一、“雙碳”目標及主要應對舉措

2020年9月22日，國家主席習近平在第75屆聯合國大會上指出，中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。之后，習近平總書記在不同場合多次講到“碳達峰、碳中和”，密度之大、力度之大、指標之具體，前所未有。

2020年年底中央經濟工作會議提出，“要抓緊制定2030年前碳排放達峰行動方案，支持有條件的地方率先達峰。”2021年初，包括上海、江蘇、廣東等地提出力爭在全國率先實現碳排放達峰。多個城市規劃提前實現碳達峰。

多個城市規劃提前實現碳達峰

2021年1月13日，生態環境部在《關于統籌和加強應對氣候變化與生態環境保護相關工作的指導意見》中表示，要抓緊制定2030年前二氧化碳排放達峰行動方案，鼓勵能源、工業、交通、建筑等重點領域制定達峰專項方案，推動鋼鐵、建材、電力、煤炭等重點行業提出明確的達峰目標并制定達峰行動方案。

2021年3月12日，《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》對外公布，“十四五”時期經濟社會發展主要指標中，到2025年，相比2020年，單位GDP能源消耗降低13.5%，單位GDP二氧化碳排放降低18%。

2021年7月16日，全國碳排放權交易市場正式上線，全國碳市場交易的第一個履約周期為今年全年。其中，納入發電行業重點排放單位有2162家，排放總量覆蓋了約45億噸二氧化碳，是目前全球規模最大的碳市場。高排放量的企業需要排放的超額二氧化碳就需要購買排放權，這也能倒逼企業進行技術升級、減少碳排放量。隨著碳中和目標的確立，我國經濟產業結構轉型也將進一步深化，全國性碳市場的建設進程也將加速。

2021年7月24日，在全球財富管理論壇2021北京峰會上，中國氣候變化事務特使解振華表示，黨中央國務院已經成立了碳達峰碳中和工作領導小組正在制定碳達峰碳中和時間表、路線圖、1+N政策體系，將陸續發布一個指導意見，這是頂層設計。“1+N政策體系將很快發布，將從十個領域加速轉型創新。”

表1 碳達峰碳中和1+N政策體系

此外，解振華還表示，在各國應對氣候變化實現綠色復蘇政策和行動推動下，世界將迎來一場綠色低碳技術革命和產業變革，這里蘊藏著很大的投資和市場機遇。“我們國家有關機構來測算了一下，如果我們實現中國碳中和目標，大體上需要136萬億人民幣投入，這將是一個巨大的市場。”

2021年7月30日財政部副部長朱忠明在國新辦發布會上回答中國證券報記者提問時表示，下一步，財政部將系統研究財政支持污染防治和碳達峰、碳中和的政策措施。

二、納米保溫材料的超級絕熱性能

納米保溫材料是迄今為止全球最好的保溫材料，目前主要分為氣凝膠絕熱氈和納米微孔絕熱板，市場上以氣凝膠絕熱氈占主流地位。

氣凝膠，是一種具有納米多孔結構的新型材料，因輕若薄霧藍色泛藍，又被稱為“藍煙”、“凍結的煙”，創下15項吉尼斯紀錄，在熱學、光學、電學、力學、聲學等領域顯示許多奇特的性能，被稱為改變世界的神奇材料，列入20世紀90年代以來10大熱門科學技術之一，是具有巨大應用價值的軍民兩用技術。

塊狀透明氣凝膠

氣凝膠的納米孔結構

納米微孔絕熱材料其實是一種類氣凝膠產品，或者說是氣凝膠的一種特殊存在方式，與氣凝膠材料主要區別是：氣凝膠采用的溶膠－凝膠技術獲得整體連續的納米孔結構，形象說來就像是一個孔洞尺寸極小的蜂窩，納米微孔絕熱材料制備過程一般是通過分散混合工藝把不同組分的納米顆粒與增強纖維均勻分散，加入一定量粘結劑，再經壓制成型，通過納米顆粒堆積形成納米孔洞結構。

