气凝胶：“隔热王者”剑指千亿星辰大海

韦雅安

气凝胶获得资本市场的关注，仅仅只是一个开始。

近年以来，随着中国新能源汽车数量的不断增长，与其相关的火灾事故报道频率也在逐年增加，据国家应急管理部公布的数据，2022年平均每天都有7例新能源汽车火灾事故。新能源汽车安全问题严重危害着驾驶人员的生命财产安全，汽车“自燃”与其相对应的解决方案也变成了大家越来越关注的话题。

我国自 2021 年开始从系统层面考核锂电池安全性，选择优质的隔热材料成为大多数车企和电池厂的主流选择。2021年1月1日起正式实施的《电动汽车用动力蓄电池安全性要求》将锂电池系统安全作为考核重点，并新增系统热扩散测试，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。而要实现“5min 的安全逃逸时间”，则需要对电池包的隔热材料多做改进，延缓故障电池包的爆炸时间，气凝胶刚好是同时兼具绝佳的绝缘、隔热、阻燃效果的一种材料。

“凝固的烟”

应用领域广泛

气凝胶作为“可以改变世界的神奇材料”，是目前已知导热系数最低、密度最低的固体隔热材料，被称为“凝固的烟”、“蓝烟”，也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。

气凝胶的防火隔热主要来源于它的特殊的结构，我们可以把气凝胶理解成多孔海绵的一个纳米版。它的孔径基本上是20-50纳米的微孔径，空气分子大小约为70纳米，大于气凝胶材料孔隙的直径，因此空气在气凝胶上流动效率极低，隔热性能很好。

近些年来，为了促进气凝胶行业发展，我国陆续发布了许多政策，如2021年国务院办公厅发布的《关于推进中央企业高质量发展做好碳达峰碳中和工作的指导意见》鼓励加强产业共性基础技术研究，加快碳纤维、气凝胶等新型材料研发应用。

国家层面气凝胶行业相关政策

资料来源：观研报告网《中国气凝胶行业发展趋势分析与未来投资预测报告（2022-2029年）》

为什么要发展气凝胶？

要回答这个问题，我们首先需要了解气凝胶的应用领域。

气凝胶下游应用广泛，以隔热保温为主导，最初被广泛应用于航空航天、军事工业等高端技术领域，美国的“火星探路者”运载火箭、俄罗斯的“和平”号空间站、“中国空间站”、“神舟载人飞船”、“祝融号火星车”、“长征系列火箭”等，都采用了气凝胶作为隔热保护材料。

随着中国经济转型升级及实施国家纳米材料战略，绝热性能突出、技术成熟的气凝胶在我国已经实现了产业化，也逐步走向民用市场。比如：开采石油时，为了保持石油的流动性，就需要实现管道保温，如果在石油管道外层包裹气凝胶，只需要2cm厚，就能够在输送过程中实现保温，降低能耗损失。

除此以外，气凝胶在新能源汽车电池方面也起到了“防火墙”的作用。

一方面，将气凝胶填充于电芯与电芯之间，绝缘、隔热、阻燃它们同时发挥着各自作用，即使个别电芯热失控，散热系统可以快速地将温度控制在燃点以下，有效地控制热失控，电池组就不会轻而易举被“点燃”；即使有一块电芯被“点燃”了，由于包裹着电芯的材料具有非常强的隔热、阻燃防护性能，能耐受住火焰造成的高温能量瞬间冲击，控制燃烧传播，不会连锁反应“牵连”到电池中的其他电芯，从而为汽车驾乘人员争取更长的逃生时间。另一方面，在寒冷的冬季，因为气凝胶对电芯有着绝佳的保温效果，所以还能防止电动车因天气过冷而导致电池续航能力降低。

目前看来，气凝胶应用领域主要集中在工业管道保温、新能源汽车、日用户外隔热等，随着应用领域的不断拓宽，建筑建造等市场也将逐渐打开。因此，发展气凝胶，是政策导向与行业需求双重影响下的必然结果。

需求拐点向上

剑指千亿蓝海市场

近年来，全球气凝胶市场需求不断增长，根据万创研究院研究数据，乐观预计到2025年，全球气凝胶制品市场规模将突破390亿元，我国气凝胶制品市场规模将突破214亿元。

气凝胶赛道规模能够火速扩张，其核心原因在于新能源汽车市场新的增长点——动力电池安全性的要求。

防火隔热是气凝胶产品的核心价值，到了动力电池行业中，这种隔热价值，进一步延伸为“安全”价值，从而开启了气凝胶赛道的快速增长之路。

动力电池整体发展趋向于电池能量密度越来越大且电池安全性能越来越高。能量密度变大要求在同等电量下电池的体积要更小，质量更轻便，但能量密度越高，电池不安全性就越强，更容易起火爆炸。气凝胶由于其独特的结构恰好可以调节动力电池发展过程中的矛盾，在新能源车中可用于降低燃烧爆炸风险并提升其低温表现，延长电池组使用寿命。

