聚氨酯

绝热节能材料之VIP真空绝热板专题报告

发布时间:2022/12/30 9:58:35   
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VIP板兼具环保和节能双重优势是目前最先进的高效绝热材料

VIP板是目前已知的导热系数最低的材料

真空绝热板VacuumInsulationPanelVIP板作为一种新型的高效绝热材料具有导热系数低体积小质量轻防火环保无污染等特点与传统绝热材料相比VIP板导热系数只有传统绝热材料的1/6甚至更低其厚度也仅为普通材料的1/5-1/10且VIP板在生产过程中不使用消耗臭氧层物质ODS或者产生温室气体物质还可以回收利用兼具绿色环保和安全节能的双重优势并达到节省空间的目的是理想的保温隔热材料适用于受空间限制及保温性能要求比较高的场合

不同芯材的VIP板各有特点应用场景略有不同

VIP板一般由芯材阻隔膜以及吸气剂3部分组成其中芯材主要用于限制残余在真空绝热板中的气体分子的运动空间阻止气体对流并传导热量同时起到结构支撑的作用是VIP板的核心组成部分决定VIP板的绝热性能和使用寿命

芯材一般选用热阻较高的多孔介质材质保证芯材内部较低的固体热传导同时多孔结构阻碍芯材内部气体的热传导如微纤维玻璃棉粉状二氧化硅聚氨酯PU泡沫聚苯乙烯PS泡沫等材料根据材料选择的不同常见芯材主要分为颗粒型芯材泡沫型芯材纤维型芯材复合型芯材4种类型其中

颗粒型芯材常见的颗粒芯材包括气相二氧化硅膨胀珍珠岩等目前建筑上应用的VIP芯材大多是气相二氧化硅但由于成本较高市场推广受到很大限制

泡沫型芯材常见的PUPS类泡沫芯材在发泡过程中使用的发泡剂对环境不利且易燃的特点导致可用性较差限制了其应用领域

纤维型芯材常见的纤维芯材主要包括岩棉陶瓷纤维石棉玻璃纤维等其中玻璃纤维是目前应用最普遍的VIP纤维芯材大多应用于冰箱冰柜船舶集装箱等

节能环保助推应用领域不断延伸VIP板有望迎来良好发展机遇

始于军事和航空航天需求节能环保助推应用领域不断延伸

随着环境污染能源危机成为世界性问题节能环保已成为全球共识绝热材料经历百余年发展后研究开发新的环保节能高效的绝热材料成为迫切之需20世纪50年代NASA提出并设计出VIP板这一新型高效绝热材料用真空绝热原理打开了节能导热系数低环保不使用消耗臭氧层的物质新载体的开发序幕

第一阶段-概念提出主要用于军事和航空航天领域VIP概念始于20世纪50年代以超细微粉作为芯材主要应用于军事和航空航天领域防止航空器导弹在骤冷骤热条件下失控

第二阶段-开始转为民用但未大规模推广70年代开始使用开孔泡沫多片玻璃纤维板等作为芯材的VIP板并正式转为民用但由于工艺复杂和成本较高并未大规模推广应用

第三阶段-在节能环保需求下技术快速提升90年代以来在环境保护的迫切要求下欧美许多大公司如美国欧文斯科宁公司美国陶氏化学公司日本松下电器等开展了VIP的研究并取得丰富的成果但在当时有限市场需求背景下以聚氨酯聚苯乙烯为芯材的VIP板仍没得到大规模推广应用

第四阶段-实现产业化生产多领域跨行业发展加速21世纪以来能源问题的凸显及环保要求的进一步提升各领域对VIP市场需求大幅增长VIP板逐步实现产业化生产并广泛应用于冰箱冷藏车冷藏集装箱保温盒墙体保温等领域如日本国内70%以上的冰箱保温层都使用VIP板欧美等国VIP板已广泛应用于冷藏车辆和船舶的运输保温箱中德国和瑞士已逐步建立了应用VIP板的建筑市场

国内节能环保政策持续趋严能效标准不断升级

国内对真空绝热板的研究始于20世纪末前期由于发展时间较短国内节能政策未及时推进加上成本较高在国内还未得到广泛应用近年来我国陆续出台了能效领跑者制度实施方案绿色建筑行动方案及绿色高效制冷行动方案等一系列与家电产品能效提升绿色节能建筑相关的政策对建筑节能冰箱家电能效等提出更高要求