納米微孔絕熱板

兩者納米保溫材料的絕熱原理是一樣的，主要都是基于納米孔的特性。

熱量有三種基本傳遞方式：傳導、對流和輻射。對于保溫材料而言，熱傳導主要由保溫材料中的固體部分來完成；熱對流則主要由保溫材料中的氣體來完成；熱輻射的傳遞不需要任何介質。 當熱量穿過納米孔材料時候，會發生如下效應從而幾乎被完美阻隔：

熱量傳遞的三種基本方式

“無窮長路徑”效應：由于近于無窮多納米孔的存在，熱流在固體中傳遞時就只能沿著氣孔壁傳遞，近于無窮多的氣孔壁構成了近于“無窮長路徑”效應，使得固體熱傳導的能力下降到接近最低極限。

“零對流”效應：當氣凝膠材料中的氣孔直徑小于70nm時，氣孔內的空氣分子就失去了自由流動的能力，相對地附著在氣孔壁上，這時材料處于近似真空狀態，即產生“零對流”效應。

“無窮多遮熱板”的效應：由于材料內的氣孔均為納米級氣孔再加材料本身極低的體積密度，使材料內部氣孔壁數日趨于“無窮多”，對于每一個氣孔壁來說都具有遮熱板的作用，因而產生近于“無窮多遮熱板”的效應，從而使輻射傳熱下降到近乎最低極限。不過在400℃以上高溫下使用時，仍然需要加入遮光劑來增強氣凝膠對高溫紅外線的輻射的抵抗。

氣凝膠與傳統絕熱材料導熱系數對比

1992年，美國召開的國際材料工程大會上提出了超級絕熱材料的概念，指在預定的使用條件下，其導熱系數低于"無對流空氣"導熱系數的絕熱材料。具有納米孔結構的氣凝膠就是典型超級絕熱材料。

表2 氣凝膠材料與傳統保溫材料性能對比（200~600℃）

 一般而言，使用氣凝膠材料帶來的突出效益：

（1）隔熱性能是傳統保溫材料是3-5倍，節能效果提升50%以上；

（2）極強的抗老化能力，使用壽命是常規材料的8~10倍；

（3）氣凝膠使用厚度是普通材料1/2~1/5，節省空間；

（4）更為簡便的施工過程，并大量節省輔助材料；

（5）更少的維護成本，更為可靠的絕熱效果；

（6）防火，寬溫度適用范圍，耐溫差沖擊；

（7）防水、抗滲、抗裂、抗震；

氣凝膠當前以氈為主，納米微孔以板和異形件為主，在應用溫度上，氣凝膠一般應用于650℃以下，納米微孔絕熱材料一般應用在700℃以上，1200℃以下的范圍。兩者在使用溫度和產品形態上有互補性。

作為迄今為止絕熱性能最好的材料，納米保溫材料在航空航天、石油化工、電力冶金、船舶車輛、精密儀器、冰箱冷庫、建筑節能、服裝帳篷等領域的有廣闊的應用前景，是傳統保溫材料革命性替代產品。

三、近幾年國內納米保溫材料產業化發展情況

1931年美國人Kistler.S.發明了氣凝膠，之后就不斷有人進行商業化的嘗試但都沒有成功，2001年與美國宇航局有密切關系的ASPEN公司的成立掀開了真正商業意義的氣凝膠產業化浪潮，2014年6月該公司在美國紐約證券交易所上市。

2004中國首家氣凝膠商業化公司成立，2010年開始批量銷售，國內氣凝膠產業化開始了艱難的探索，2014年國內從事氣凝膠企業增加到10余家，國內掀起一波氣凝膠產業化的浪潮。

2016年美國ASPEN公司對國內兩家領頭氣凝膠企業發起了專利訴訟，國內氣凝膠材料產業化腳步放緩。

2019年山西某大型煤化工企業決心向新材料方向轉型，重金投資氣凝膠產業，國內掀起新一輪氣凝膠材料的投資浪潮。到2021年國內多家氣凝膠企業的產能建設規劃都超過了5萬立方米，部分企業更是規劃了20~40萬立方米的遠大產能目標。至此，國內氣凝膠材料的產銷量也遠遠超過國外同行，國內的氣凝膠的產業化終于經過約15年的努力走在全世界的最前面。