▲气凝胶在汽车中的应用，图源岩拓新材料

除了动力电池之外，气凝胶还可以应用于汽车的整车结构，如车顶、门框、发动机罩等，可以起到车厢内保温、节能减排的效果，且相对于普通材料，气凝胶的车内占用空间可大幅缩小。

虽然气凝胶赛道逐渐火热，但我国气凝胶渗透率普遍较低。

主要原因有两点：第一，目前气凝胶售价相对传统材料较高，未来随着气凝胶企业的规模化量产及工艺路线的优化，综合成本的下探弹性较大。

技术方面，我国常压干燥工艺逐步完善，正在逐步取代成本高、周期长的超临界制备工艺，制造成本可降低到超临界工艺的1/20，但目前常压干燥工艺依旧不完善，制备产品的质量、性能较差，产品多适用于大型管道级气凝胶市场。此外，在气凝胶的制备过程中，企业也可采用纤维复合来降低综合成本、提高力学强度，国内气凝胶的主流介质有三种：预氧丝、陶瓷纤维、玻璃纤维。

▲复合纤维气凝胶产品，图源泛锐熠辉官网

第二，目前动力电池行业的气凝胶材料模切加工行业的大部分厂商在自动化程度上都有待提高，自动化生产是一个大趋势，也是一个重要的降本方式。

对于气凝胶行业未来的发展趋势，万创投行董事总经理吴沛东表示，基础材料的核心发展趋势大致分为两个步骤，第一步要先找到一个相对来说能够快速扩张的市场，第二步再找到一个相对需求体量比较大的市场。

对于气凝胶来说，新能源汽车及动力电池市场是其快速扩张的关键场景，而建筑保温材料等领域则是气凝胶的下一个千亿级替代市场。

目前我国建筑市场所使用的保温隔热材料整体规模庞大，种类丰富，比如说建筑外地面的涂料、泡沫板。气凝胶复合产品的导热系数与燃烧等级均占优势，气凝胶可用更薄的厚度达到更优异的保温效果，还能有效提高房屋使用面积。随着原料产能的持续增长和降本措施的助力，气凝胶有望凭借其优异的性能、轻薄的结构，加速替代传统隔热材料，应用于更多领域，气凝胶市场规模将持续扩大。

事实上，气凝胶产品，不单是一个供应链产品，也是一个服务于各个行业的通用材料，气凝胶材料不仅有商业价值，也有很强的社会价值，其应用领域关乎国计、关乎民生。由此观之，气凝胶获得资本市场的关注，仅仅只是一个开始，部分投资人也表示，气凝胶未来的成长价值不可估量，值得持续关注。

附件一：气凝胶产业链梳理

目前市场上大规模产业化的是二氧化硅气凝胶，其上游是硅源（根据来源不同可分为有机和无机），经过制备做成气凝胶（根据干燥工艺的不同分为超临界和常压），气凝胶一般不会直接应用，而是做成气凝胶制品（气凝胶毡、气凝胶板、气凝胶绝热毯等）；最后应用到下游多个行业（石油化工、建材、新能源车、航天军工等）。

▲气凝胶产业链和相关公司，图源公司官网、天风电新

上游：原材料硅

气凝胶上游主要原材料是硅，具体可分为有机硅源（主流）和无机硅源。

有机硅源：主要原材料是正硅酸甲酯，正硅酸乙酯（属于功能性硅烷），主要相关厂商包括晨光新材、宏柏新材等。有机硅源因后处理简单+性能优越，是目前主流路线。

无机硅源：水玻璃之类无机化合物。其上游是多晶硅行业。

表：气凝胶按生产原料分类

▲来源：泛亚微透年报、天风电新

中游：气凝胶生产

气凝胶性能主要由其纳米孔洞结构决定，一般通过溶胶-凝胶工艺获得所需纳米孔洞和相应凝胶骨架，由于凝胶骨架内部的溶剂存在表面张力，在普通的干燥条件下会造成骨架的坍缩，气凝胶制备技术核心在于避免干燥过程中由于毛细管力导致纳米孔洞结构塌陷。气凝胶材料生产企业生产完气凝胶后并不是直接出售，而是做成制品（气凝胶毡等），一般按片出售。

根据干燥工艺的不同，气凝胶制备工艺主要分为超临界干燥工艺和常压干燥工艺两种：

超临界：性能好、成长高，发展成熟。超临界是最早实现批量制备气凝胶技术，已经较为成熟，也是目前国内外气凝胶企业采用较多的技术。目前已经实现批产技术一般采用二氧化碳作为干燥介质，简称二氧化碳超临界干燥技术。

常压干燥：成本低但性能难做好，少数厂家具备。一种新型的气凝胶制备工艺，是当前研究最活跃，发展潜力最大的气凝胶量产技术。

表：气凝胶按干燥工艺分类

▲来源：泛亚微透年报、天风电新

下游：气凝胶制品封装

上述生产型企业做成的气凝胶制品常常需要和其他材料复合（气凝胶材料本身强度低、脆性大，其直接使用受到限制，因此通常将其与有机聚合物、纤维增强材料进行复合）、封装才能用于下游（电池厂、车厂）。

