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国内气凝胶 这次,国产气凝胶企业正面迎战巴斯夫、阿斯彭,谁给了它底气?

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这一判断并不是空穴来风。不同于其他新材料,我国的气凝胶材料产业化水平几乎与世界同步,并且呈现出良好的赶超态势。

政策、军工助阵,我国气凝胶跻身国际第一梯队

气凝胶,是一种具有纳米多孔结构的新型材料,1931年由美国NASA的Kistler.S.发明。因轻若薄雾颜色泛蓝,又被称为“蓝烟”、“冻结的烟”,创下15项吉尼斯纪录,在热学、光学、电学、力学、声学等领域显示许多奇特的性能,被称成为改变世界的神奇材料,列入20世纪90年代以来10大热门科学技术之一,是具有巨大应用价值的军民两用技术。

气凝胶——介于固态和气态间的物质

气凝胶发明至今已经70多年,产业化的道路也走了70多年,最当铭记的当然是2001年与美国宇航局有密切关系的ASPEN(阿斯彭)公司的成立,这是真正商业意义的气凝胶产业化的开始;而我国气凝胶研究从上世纪90年代已经开始,首家商业化公司成立于2004年。

据公开资料显示,纳诺科技有限公司是国内首家进行二氧化硅气凝胶商业化和产业化的公司。2006年4月,纳诺科技成立自主研发中心;2008年,纳诺科技成功研发出工业用气凝胶纳米孔超级绝热材料,这一成就填补了国内气凝胶空白,且中国气凝胶产业起步几乎与世界同步。

气凝胶抵御1000度高温、呵护娇艳的鲜花

“在气凝胶研发方向上当前国际和国内是一致的,近年来国内的研发已经开始迎头赶上,并且势头强劲,或许在不久的将来要超越国际水平。因为目前许多发达国家已经将环境治理的很好,在节能减排方面对它的需求压力并不是很大,研究气凝胶更多的是一些企业为了减少成本,或者可以说是为了锦上添花。” 鲁红兵教授如是说。

从事新一代高韧性气凝胶的制备及其改性研究十余年的鲁红兵教授,现任美国德克萨斯大学达拉斯分校机械工程系教授、副系主任,也是美国航空航天学会通讯院士。鲁教授虽在国外从事气凝胶研究多年,但一直密切关注着国内气凝胶的研发应用进程。

正是得益于我国近年来不断推行的节能减排政策以及经济体量的迅速扩大,我国气凝胶企业嗅觉灵敏地搭上国际早班车,且在制备工艺研发方面丝毫没有掉队。

因其军民两用的属性,我国近年推行的“军民融合”给了气凝胶更多的发展机会。

2016年8月,气凝胶中国航天科工三院306所联手华星美科新材料科技(江苏)有限公司举行签约仪式,共同组建成立气凝胶技术国际研发中心,力图打造国际先进、国内领先水平的气凝胶技术研发基地。

306所与华星美科举行签约仪式

鲁红兵教授认为,国内正是有306所、北建这样一批军工、国企联手气凝胶企业进行研发与推广,为了社会效益和环境效益投入大量资源,才能更好的推动气凝胶行业发展,而这正是国外企业无法比拟的优势。国内气凝胶

今年4月7日,2017全国气凝胶材料创新应用研讨会在京召开。工信部原材料司建材处相关人员表示,当前制约气凝胶大规模应用的因素是价格和生产工艺,下一步将鼓励科研机构和代表性企业开展产学研用的平台建设,加快推进气凝胶应用示范工程。

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气凝胶市场明朗,抢占绝热材料市场金字塔塔尖

每一项新技术出现后,产业化推广的最大障碍莫过于量产的难易度,而这也决定了其市场抢占能力。多位业界人士表示,目前制约气凝胶市场拓展的最大障碍是价格。

气凝胶虽然早在1931年就被发明创造出来,但因其超临界干燥工艺生产成本高昂、产品性能脆弱,且难以实现量产,气凝胶一直被锁在实验室中。

国佳新材董事长王海波表示,“过去气凝胶一直被用于航天军工领域,但这些领域使用起来是不计成本的,在民用产品上就必须考虑性价比。”

如今,国内多家气凝胶企业研发出的常温低压干燥制备工艺以及减压干燥技术打破了气凝胶量产的技术瓶颈,气凝胶的市场订单也就随之蜂拥而至。

气凝胶市场规模预测(亿美元)

Allied市场研究公司之前发布的报告称,全球气凝胶的市场价值到2020年可达18.966亿美元,从2014~2020年的年复合增长率为36.4%。随着气凝胶材料在新应用领域探索的持续进步,市场增长动力会进一步增强。

如果说石墨烯是目前最好的导电导热材料,那么二氧化硅气凝胶材料则是目前已知的隔热、保温性能最好的材料。因其绝佳的绝缘隔热性能,隔热保温成了气凝胶目前产业化扩张中最大的市场需求。

