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

雖然碳化物(wu)、氮化物(wu)、量子點、生物(wu)質基有機(ji)及(ji)(ji)碳氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)等新型氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)料(liao)已(yi)經得以成(cheng)功(gong)制(zhi)(zhi)備，但是此類氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)料(liao)合成(cheng)機(ji)制(zhi)(zhi)研(yan)究尚(shang)不夠深入(ru)(ru)，同(tong)時氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)網絡(luo)結(jie)構生長(chang)機(ji)制(zhi)(zhi)、表面(mian)組成(cheng)及(ji)(ji)化學結(jie)構調控和高溫結(jie)構穩定(ding)性調控等需要(yao)進(jin)(jin)一(yi)步(bu)研(yan)究，后期需要(yao)將(jiang)目光(guang)集(ji)中在量子化學及(ji)(ji)分(fen)子動(dong)力學計算和實驗(yan)研(yan)究相結(jie)合上，實現從分(fen)子、原子層面(mian)對氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)料(liao)的形成(cheng)機(ji)制(zhi)(zhi)進(jin)(jin)行深入(ru)(ru)研(yan)究和對氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)料(liao)的性能進(jin)(jin)一(yi)步(bu)優(you)化調控。

2、功能型氣凝膠材料的研究有待繼續深入

氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)在(zai)電(dian)極材(cai)料、半導體(ti)材(cai)料、磁性(xing)材(cai)料等(deng)方面的應用研(yan)究(jiu)還(huan)不夠完(wan)善，有關結構和(he)性(xing)能(neng)關系(xi)的研(yan)究(jiu)尚不深入，需(xu)要進一(yi)步研(yan)究(jiu)其內在(zai)機制(zhi)，揭示性(xing)能(neng)和(he)結構之間的關聯，同時高(gao)性(xing)能(neng)、多功能(neng)型氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)料還(huan)有待對氣(qi)凝(ning)(ning)膠(jiao)材(cai)料的性(xing)能(neng)進一(yi)步開發(fa)。

3、規模化生產問題還未解決

在工(gong)業(ye)生產方面，氣(qi)凝(ning)膠(jiao)因成(cheng)本(ben)(ben)較高(gao)、施工(gong)不易限制了其規模化應用(yong)，需要(yao)采用(yong)成(cheng)本(ben)(ben)更加低廉的前驅體(ti)，結合成(cheng)本(ben)(ben)更低的干燥手(shou)段，使生產工(gong)藝得到完善，進一步降低氣(qi)凝(ning)膠(jiao)材料的成(cheng)本(ben)(ben)，推動(dong)氣(qi)凝(ning)膠(jiao)的工(gong)業(ye)化生產。只有(you)這樣，氣(qi)凝(ning)膠(jiao)材料才有(you)望(wang)在今后(hou)成(cheng)為推動(dong)社會發展(zhan)變(bian)革的超級(ji)材料，為人(ren)類的生活帶來真正意義上的革新(xin)。

二、氣凝膠的市場規模

氣凝(ning)(ning)膠(jiao)是一(yi)種新型材料，具有優(you)異的(de)隔熱特性，在油氣、新能(neng)源電池、墻體(ti)保溫等領(ling)域具有廣闊的(de)應(ying)用前景。目前，市場上(shang)常(chang)見的(de)氣凝(ning)(ning)膠(jiao)通常(chang)是硅(gui)氣凝(ning)(ning)膠(jiao)、碳氣凝(ning)(ning)膠(jiao)和二氧化硅(gui)氣凝(ning)(ning)膠(jiao)。

近年來，我國氣(qi)凝膠(jiao)市場規模保持增長趨(qu)勢。2021年，我國氣(qi)凝膠(jiao)市場規模達到17.56億元，近五年復合增長率(lv)達到23.58%。預計2023年我國氣(qi)凝膠(jiao)市場規模將達到26.82億元。

我國氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)產(chan)(chan)品主要分(fen)為(wei)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)料(liao)和(he)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)產(chan)(chan)品兩部(bu)分(fen)，其中(zhong)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)料(liao)比產(chan)(chan)品生產(chan)(chan)難(nan)度小，占(zhan)比較大。從氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)商品的市(shi)場份額來看(kan)，2021年氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)材(cai)料(liao)占(zhan)58%，氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)膠(jiao)產(chan)(chan)品占(zhan)42%。

隨著氣(qi)凝膠(jiao)應用(yong)技術的不斷成熟、工業化的不斷推(tui)進和政策的大力支(zhi)持(chi)，近年來氣(qi)凝膠(jiao)材料(liao)的產量和消費量大幅(fu)增(zeng)加(jia)。