2014年及以前的國內氣凝膠產業化，其技術來源幾乎都是高校或研究所，由于高校院所與企業都缺乏氣凝膠的產業化經驗，總體而言產業化的速度不是很快，但是在技術改進、市場培育、人才培養等方面做了很多工作，為后面新一輪產業化浪潮打下了堅實的基礎。

2019年以來的國內氣凝膠產業化有幾個明顯特點，一是產值千億以上的大型企業集團開始積極介入，這些大型企業不僅資金雄厚，人才儲備豐富，還有非常強的資源整合能力；二是產業鏈的上下游企業的積極介入，包括原材料、設備、工程建設和下游終端客戶等；三是本輪產業化技術源頭多半是已經有產業化基礎的氣凝膠企業，技術更加扎實，在資金加持下，擴展步伐明顯加快；四是政府支持力度顯著加大，不僅土地、稅收、人才等方面給予優惠政策，態度上也由原來管控多一些變為現在的服務多一些。這些因素將促進本輪氣凝膠產業化浪潮達到一個新高度。

國內氣凝膠產業除了規模方面正在迅速提升以外，市場應用也正在迅速地鋪開。初期主要集中在高鐵、油田注氣管線、熱電聯產等領域，近年來，除了石化、電力等領域外，一些新興市場不斷開辟出來，新能源汽車動力電池防火保溫成為一個重要的增長極，烤箱等家電行業用量不斷增大，建筑節能內外墻保溫開始有一些示范案例，氣凝膠防寒服裝也開始推向市場。

尤其是近年推廣的建筑節能和服裝行業，這兩個行業自身都是千億級的市場，盡管目前才是剛剛起步，還有很多工作要做，一旦獲得突破，對整個氣凝膠材料行業的發展意義重大。

納米微孔絕熱板近年來也取得長足的發展，企業數量約有10余家，產品目前主要集中在鋼鐵、水泥、陶瓷等高溫應用場景。

四、 “雙碳”目標下納米保溫材料發展迎來重大機遇

對于保溫材料行業來說，“碳達峰”、“碳中和”既是挑戰更是機遇。在國家大力提倡節能的背景下，保溫材料市場容量將大幅增加，尤其是性能優異納米保溫材料將迎來巨大的發展機遇。

2021年1月16日，中國建筑材料聯合會向全行業發出“全力推進碳減排、提前實現碳達峰”的《推進建材行業碳達峰、碳中和行動倡議書》：我國建筑材料行業要在2025年前全面實現碳達峰，水泥等行業要在2023年前率先實現碳達峰。

傳統的保溫材料硅酸鋁纖維、玻璃纖維、巖棉、微孔硅酸鈣、泡沫玻璃、泡沫陶瓷等雖然具有一定保溫性能，也能一定程度上滿足原先化工、電力、鋼鐵等行業的節能要求，但是在“雙碳”目標下，自身也面臨兩方面的挑戰：1）保溫材料生產過程中的能耗需要進一步降低；2）保溫材料的保溫性能需要進一步提升，以提升所服務的工程的節能降耗水平。

如前所述納米保溫材料性能優異，正是傳統保溫材料的革命性升級替代產品。氣凝膠納米材料在國家發展改革委發布《國家重點節能低碳技術推廣目錄》（2014~2017年）中多次被列入。

不論是煤電、石化等傳統能源和鋼鐵、建材、化工等傳統用能大戶的節能降耗，還是核電、太陽能光熱發電、新能源汽車動力電池、儲能電站等新型能源結構，還是高鐵船舶等交通運輸工具，還是備受關注的超低能耗建筑，納米保溫材料都有巨大的用武之地。