表：气凝胶下游厂商及制品封装

▲来源：东莞硅翔、爱彼爱和官网、天风电新

附件二：气凝胶相关企业情况汇总（部分）

▲来源：公司官网、BP资料、万创研究院

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

由于其超强隔热等性能，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领域，同时，为新能源汽车电池隔热等领域带来技术变革。

根据中国化工新材料产业发展报告数据，2021年全球气凝胶市场规模约8.7亿美元，预计2030年可达到37.43亿美元，未来10年年均复合增长率约17.6%。

在新能源汽车方面，气凝胶能够有效解决低温环境下磷酸铁锂电池的保温问题以及高温环境下三元电池热失控扩散问题，是锂电隔热的首选材料。

ID TechEx数据显示，气凝胶未来在建筑和电池组市场收入占比增长迅速。

气凝胶行业概览

气凝胶诞生于1931年，但直到20世纪90年代国外才开始将其产业化。

但由于干燥过程成本较高，早期气凝胶只能用于航天军工和石化领域。

国内气凝胶起步较晚，前期市场被国外气凝胶产品占据，价格高昂且市场推广力度较小。

2012年国内首套1000L超临界二氧化碳气凝胶干燥设备投产，标志着气凝胶的规模化生产，随后经过多次技术迭代，生产成本逐步降低。

随着国内政策加码，同时国内气凝胶企业增加，工艺进步和成本不断下降，气凝胶进入快速发展通道。

气凝胶是一种具有纳米多孔网络结构、并在孔隙中充满气体的固体材料，该结构带来无对流效应、无穷多遮挡板效应、无穷长路径效应。

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。

与传统保温材料相比，保温性能是传统材料的2-8倍，因此在同等保温效果下气凝胶用量更少。

气凝胶更换周期在20年左右，而传统保温材料的更换周期在5年左右，因此全生命周期的使用成本更低。

但其缺点也很突出，目前制约气凝胶在保温材料中应用的重要因素是原料成本和使用寿命的平衡。

AspenAerogels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原材料硅源、设备折旧以及能耗方面。其中设备折旧以及能耗成本约占产业链总成本的6成。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。

因此，气凝胶降成本主要从干燥成本和原料成本着手。

气凝胶产业链

气凝胶产业链包括上游气凝胶前驱体（无机硅源和有机硅源）、中游气凝胶材料制品和气凝胶生产设备、以及下游应用等环节。

上游正硅酸乙酯、功能性硅烷为硅源；玻纤毡或者陶瓷纤维毡为基体；气凝胶中下游：气凝胶基材加工，利用溶胶凝胶工艺将硅源负载在基体上，再利用CO2超临界工艺去除硅胶孔的杂质，进一步形成良好的微孔结构，再进行后处理加工销售给下游客户。

上游：硅源（前驱体）

根据化合物结构、组分不同，硅源可分为有机硅源和无机硅源。

有机硅源包括正硅酸甲酯（TMOS）、正硅酸乙酯（TEOS）等功能性硅烷；无机硅源包括四氯化硅、硅酸钠等。

目前有机硅源为主流路线，主要相关厂商包括晨光新材、宏柏新材、新安股份、金宏气体等。

而其中，具备全产业链显著成本优势的企业包括晨光新材和宏柏新材等。

晨光新材是功能性硅烷行业领先，拥有正硅酸乙酯产能，具备显著成本优势；宏柏新材是含硫硅烷细分龙头，取得了十多项含硫硅烷领域的核心技术，凭借上游原料切入气凝胶赛道，具备全产业链优势；泛亚微透是国内ePTFE引领者，收购大音希声60%股权切入气凝胶领域。

气凝胶产业链相关公司梳理：

中游：气凝胶产品

气凝胶材料利用通常为气凝胶保温板、毡、垫等复合材料形式。气凝胶材料本身强度低、脆性大，其直接使用受到限制，因此通常将其与有机聚合物、纤维增强材料进行复合，制备得到兼具刚性和柔性的保温材料。

常用的复合材料包括玻璃纤维、预氧丝、陶瓷纤维等。在具体使用过程中，还可以将气凝胶复合材料外表包覆膜材料、玻璃布等，避免气凝胶复合材料掉粉、破碎，进一步地保障其完整性以最大化保温功效。