年6月VIP板上榜工信部发布的建材工业鼓励推广应用的技术和产品目录-年本并于年11月上榜国家统计局发布的战略性新兴产业分类作为隔热隔音材料制造领域的国家重点产品技术随着国内节能环保政策持续趋严相关产品能效标准不断升级VIP板有望迎来良好发展机遇

家电冷链领域材料替代加速VIP板产业化推广

传统绝热保温材料聚氨酯泡沫板由于加工成型过程比较简单成本相对低廉目前被广泛用于各种保温保冷产品中尤其在家用制冷设备中如冰箱冷柜的渗透率超过60%但生产硬质聚氨酯泡沫过程中使用的HCFCs氢氯氟烃或替代品HFCs氢氟烃等非环保型发泡剂存在破坏臭氧层及温室效应影响

目前聚氨酯行业广泛使用的2代物理发泡剂HCFC-b属于HCFC类3代物理发泡剂HFC-fa和HFC-mfa属于HFC类都有明确的淘汰或限控时间表而4代物理发泡剂存在技术保护和成本高等问题随着蒙特利尔议定书及相关修订案在相关国家的实施淘汰HCFC的进程不断加快HFCs也列入限控清单预计聚氨酯泡沫使用量将受其限制逐步缩减

VIP板作为近年来兴起的一种新型高效绝热材料与常规绝热材料相比性能优势明显节能环保属性使其具有广泛应用前景但由于发展时间较短尚处于市场发展初期阶段目前主要应用于家用电器冰箱冰柜等冷藏物流医用及食品保温箱冷藏集装箱等并作为节能建材延伸至建筑保温领域

冰箱冷柜或冷库采用VIP板在保冷效果一定的条件下节能效率可提升10%-30%并显著降低箱壁厚度增加有效容积20%-30%

冷藏箱采用真空绝热板可大幅降低运输费用提高运距

1以蓄冷材料维持低温的冷藏箱保温期延长至4-5天使用PU保温期约1-2天

2冷藏保温箱体积减少70%冷却剂减少68%保温期延长66%

建筑墙体保温结构中采用VIP可增大使用空间10%电能消耗可降低15%-25%

就国内应用市场而言目前VIP板主要集中在对价格敏感程度相对较低对保温性能更加注重的能效要求较高价格较高的家电产品医药冷链物流等领域国内海尔美的美菱容声新飞等品牌的冰箱产品已经开始使用VIP板但主要集中于高端市场领域如年长虹美菱发布5款M鲜生全面薄冰箱定价均在1.6万元-2.5万元通过将机身箱体和门体做薄使之较常规冰箱容积率提升20%占地面积缩小38%保温效果提升47%

技术发展推动产品性价比提升替代优势逐步显现

干法成型技术突破推动成本显著降低

目前玻璃纤维芯材是VIP芯材应用最广泛的种类分为干法工艺和湿法工艺两种其中湿法成型即采用传统微玻璃纤维纸生产技术将微玻璃纤维棉打浆后抄制烘干成型干法成型则由微纤维玻璃棉直接加压而成且生产过程中不添加化学助剂目前国内一般采用湿法成网技术干法工艺相对还处于持续改进和完善阶段但行业内企业已陆续向干法工艺转型加大资金投入力度并加速产业化

与传统湿法工艺相比干法芯材生产难度更大但绝热效果更优成本节约40%具有制备成本低导热系数更低的优点一般厚度为1-2mm的湿法VIP芯材导热系数为0.-0.w/m.k干法VIP芯材的导热系数为0.w/m.k

虽然VIP板导热系数低且具有节能环保优势但由于价格因素应用并不广泛近年来随着行业产品技术升级逐步从传统的湿法芯材向性能更好成本更优的干法芯材转型大大降低了VIP板的使用成本目前VIP板价格已从年的-元/平米降到元/平米左右综合替代优势有望逐步显现

产品标准逐步完善加速行业优化升级

目前市场上的VIP板产品制造工艺种类繁多产品质量参差不齐且在有效导热系数寿命评价等方面存在困难没有统一的测试方法与指标造成产品验收推广存在困难也限制了VIP板的发展