納米保溫不僅在需求端有巨大是市場機會，還橫跨新材料和節能環保兩大戰略新興產業，自身發展過程中也能享受很多國家產業升級、綠色低碳技術相關政策支持，這些在“雙碳”目標下，將轉化為納米保溫材料發展的重大機遇。

五、低成本高效率大批量是納米保溫材料發展的必然路徑

納米保溫材料行業經過過年的產業化發展，技術日趨成熟，規模不斷擴大，成本不斷降低，產品品類更加豐富，但納米保溫材料當前價格仍然過高，性價比優勢還不夠大，嚴重制約了納米保溫材料快速推廣和應用。可以說納米保溫材料目前的發展水平要抓住這一發展的重大機遇仍然是遠遠不夠的，低成本高效率大批量是納米保溫材料發展的必然路徑。

對氣凝膠材料當前存在的問題主要有以下幾點：

一是成本高，長期以來，氣凝膠材料的設備投入高、生產成本高，導致最終的產品價格高，只能在高端特殊領域應用，大大制約了市場規模；

二是安全性差、有環保缺陷，氣凝膠生產過程部分工段暴露在空氣中，乙醇等有機溶劑揮發到車間中，造成較大的安全生產隱患，生產過程還會產生大量廢水，產品使用過程中容易產生粉塵，對環境和工人健康造成影響；

三是生產效率低、自動化水平低，目前全行業的氣凝膠產品生產周期至少都要1~2天，而且不能實現全自動化連續生產。

針對這些問題，圣潤納米公司開發了一站式全密閉快速生產氣凝膠技術，將徹底解決了這三大痛點，為氣凝膠產業的大發展打下了堅實基礎。已經申請多項專利，相對于傳統的氣凝膠制備技術，具有低投資、低成本、低能耗、高產出、高效率零排放、綠色環保、高品質的顯著優勢，有望迅速實現氣凝膠材料的低成本大批量生產，將氣凝膠產業迅速做大，對推動我國納米新材料的發展及節能降耗水平的提升將發揮重大而積極的作用。

具體來說，在以下幾個方面，對現有技術進行了替代：

1）全密閉生產代替半密閉生產。原有技術部分生產工段完全裸露在空氣中，有機氣體揮發嚴重，身旁操作人員處于巨大危險環境之中，本技術采用全密閉極大提高了安全性，改善了工作環境。

2）一站式生產代替多臺設備流轉生產。原有技術物料在溶膠－凝膠、老化、改性、干燥等工段需要多臺設備之間切換，設備臺套多，操作過程復雜，既拉高了投資也降低了效率，還增加了人工。

3）水玻璃快速純化技術代替水洗工藝。原有技術通過水洗浸泡工藝除去水玻璃中的雜質，不僅去除不徹底還導致大量廢水排放，加重了環保負擔也增加了企業運營成本。

4）無氯環保改性工藝代替原有含氯工藝。原有技術改性工藝含氯，對生產設備和產品應用（氯離子會腐蝕需要保溫的金屬管道）都帶來極其不利的影響，本技術采用無氯環保工藝徹底去除氯離子的環保及安全方面的隱患。

5）快速固化、老化、改性、干燥技術代替原有慢速技術。原有超臨界干燥工藝或常壓干燥工藝生產氣凝膠往往需要數十幾小時到數天的時間，采用本技術可以在6h內完成全部生產流程。

6）低投入低成本技術代替了高投入高成本技術。相同產能設計下，本技術生產線的設備投入僅是CO2原有技術生產線一半左右，成本降低比例達40%。

除了不斷升級氣凝膠材料生產技術，圣潤納米公司在原有的氣凝膠材料和納米微孔保溫板之外還開發了第三種技術路線的新型納米保溫材料。該產品獨創水性生產工藝，項目無需落戶化工園區，設備投資、生產成本、建設周期大幅減少，產品品類更加豐富，使得納米保溫材料性價比大幅提升，有望迎來納米保溫材料在建筑節能等巨量市場的爆發性應用！

資料來源：浙江圣潤納米科技有限公司 金承黎