气凝胶在建材领域主要应用于墙体保温材料、保温涂料以及节能玻璃中,面向新建 建筑和既有建筑节能改造两大场景。我国日渐完善的建筑能耗标准和逐步建立的建 筑节能运行监管体系将推动建筑墙体保温材料行业快速发展;近年房地产市场向着 高质量迈进,开发投资增速连年保持在 10%左右,将带动保温建材市场快速发展。我们对市场空间进行中期估算,未来十年我国气凝胶用在建筑建材的潜在市场规模 约 29 亿美元,其中墙体保温材料为主要部分,约 20 亿美元。
1. 内外墙渗透率将显著提升
根据使用位臵的不同,建筑的墙体保温材料一般可以分为外墙保温材料和内墙保温 材料,气凝胶的应用可以大大提升墙体的保温和阻燃性能,并且能够降低环境影响。
预计到 2030 年,用于外墙保温的气凝胶材料国内市场规模为 11 亿美元;用于内墙保温的气凝胶材料国内市场规模为 9 亿美元,合计20 亿美元。
气凝胶外墙保温材料适用于有轻量化、绿色化需求的高端建筑以及有严苛保温要求 的特种建筑,应用前景乐观,测算潜在市场规模将达到 11 亿美元。外墙保温材料 按照可燃程度分为 A、B1、B2 和 B3 共四个等级,目前在建筑上常用的是 B1 和 B2 等级的产品,主要有聚苯板、聚氨酯等。聚苯板价格低廉、应用广泛,但是受热容易变形;聚氨酯性能更加理想,是欧美国家主流的外墙保温材料,但其在中国市场渗透率不足10%。我国目前拥有世界上最大的建筑市场,2019 年房屋竣工面积为 9.6 亿平方米。外墙面积一般按照建筑面积 0.7 倍计算,2019 年新增外墙面积为 6.72 亿平方米。假设未来十年我国房屋竣工面积的复合增长率按照市场上的中性假设为3%,气凝胶材料能够抢占部分高端市场,参考目前聚氨酯材料在中国建筑保温市场 10%的渗透率。那么至 2030 年,新增外墙面积达 9.3 亿平米,假设按照 10%的渗透 率计算,气凝胶材料在外墙中的应用量达 9302 万平方米。现有的技术专利显示, 大多数气凝胶材料是以单层毛毡的形式应用于墙体材料中,按照 10mm 气凝胶毡 80 元/平方米测算,气凝胶外墙保温材料的潜在市场规模可达 11 亿美元。
气凝胶凭借其阻热能力强、轻质、无毒、易降解等优势,成为一种理想的内墙保温材料,测算潜在市场规模达到 9 亿美元。由于气候和生活习惯差异,我国南、北方 对内墙保温材料的偏好呈现明显的不同,内墙保温材料在北方更加受到青睐,目前 常用的内墙保温材料主要有聚氨酯发泡材料和保温板材,其中以后者为主。2019 年 房屋竣工面积为 9.6 亿平方米,内墙面积通常按照建筑面积 2.7 倍计算,2019 年新 增内墙面积为 25.92 亿平方米。内墙保温材料的需求主要存在于我国长江以北的地 区,则存在内墙保温材料需求的面积约占全国新增内墙面积 55%。据《新型墙材推 广应用行动方案》要求,新建建筑中新型保温墙材应用比例需要达到 90%,则新增 保温内墙面积约为 12.83 亿平方米。假设未来十年我国房屋竣工面积的复合增长率 为 3%,假设气凝胶内墙应用渗透率达到 2%,那么至 2030 年,我国新增内墙面积 35.88 亿平方米,气凝胶内墙保温材料的需求量约为 7176 万平方米。按照 10mm 气 凝胶毡 80 元/平方米测算,气凝胶内墙保温材料的潜在市场规模可达 9 亿美元。
2. 建筑涂料新市场有望打开
保温涂料是涂料市场的一个分支,气凝胶材料将参与到未来涂料市场的竞争中。2019 年全球涂料市场规模约 9195 亿元,其中建筑涂料占比 39%,中国涂料市场为3000 亿元,建筑涂料占比 29%。
一般而言,涂料根据化学属性可以分为有机涂料和无机涂料,其中有机涂料按用途 可以分为建筑涂料、OEM 涂料(Original Equipment Manufacture,相当于国内常用 的工业涂料)和特种涂料三大类。
气凝胶涂料具有防火阻燃、隔音降噪、降低建筑无机垃圾处理难度,简化施工工序 等优点,后期将广泛应用在涂料市场。气凝胶涂料是采用特殊工艺将气凝胶粉体分 散在专用高性能树脂乳液中,或与无机粘结剂体系复合制备而成的具有保温隔热、 隔音降噪、抗震、防火等功能的水性涂料,水性气凝胶涂料以 SiO 气凝胶作为主 要功能性填料,以水为溶剂,无机体系,安全环保,关注度较高。
国内用于建筑保温的气凝胶涂料潜在市场规模达 9 亿美元。从市场需求看,保温属 性可以使普通建筑涂料广受欢迎。2019 年中国建筑涂料产量为 694 万吨,同比增长 7%。2019 年我国建筑涂料人均产量仅为 5.0 千克/人,显著低于美国的 7.9 千克/人, 随着未来存量需求的不断释放,人均产量的提升将带动建筑涂料产量的不断增长, 同时轻量、环保且具有保温特性的气凝胶涂料也会受到更多消费者的青睐。假设十 年内我国人均建筑涂料产量达到 7.9 千克/人,则 2030 年我国建筑建筑涂料产量为 1106 万吨,同时考虑到客户对功能性建筑涂料的青睐,我们假设未来十年内,气凝 胶环保类保温涂料的市场渗透率为 10%。按照目前几种气凝胶涂料专利方法中气凝 胶质量组分情况,假设涂料中添加气凝胶质量占比为 12%,则我国每年有 5.3 万吨 的气凝胶涂料需求,按照目前 SiO2 气凝胶涂料的市场价 45 元/kg 进行计算,则该应 用领域的潜在市场约 9 亿美元。
3. 气凝胶玻璃对 Low-E 玻璃形成替代
气凝胶材料也可制备节能玻璃,对传统的 Low-E 镀膜玻璃形成一定替代。通过两 片玻璃,中间夹填气凝胶,形成“三明治”结构,具有很好的保温隔热、隔音、防火 等性能。气凝胶节能玻璃可用于节能要求较高的建筑,同时可取代高层建筑一般幕 墙玻璃,大大减轻建筑物自重,并起防火作用。相对于其他种类玻璃而言,气凝胶 玻璃能帮助建筑更好地实现节能与舒适、环境方面三者平衡。