气凝胶隔热性能优越

日前,气凝胶隔热管在胜利油田实现工业化生产,首批生产推广的20000米气凝胶隔热材料,已经为胜利油田节省隔热管更新费用1080万元。

国家新材料产业“十二五”发展规划指出,保温材料产值将达1200亿。预计进入“十三五”节能环保产业将继续获得快速发展。

全球绝热材料与气凝胶市场规模预测对比(亿美元)

浙江圣诺节能公司推断,预计2015年到2020年气凝胶材料将在工业和设备领域获得大批量应用,2020年开始全面替换传统工业保温材料,分享国内每年约500多亿的市场。预计2020年开始,气凝胶材料在建筑领域将开始大规模的应用,2025年将全面替代传统建筑保温材料,分享国内每年1000多亿的市场。

对此,国佳新材董事长王海波表示:“国佳新材旗下的中凝科技前不久刚中标了京能集团的热力管道保温项目,合同金额2600.4万元,气凝胶在工业节能领域的广阔市场仍有待开发。国内气凝胶

英雄所见略同,浙江绍兴圣诺节能技术有限公司总经理金承黎认为,一旦气凝胶材料生产成本得以显著下降,市场价格也会下降,市场规模将会急剧扩大。如此,二氧化硅气凝胶将革命性地替代传统绝热材料。

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当然,气凝胶拥有诸多优异的性能,应用领域众多,从高大上的航天军工到接地气的节能建材,从宇航服到冬暖服。不过,在未来5年里,工业建筑领域的节能降耗应该是气凝胶行业革命的主战场。

国产化获重大突破,产能占全球1/8

巴斯夫高性能材料部门总裁RaimarJahn曾说,“阿斯彭优越的气凝胶技术平台可以帮助巴斯夫进一步开阔市场,选择阿斯彭作为战略合作伙伴,将加快全球范围气凝胶技术作为生态高效保温材料的应用。”

据统计,气凝胶发展之初,全球年产量不足10万立方米,三分之二产自美国。伴随着气凝胶产能最大厂家阿斯彭公司与国际材料企业巨头巴斯夫签署独家供应和共同发展协议,气凝胶一度被两家巨头“联姻”垄断。

而在此背景下,我国国内生产基础原材料气凝胶的企业,年产量大多低于1000立方米。这就导致我国气凝胶市场长期被外国公司主导。

今年1月,弘大科技(北京)有限公司打造的1万立方米气凝胶国内最大生产基地已在武汉落成;下个月,宏大科技一座年产能超1万立方米的气凝胶大规模产业化工厂将在江苏常州落成。

届时,宏大科技将成为我国气凝胶最大生产厂家之一,我国气凝胶产能将突破全球产能1/8,从而改写该领域长期由外国公司主导的局面。

弘大科技董事长李光武表示,弘大科技用独创的低成本减压干燥技术制备出了高品质的气凝胶,使年产100立方米气凝胶的生产设备投资由5000万元降到200万元,产品价格下降了80%,对于在我国快速推广气凝胶这一新型材料有着重要意义。

保温隔热气凝胶毡在工业管道中的运用

中国气凝胶市场随着应用领域不断开发,一直以高于国际平均水平的速度迅速扩张。据统计,2014年国内气凝胶产量大约为8500立方米,进口产品大约1500立方米,市场规模大约为1.82亿元;而2015年则是我国气凝胶行业发展突变的一年,产能与市场同步实现翻番!

浙江绍兴圣诺节能技术有限公司总经理金承黎表示,2015年气凝胶行业新增产能约2万立方米,主要是由于已经实现量产的气凝胶企业扩产,使市场规模达到3.30亿元。

2020年国内气凝胶市场规模(亿万元)

金承黎认为,未来三五年是气凝胶材料的黄金发展期,掌握低成本核心技术和一定市场资源的企业将获得巨大发展空间,也可以迅速成为行业内的优势企业。

2017全国气凝胶材料创新应用研讨会与会专家也表示,气凝胶是革命性的新技术,产业投资热度非常高,市场容量巨大,其中中国气凝胶市场前景非常广阔,我国气凝胶技术水平已达到国际领先,且国家对气凝胶的产业支持政策力度强大。目前,气凝胶刚刚开始进入大规模应用阶段,预计从今年起气凝胶产业将迎来发展拐点。

当前,中国科研院所在气凝胶领域研究的深度和广度,中国企业在低成本气凝胶制造技术方面的锲而不舍,均走在了世界的前面,资本热潮也竞相涌进气凝胶领域。

热潮过后,我们更应看清发展气凝胶产业的初衷。某新材料领域著名投资人对新材料在线®表示:“气凝胶从工艺到产业化,都能与国际水平相提并论,是我国众多新材料行业比较有优势的一个产业,但它的后续发展更应注重应用问题,找到性价比合适的领域比如何做好气凝胶更重要”。

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