气凝胶产品主要厂商包括纳诺科技、中科润资、晨光新材、宏柏新材、埃力生、爱彼爱和、东莞硅翔、金纳科技、江瀚新材等。

中游：气凝胶设备

气凝胶制备过程中，干燥步骤最为关键的工艺。

气凝胶由无机硅源或有机硅源前驱体制备而成，通过控制溶剂、温度、催化剂等制备得到湿凝胶，湿凝胶经过老化、改性干燥得到气凝胶。

目前产业化中主要使用的技术是超临界干燥技术和常压干燥技术，其他尚未实现批量生产技术还有真空冷冻干燥、亚临界干燥等。

超临界干燥技术是最早实现批量制备气凝胶的技术，已经较为成熟，也是目前国内外气凝胶企业采用较多的技术。超临界干燥可以实现凝胶在干燥过程中保持完好的骨架结构。

超临界干燥设备主要厂商有航天乌江等。

下游：应用端

在政策支持下，基于气凝胶产品巨大的市场空间，多家企业入局气凝胶行业，推动行业产能加速扩充。

在油气管道保温领域率先入局者包括中国石化和中国石油等企业。

在动力电池领域，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。

从产业端来看，常州国家高新区和普禾资本2016年在常州签署《战略合作协议》，正式宣布国内第一个气凝胶新材料产业集群项目落户常州国家高新区。

随着行业供给端的陆续投产将有利于气凝胶成本下降和市场渗透率的提升，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。

资料来源：银河证券

随着工艺进步和行业进一步规模化，气凝胶有望逐步替代传统绝热材料，尤其是在工业和设备领域速度加快。行业将整体由导入期向成长期过渡，全产业链有望迎来发展机遇。

气凝胶是处于成长周期初期的新材料大单品，具备优异的防火隔热性能

气凝胶是一种性能优良、应用广泛的纳米级多孔固态材料，在新能源、石油化工、工业隔热、建筑建造等领域具有广泛应用场景，具有低热导率、低折射率、低声阻抗等多种优异性能。气凝胶的生产过程包括凝胶制备和干燥，干燥方法分为常压干燥法和超临界干燥法。超临界CO2干燥法工艺较为成熟，工艺包完善，为市面上较多采用的气凝胶生产工艺，如爱彼爱和、晨光新材、宏柏新材等。常压干燥是常见的干燥方法中操作简单经济的方法，可降低气凝胶的生产成本，但是工艺难度较大，目前纳诺科技等采用此方法。气凝胶毡是气凝胶终端的产品形态，是指使用纤维增强法以改善气凝胶脆性、增强力学性能制备的气凝胶复合材料，在实际应用时气凝胶制品以胶毡形态使用。

新老应用领域同步发力，气凝胶剑指千亿星辰大海

（1）新能源车：动力电池及整车的新型防火隔热材料，有望加速渗透。电池厂、主机厂一般在电芯之间、模组和PACK的上盖使用防火隔热材料，从而延缓或者阻止电池组热扩散以及火焰的蔓延。中性假设，2025年，在国内新能源领域气凝胶渗透率为30%，对应市场规模可达26亿元。（2）建筑保温：传统的建筑保温材料是千亿级市场，气凝胶制品凭借优异的性能、轻薄的结构有望加速替代。气凝胶复合产品的导热系数与燃烧等级均占优势，气凝胶可用更薄的厚度达到更优异的保温效果，还有效提高房屋使用面积。中性假设，2025年，在国内建筑领域气凝胶渗透率为1%，对应市场规模可达57亿元。（3）石化管道保温：气凝胶毡作为一种新型绝热材料可广泛应用于石化油气传输、蒸汽管道和工艺管道，市场潜力大。中性假设，2025年，石化管道领域气凝胶渗透率为5%，则对应的总市场规模可达41亿元。综上，以上合计对应的总市场规模可达124亿元。

当前气凝胶渗透率较低的主要原因是售价较高，未来成本有较大下探空间

目前气凝胶售价相对传统材料较高，但原材料成本占比仅48%，综合成本仍有较大下探空间。以管道保温领域为例，若我们按照气凝胶当前均价10000元/立方米计算，则我们可测算得出：管道保温领域采用传统方案的成本约为126元/平米，而采用气凝胶方案的成本约为212元/平米。若我们假设气凝胶成本、售价下探30%，采用气凝胶方案的成本下降至152元/平米，竞争力明显增强。此外，采用气凝胶方案可有效减少管道使用中的热量损失、节省管道空间使用，在能耗节约和空间占用上优势明显，有望加速替代。未来随着气凝胶企业的规模化量产及工艺路线的优化，综合成本的下探弹性较大，从而打开广阔的市场空间。

受益标的：晨光新材、宏柏新材、中国化学、江瀚新材

晨光新材：规划产能约33.5万立方米。宏柏新材：规划产能1万立方米。中国化学：投产5万立方米，在建25万立方米。江瀚新材：规划产能2000吨，折合约1万立方米。

风险提示：产品渗透率不及预期、产能释放不及预期、下游需求萎靡等。

气凝胶是一种性能优良、应用广泛的纳米级多孔固态材料

1.1、气凝胶种类多样，目前主要以SiO2为主，下游应用场景广阔

气凝胶是一种在新能源、石油化工、工业隔热、建筑建造等领域具有广泛应用价值的纳米级多孔固态材料，独特的纳米多孔结构使其具有低热导率、低折射率、低声阻抗等多种优良的物理性能。

