhan)(zhan)比最高，約占(zhan)(zhan)56%；其次，工業保溫占(zhan)(zhan)18%，建筑制造(zao)占(zhan)(zhan)9%，道路(lu)運輸（鋰電池）占(zhan)(zhan)8%。

隨著我國綠(lv)色環保理念的深入(ru)，未來建(jian)筑(zhu)、道路(lu)運輸等(deng)領域將成(cheng)為氣(qi)(qi)凝膠快速(su)增長的產(chan)業(ye)。根據IDTechex的預測，到2026年，用于建(jian)筑(zhu)的氣(qi)(qi)凝膠比(bi)(bi)例將增加到14%，道路(lu)運輸比(bi)(bi)例將增加到13%，油氣(qi)(qi)和工業(ye)保溫比(bi)(bi)例將分別(bie)降低到47%和15%。

三、氣凝膠的發展前景

1、下游應用商店的發展促進了氣凝膠的要求

在(zai)我(wo)國氣(qi)凝膠(jiao)下游占比最高的油氣(qi)工程中，氣(qi)凝膠(jiao)主(zhu)要用作能(neng)源基礎設施的外(wai)保溫材料和天(tian)然氣(qi)管道的保溫材料，可節(jie)(jie)省空間(jian)，提高約30%的施工效率，節(jie)(jie)約資源和維護成本。在(zai)國內大型(xing)煉化工業快速發展的環境(jing)下，氣(qi)凝膠(jiao)市(shi)場需求將迎來增長空間(jian)。在(zai)交(jiao)通方面，由(you)于氣(qi)凝膠(jiao)較輕，阻燃性能(neng)好，可以有效解決電池(chi)熱失控問題。

2、工藝進步推動氣凝膠成本降低

與傳統保溫材料相比，氣凝膠的主要缺點是生產成本高。技術方面，我國常壓干燥工藝逐步完善，正在逐步取代成本高、周期長的超臨界制備工藝，制造成本可降低到超臨界工藝的1/20。此外，常壓工藝可以維護成本相對較低的無機硅源，進一步優化成本。在原料供應方面，氣凝膠的主要原料是正硅酸乙酯，而四氯氫硅是正硅酸乙酯的原料。目前，我國多晶硅產能不斷擴大，每生產1kg多晶硅副本為10-15kg四氯化硅。氣凝膠原料提供持續增長，材料成本中心有望降低。隨著生產成本的降低，氣凝膠將(jiang)應用于更多領(ling)域，市場(chang)規模有(you)望擴大。