2021年，我國氣凝膠材(cai)(cai)料產(chan)量(liang)(liang)和(he)(he)消(xiao)費量(liang)(liang)分別達到12.1萬(wan)立(li)方(fang)米(mi)和(he)(he)11.8萬(wan)立(li)方(fang)米(mi)，5年內復合增長率分別為23.51%和(he)(he)22.15%。分析人士預計，2023年國內氣凝膠材(cai)(cai)料產(chan)量(liang)(liang)和(he)(he)消(xiao)費量(liang)(liang)將分別增加到16.1萬(wan)立(li)方(fang)米(mi)和(he)(he)15.7萬(wan)立(li)方(fang)米(mi)。

目前，我國氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)行業(ye)的主要產(chan)品(pin)有氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)保(bao)(bao)溫(wen)氈、保(bao)(bao)溫(wen)板(ban)、保(bao)(bao)溫(wen)粉體(ti)和(he)保(bao)(bao)溫(wen)采光瓦(wa)。隨著國內企業(ye)氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)生產(chan)技術的發展和(he)國內產(chan)品(pin)競(jing)爭力的提高，氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)產(chan)品(pin)行業(ye)規模不斷擴大(da)。2021年，我國氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)產(chan)品(pin)產(chan)量(liang)達(da)到(dao)15.4萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)，同比增長(chang)22.14%；氣凝(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)產(chan)品(pin)消費(fei)量(liang)為17.9萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)，同比增長(chang)21.7%。預計2023年產(chan)量(liang)和(he)消費(fei)量(liang)將分別(bie)達(da)到(dao)21.0萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)和(he)230萬(wan)(wan)噸(dun)(dun).5萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)。

氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)性(xing)能(neng)優異，生產和原材(cai)(cai)料(liao)成(cheng)本高于傳統材(cai)(cai)料(liao)，是使用有(you)限的主要原因。根據說明。數據顯示，材(cai)(cai)料(liao)成(cheng)本約(yue)為總(zong)成(cheng)本的48%，制造成(cheng)本約(yue)為44%。具體(ti)來說，氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)的生產成(cheng)本主要集中在硅源、設備折舊和能(neng)耗(hao)上(shang)。因此，未來氣(qi)凝(ning)膠(jiao)(jiao)應從干燥成(cheng)本和原材(cai)(cai)料(liao)成(cheng)本入手(shou)，節約(yue)成(cheng)本。

從(cong)下(xia)(xia)游(you)應用(yong)來看，油氣(qi)工(gong)程在我國氣(qi)凝(ning)膠下(xia)(xia)游(you)占(zhan)(zhan)比(bi)最高，約占(zhan)(zhan)56%；其(qi)次，工(gong)業保溫占(zhan)(zhan)18%，建(jian)筑制造(zao)占(zhan)(zhan)9%，道路運輸（鋰電池）占(zhan)(zhan)8%。

隨(sui)著我國綠色環(huan)保理念的深入，未來(lai)建筑、道路運(yun)輸等領域(yu)將(jiang)(jiang)成(cheng)為氣(qi)凝(ning)膠快速增長的產(chan)業(ye)。根據IDTechex的預測，到(dao)(dao)2026年，用于建筑的氣(qi)凝(ning)膠比例將(jiang)(jiang)增加到(dao)(dao)14%，道路運(yun)輸比例將(jiang)(jiang)增加到(dao)(dao)13%，油氣(qi)和工業(ye)保溫(wen)比例將(jiang)(jiang)分別降低到(dao)(dao)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

在我(wo)國氣凝(ning)膠(jiao)下游占比最高(gao)(gao)的(de)油氣工(gong)程中，氣凝(ning)膠(jiao)主要用(yong)作能源(yuan)基礎設施的(de)外保(bao)(bao)溫材(cai)料(liao)和天(tian)然(ran)氣管道的(de)保(bao)(bao)溫材(cai)料(liao)，可節省空間，提高(gao)(gao)約30%的(de)施工(gong)效率，節約資源(yuan)和維護成本(ben)。在國內大型煉化(hua)工(gong)業(ye)快速(su)發展的(de)環境下，氣凝(ning)膠(jiao)市(shi)場需求(qiu)將迎來(lai)增長空間。在交通方面，由于(yu)氣凝(ning)膠(jiao)較(jiao)輕，阻(zu)燃性能好，可以有效解決電(dian)池熱失控問題。

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，氣凝膠將應用于更多領域，市場規(gui)模有望(wang)擴大。