气凝胶种类多样，发展至今已由单一组分的SiO2气凝胶形成了包括氧化物气凝胶、有机气凝胶、碳气凝胶、复合气凝胶在内的多种类型。其中SiO2气凝胶是最早制得，同时也是目前研究时间最长、溶胶-凝胶机理最为成熟、制备工艺最为完善的气凝胶。据PRnob数据，2021年全球气凝胶市场规模为8.35亿美元，其中SiO2气凝胶占比近7成。

从硅基气凝胶产业链来看，硅源材料主要分为无机硅源和有机硅源，无机硅源包括四氯化硅和水玻璃，有机硅源包括正硅酸甲酯（TMOS）、正硅酸乙酯（TEOS）、烷氧基硅烷等功能性硅烷。而下游的气凝胶制品包括气凝胶毡、气凝胶纸、气凝胶布、气凝胶板材、气凝胶粉末等，下游应用场景广泛，涉及石油化工、建筑建造、工业隔热、交通等领域，其中石油化工为最大应用领域，消费占比达到56%，其次应用于工业隔热，占比为18%。在新能源领域，气凝胶则主要应用于动力电池电芯之间的隔热阻燃、模组与壳体之间的隔热防震层、电池箱的外部防寒层和高温隔热层等。未来随着气凝胶技术的进步，我们认为其应用场景十分广阔，是具备成长空间的大赛道和大单品。

1.2、气凝胶干燥方法分为常压干燥法和超临界干燥法

气凝胶的生产制备主要分为两步：第一步通过溶胶-凝胶过程制得凝胶；第二步通过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。溶胶-凝胶过程是制备气凝胶最核心的过程，它通常是指前驱体在催化剂（酸或碱）的作用下进行水解缩聚反应后形成溶胶，进而通过老化形成凝胶的过程。通过改变前驱体种类、催化剂浓度、体系温度及pH等参数，可实现对凝胶骨架微观结构的调控。而材料的结构往往决定其所具有的功能，因而通过调节溶胶凝胶参数可制得具有特定功能的气凝胶。

以市场占比最高的硅基气凝胶为例，其生产成本主要集中在原材料硅源、设备折旧以及能耗方面。据21世纪经济报道新闻，Aspen Aerogels数据显示，材料成本约占气凝胶总成本的48%，制造成本约占44%。因此，有效降低成本一方面依赖于制备工艺的突破，另一方面通过低成本原材料大规模产业化或者进一步降低原料单耗实现。其中干燥工艺是制约制备流程成本的主要因素。通常制备气凝胶的干燥方法主要分为4类：超临界干燥、亚临界干燥、冷冻干燥及常压干燥。

超临界干燥法是最早提出、应用最为广泛的干燥方法。它是指将干燥溶剂的温度、压强均提升至其超临界点以上，从而消除凝胶孔洞内的气液界面，是对样品进行干燥的方法。为了避免溶剂的蒸发，在超临界干燥前会预先向高压釜内充入一定量的N2，从而达到预增压的效果。通常被用于超临界干燥的试剂包含以乙醇为代表的有机溶剂与液态CO2 两类，与有机溶剂相比，选用液态CO2 作干燥介质操作更为安全，同时较低的超临界温度及压力会使凝胶骨架在干燥过程中基本保持不变，凝胶表面的化学基团也会相对稳定存在，但CO2超临界干燥存在漫长的溶剂替换过程，同时要求被替换的溶剂能够与液态CO2互溶，因此时间成本较高。但是超临界CO2干燥法工艺较为成熟，工艺包完善，为市面上较多采用的气凝胶生产工艺，如爱彼爱和、晨光新材、宏柏新材等公司均采用此方法。

常压干燥不需要超临界干燥所使用的高压釜，但需要漫长的溶剂替换过程，从而避免在干燥过程中凝胶吸水以及气液界面张力对凝胶骨架造成破坏。通常在进行常压干燥前需要将凝胶内的溶剂替换为表面张力较小的试剂，之后对凝胶表面进行修饰处理，即将凝胶表面亲水的羟基替换为疏水的甲基，最后再进行干燥。相对于超临界干燥而言，常压干燥在保持气凝胶微观结构的同时也有效地降低了干燥过程的危险性，是4种常见的干燥方法中操作最简单、使用最经济的方法。常压干燥工艺可降低气凝胶的生产成本，但是工艺难度较大。

1.3、气凝胶毡是气凝胶终端的产品形态

气凝胶毡是指使用纤维增强法以改善气凝胶脆性、增强力学性能制备而成的气凝胶复合材料。其原理是将纤维作为支撑骨架，支撑具有纳米孔结构的气凝胶，使制得的复合材料更适用于多领域的应用。制备气凝胶毡最简单的方法是将短纤维（后来发展到预制纤维毡）在凝胶之前加入到溶胶中，使得两者能够充分结合以生成复合材料。制备使用的纤维分两大类：一类是有机纤维（聚丙烯纤维、碳纤维、芳纶纤维等）；另一类是无机纤维（硅酸铝纤维、陶瓷微纤维和玻璃纤维等）。各种研究表明使用纤维增强制备气凝胶复合材料可以加强气凝胶的力学性能，使二氧化硅气凝胶的实用性进一步增强。目前市场上尤其以二氧化硅气凝胶毡应用最为广泛，纳诺科技、爱彼爱和等公司正在致力于气凝胶毡的研发与市场推广。

需求端：新老领域同步发力，千亿级大市场蓄势待发

2.1、新能源车：动力电池及整车的新型防火隔热材料，有望加速渗透

气凝胶毡可制成各类复合产品，用于新能源车动力电池及整车的防火隔热系统。随着新能源汽车产业的快速发展，动力电池的热安全问题引起相关部门的关注：高温、过充、内短路以及机械破坏均可能引发动力电池组的热失控，造成火灾甚至爆炸，威胁驾乘人员的安全。2020年5月，工信部发布的《电动汽车用动力蓄电池安全要求》提出：电池单体发生热失控后，电池系统需在5分钟内不起火不爆炸，为乘员安全逃生提供时间。电池厂、主机厂一般在电芯之间、模组和PACK的上盖使用防火隔热材料，从而延缓或者阻止电池组热扩散以及火焰的蔓延。目前常用的防火隔热材料包括：玻璃纤维棉、硅酸铝棉、复合隔热板等。然而传统防火隔热材料存在导热系数高、厚度大、防火防水性能一般、保温性能衰减快等缺陷。根据中国科学技术大学论文《二氧化硅气凝胶及其在保温隔热领域应用进展》：相较于传统保温材料，二氧化硅气凝胶只需1/5-1/3的厚度即可达到同等的隔热效果，为动力电池及整车节省更多空间。目前，河南爱彼爱和新材料有限公司的气凝胶隔热垫、气凝胶防火毯、防火涂料、防火绝缘复合带等气凝胶系列产品已构建起电芯模组、PACK及整车级别的立体式防火隔热系统，以使电动汽车满足GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》中的热扩散防护标准。

价格：据全球气凝胶龙头企业Aspen Aerogel发布的2021年度报告，2021年Aspen Aerogel气凝胶制品的销售均价约为3.46美元/平方英尺，按1平方米=10.7639平方英尺换算，2021年Aspen Aerogel气凝胶制品的销售均价约为240元/平方米。

用量：据国家新材料产业发展战略咨询委员会发布的《2022气凝胶行业研究报告》，平均每辆新能源汽车需要2-5平方米的气凝胶复合材料，若我们取中间值3平米/辆，则气凝胶制品在新能源汽车中的单车价值量约为720元。

需求量：据Wind统计，2022年国内新能源车产量约为721.90万辆，若我们假设2022年气凝胶制品在国内新能源车领域的渗透率为10%，则2022年国内新能源汽车行业对气凝胶制品的需求量约为325万平米，市场规模约为7.80亿元。据全球新能源网预测，2025年我国新能源车销量有望达到1200万辆，若我们假设2025年气凝胶制品在国内新能源车领域的渗透率提升至50%，则2025年国内新能源汽车行业对气凝胶制品的需求量将增长至1800万平米，市场规模将达到43.20亿元。

2.2、建筑节能：传统的建筑保温材料是千亿级市场，替代空间广阔

传统的建筑保温材料是千亿级市场，气凝胶制品凭借优异的性能、轻薄的结构有望加速替代。在办公室、洁净室、冷库、工厂、家庭取暖制冷等场合，日常需要耗费大量电能来维持建筑内特定的温度，使之达到相应的使用条件。因此在建筑的内外墙使用保温隔热材料，可减少建筑内部空间与外界温差而造成的能量损失，有利于节能、降耗。据西安市建筑节能协会数据，2021年我国外墙保温材料的市场规模已达到1718.70亿元，2015-2021年的年均复合增速高达20%。相较于传统的墙体保温材料，气凝胶制品具备性能好、厚度薄、节省建筑空间等优势。据论文《SiO2气凝胶纤维复合材料制备及其在建筑节能领域应用的进展》，相较于传统的墙体保温材料（聚氨酯发泡板、岩棉板、石膏保温砂浆、玻化微珠保温砂浆等），气凝胶复合产品的导热系数与燃烧等级均占优势，为达到同样的建筑节能设计标准，传统的建筑保温材料需使用40-50mm，而气凝胶毡/板保温层仅需15-25mm，因此使用气凝胶制品可使保温材料在建筑空间中的占比减少约50%，有效提高房屋使用面积。

价格： 据论文《SiO2气凝胶纤维复合材料制备及其在建筑节能领域应用的进展》，建筑节能设计中气凝胶毡/板的保温层厚度约15-25mm，我们取中值20mm。若我们假设气凝胶毡的售价为11000元/立方米，则单平米气凝胶毡的售价约为220元。

建筑竣工面积：据wind数据，2020-2022年我国房屋建筑竣工面积分别为38.48、40.83、40.55亿平方米，我们假设2023-2025年我国建筑竣工面积保持在40亿平米。

外墙竣工面积：据房天下官网数据，一般住宅工程的外墙面积与建筑面积的比值为0.62-0.67，若我们取中值0.65，则我们推算出2023-2025年我国建筑外墙竣工面积保持在26亿平米。

需求量：若我们假设2022年气凝胶制品在我国建筑节能领域的渗透率为0.20%，则2022年我国建筑节能领域对气凝胶制品的需求量为527.12万平方米，市场规模达11.60亿元。若我们假设2025年气凝胶制品在我国建筑节能领域的渗透率提升至1.00%，则2025年我国建筑节能对气凝胶制品的需求量有望增长至2600万平方米，市场规模达将高达57.20亿元；气凝胶制品在千亿级的建筑保温赛道替代空间广阔。

2.3、石化管道：气凝胶可有效减少管道输送中的热量损失，市场潜力大

近年来，气凝胶毡作为一种新型绝热材料广泛应用于石化行业油气传输、蒸汽管道和工艺管道上，可有效保护管道介质在输送过程中热量的损失。目前，用于管道保温的材料主要有硅酸钙、复合硅酸盐、岩棉等。这些保温材料的导热系数会随着环境温度和湿度的上升而产生较大幅度的增大。为满足不超过规定的最大允许热损失量的要求，就需要增加保温材料的厚度。使用较厚的保温层，对材料的运输、施工、使用空间等都会造成较大影响。因此，采用技术先进、高效保温的材料对热力管道进行节能技术改造，减薄保温层厚度，降低管线热损失，是热力管道节能保温的重要攻克领域。气凝胶的孔径尺寸低于常压下空气分子平均自由程，可使气凝胶孔隙中空气分子近似静止，避免了空气的对流传热，气凝胶很低的体积密度及纳米网络结构的弯曲路径也阻止了气态和固态热传导，趋于“无穷多”的空隙壁可以使热辐射降至最低。通过三方面共同作用，几乎阻断了热传递的途径，使气凝胶达到十分出众的绝热效果，甚至远低于常温下静态空气0.025W／(m·K)的导热系数，达到0.013W／(m·K)以下。对比传统保温材料，二氧化硅气凝胶绝热毡导热系数仅为传统保温材料的1/3～1/5，保温隔热能力是传统材料的2～8倍；具有优异的防火性及防水性，具备较好的抗拉、抗压能力及化学稳定性。根据论文《二氧化硅气凝胶绝热毡的应用及性能分析》，中国石化塔河炼化的常压焦化装置使用传统的III型高温玻璃棉毡保温材料，后续管道保温结构改造采用二氧化硅气凝胶保温毛毡+单面铝箔玻纤布保温材料组合保温的方式，论文通过对高温管道改造前后对比分析计算表明：（1）采用二氧化硅气凝胶绝热毡新型保温材料后，热损失降低了34.66%，节能效果明显；（2）二氧化硅气凝胶绝热毡作为新型保温材料，其保温性能明显优于传统保温材料，突出表现为热力管道起终点温差明显低于传统保温材料，保温层厚度较传统保温材料降低50%以上。因此，二氧化硅气凝胶绝热毡作为新型保温材料，具有防火隔热、防水、超低导热系数等性能，且使用寿命长，是炼油企业高温管道的理想选择。

我们以油气输送管道为例，以油气管道为例，据中国工业经济联合会会长、工信部原部长李毅中介绍，2021年我国油气长输管线包括国内管线和国外管线，总里程达到16.5万公里。一般而言，油气管道直径介于15毫米-1500毫米之间，我们取600毫米，即0.6米计算。据论文《SiO2气凝胶纤维复合材料制备及其建筑节能领域应用的进展》，对油气管道进行保温需约20毫米气凝胶毡。由此可计算得出，用于油气管道保温的气凝胶毡材料横截面积约为0.04平方米，总体积约为642万立方米。我们以当前气凝胶市场价10000元/立方米进行估算，总市场空间可达642亿元。2021年，我们以渗透率1%进行计算，气凝胶在油气输送管道的市场空间约为6.4亿元，对应6.4万方气凝胶需求。根据国家发展改革委、国家能源局印发《“十四五”现代能源体系规划》提出，2025年，全国油气管网规模预计达到21万公里左右。由此可以预计，2025年，油气输送管道领域的气凝胶总市场空间可达817亿元，假设渗透率提升至3%，气凝胶在油气输送管道的市场规模可达24.5亿元左右，对应24.5万立方米气凝胶需求。若渗透率提升至15%，油气输送管道的市场规模可上升至123亿元，对应123万立方米需求。以上测算仅考虑油气传输管道，未考虑炼厂的蒸汽管道和工艺管道等，若考虑在内市场空间或更大。

2.4、气凝胶所处千亿赛道，随渗透率提升，市场规模将超百亿元

综上，保守假设，2025年，在国内新能源领域气凝胶渗透率为20%，国内建筑领域气凝胶渗透率为0.5%，石化管道领域气凝胶渗透率为3%，则对应的总市场规模可达70亿元；中性假设，2025年，在国内新能源领域气凝胶渗透率为30%，国内建筑领域气凝胶渗透率为1%，石化管道领域气凝胶渗透率为5%，则对应的总市场规模可达124亿元；乐观假设，2025年，在国内新能源领域气凝胶渗透率为50%，国内建筑领域气凝胶渗透率为5%，石化管道领域气凝胶渗透率为10%，则对应的总市场规模可达411亿元。我们认为，气凝胶是一个大单品，所处千亿大赛道，未来随工艺革新、成本下降和渗透率提升，市场规模扩大至百亿元指日可待，气凝胶剑指未来千亿星辰大海。

成本端：当前气凝胶原材料成本占比较低，综合成本仍有下探空间

目前气凝胶渗透率较低的主要原因是售价相对传统材料较高。以管道保温领域为例，据论文《SiO2气凝胶纤维复合材料制备及其在建筑节能领域应用的进展》：使用传统方案对管道进行保温需要180 mm厚、容重为100 kg/m3的硅酸铝管0.5mm厚的镀锌铁皮，而气凝胶方案仅需20mm厚的SiO2气凝胶毡、30 mm厚、容重为80 kg/m3的岩棉毡和0.6 mm厚的镀锌铁皮，使保温材料厚度大幅降低；硅酸铝棉平均价格约700元/m3，岩棉价格约400元/m3。若我们按照气凝胶当前均价10000元/立方米计算，则我们可测算得出：管道保温领域采用传统方案的成本约为126元/平米，而采用气凝胶方案的成本约为212元/平米。

若我们假设气凝胶成本、售价下探30%，则我们可测算出：管道保温领域采用传统方案的成本约为126元/平米，而采用气凝胶方案的成本下降至152元/平米。此外，采用气凝胶方案可有效减少管道使用中的热量损失、节省管道空间使用，彼时气凝胶方案将具有明显竞争优势，有望加速替代。

目前气凝胶材料成本占比仅48%，综合成本仍有很大下探空间。气凝胶的生产成本主要集中在原料硅源、干燥设备折旧和能耗三方面。据21世纪经济网报道，Aspen Aerogels数据显示原材料成本约占气凝胶总成本的48%，制造成本约占44%，其他成本约占8%。目前气凝胶的原材料成本占总成本的比例较低，未来随着气凝胶企业的规模化量产及工艺路线的优化，气凝胶综合成本的下探弹性充足。

供给端：国内起步晚、竞争格局分散，晨光新材加速布局

国内气凝胶行业格局分散，晨光新材规划约33.5万立方米/年气凝胶及复合材料。目前我国生产气凝胶的企业约有40家，整体起步较晚、规模较小，缺乏品牌知名度高、市场影响力大的企业，竞争格局较为分散。晨光新材抓住市场机遇，利用已有硅烷产业链切入气凝胶赛道：公司投资建设的“年产2.3万吨特种有机硅材料项目”、“年产30万吨功能性硅烷项目”及“年产30万吨硅基及气凝胶新材料项目”中均包含气凝胶项目，规划产能合计约33.5万立方米/年，按照现有规划，完全投产后是产能最大的气凝胶龙头公司。据公司公告，晨光新材“年产2.3万吨特种有机硅材料”项目中的气凝胶相关生产项目（气凝胶产能约1万立方米/年），已经完成了相关的设计并正在着力推进项目建设，投产在即。

盈利预测与估值

晨光新材：公司利用已有硅烷产业链切入气凝胶赛道：公司投资建设的“年产2.3万吨特种有机硅材料项目”、“年产30万吨功能性硅烷项目”及“年产30万吨硅基及气凝胶新材料项目”中均包含气凝胶项目，规划产能合计约33.5万立方米/年。据公司公告，晨光新材“年产2.3万吨特种有机硅材料”项目中的气凝胶相关生产项目（气凝胶产能约1万立方米/年），已经完成了相关的设计并正在着力推进项目建设，投产在即。

宏柏新材：公司利用已有硅烷产业链切入气凝胶赛道：2020年8月，公司公告拟投入募投资金约1.22亿元新建气凝胶产能1万立方米/年。据公司2021年报，该项目预计于2023年逐步分批次达产。公司使用硅烷产业链中的副产物四氯化硅、乙醇等做为生产气凝胶的原材料，有效降低了公司的采购成本；此外，气凝胶生产线的主要能源需求为电力和热蒸汽，均由公司的子公司江维高科接入，配套完善。

中国化学：硅基纳米气凝胶复合材料一体化项目是中国化学旗下华陆工程科技有限责任公司首个以技术驱动的实业项目，据公司公告，目前公司已投产的年产5万立方米硅基纳米气凝胶复合材料项目，为国内规模较大、工艺先进、自动化程度较高的气凝胶生产装置，项目于2022年2月27日一次性开车成功，并产出第一批合格硅基纳米气凝胶复合绝热毡产品。此外，公司计划在2023年启动项目二期和三期，计划2025年建成达到30万立方米。

江瀚新材：据公司招股书，公司拟以募投资金1.72亿元投资建设“年产 2000 吨气凝胶复合材料产业化建设项目”。