继年6月30日住建部发布建筑用真空绝热板和年5月15日发布建筑用真空绝热板应用技术规程以来年6月4日GB/T-真空绝热板国家标准正式发布并将于年5月1日开始实施填补了国内VIP板国家标准的空白并将从国家层面对VIP板产品质量进行把控为VIP板更加健康规范化的发展奠定基础为下游企业采购建立依据对VIP板的进一步推广应用产生有力的推动作用

高效节能冰箱突破可期冷链物流建筑保温潜在应用空间巨大

强制性节能环保政策促进绝热节能材料市场发展冰箱冰柜冷链物流及建材市场逐步起动并释放需求带动VIP板及衍生品市场规模稳步增长据MARKETSANDMARKETS报告显示年全球VIP板市场规模达63.8亿美元预计年将达到81.4亿美元年复合增速达5%

国内VIP板的研究始于21世纪初由于发展时间较短市场认知有限加之成本较高国内应用仍处于导入期其中约80%应用集中于冰箱冰柜等家电制造领域根据中国绝热节能材料行业十三五发展规划及中国绝热材料协会数据年国内VIP板产量仅80万平米年达到万平米年国内VIP板板销量约万平米年复合增速约50%产值达25亿元左右

冰箱冰柜领域能效等级提升助力产业升级高端节能冰箱突破可期

随着能效领跑者制度实施方案家用电冰箱耗电量限定值及能效等级修订绿色高效制冷行动方案的实施国内家电行业呈现出越来越绿色环保节能的发展趋势根据中国家用电器协会年10月发布的中国家用电冰箱产业技术路线图规划目标年冰箱能效水平较年要提高25%年再提高25%同时近年来欧盟美国日本韩国等发达国家也纷纷发布适合本国技术要求的能效标准整体呈现出范围广更新快标准严的特点能效标准的普遍大幅提升客观上要求冰箱企业快速改进冰箱的节能性能极大提高了冰箱销售市场的准入门槛

同时随着科技发展和消费升级冰箱也经历了从定频到变频从直冷到风冷从机械控温到电脑控温等等众多技术的革新换代目前大容积高端健康冰箱正逐渐成为消费主流中怡康数据显示年-年1万元以上的冰箱零售额占比已从10.9%提升至17.2%1.5万元以上的冰箱零售额占比从3.8%提升到5.9%预计年1万元以上冰箱零售额占比将很有可能突破20%1.5万元以上零售额占比将有可能接近10%高端冰箱正式成为市场的主要构成部分

家电产品能效标准的提高和冰箱市场产品结构的快速升级有望使超节能冰箱以及高端大容量冰箱的比重明显增加VIP板凭借其优异性能应用有望逐步深入作为VIP板的重要应用领域也是VIP板市场最先发展的领域目前VIP板在日本韩国以及欧美国家的应用较为普遍尤其在日韩的大容积风冷冰箱上为追求使用容积最大化VIP板被大量使用其中日本受年福岛核泄漏事件导致的能源危机影响及国内较有利的补贴政策VIP节能冰箱市场发展较快应用比例达到70%从全球范围来看目前仅约10%的冰箱冰柜使用VIP板作为保温材料我国目前应用比例仅为3%左右

根据产业在线数据年全球冰箱冷柜实现销售1.74亿台同比增长0.8%国内冰箱冷柜实现销售.5万台同比增长2.6%预计未来维持相对平稳按目前10%和3%渗透率每台冰箱用VIP板2.5平米估算全球VIP板需求近万平国内需求万平按元/平米计算对应市场规模约45亿元和7.5亿元若参考日本70%的渗透率水平随着渗透率逐步提升未来市场前景广阔

冷链物流领域食药安全和消费升级加速冷链发展应用空间有望逐步打开

随着生活水平稳步提高及电商新零售模式下消费方式的改变冷链物流作为保障食品品质医药效能安全等的重要途径在日常生活中扮演日益重要的角色目前我国冷链综合利用率仅约19%远低于美日的95%和东欧国家的50%流通损腐率较高同时根据中物联数据年我国冷库容量1.3亿立方米位居世界第三但城市居民人均冷库容量仅0.立方米/人仍远低于发达国家0.3-0.5的水平截止Q3冷藏车保有量16.42万辆占货运汽车比例约0.65%也远低于德国等发达国家2%-3%的水平

总体上看我国冷链物流产业还处于发展期在冷链应用率和人均冷库容量和冷藏车占比上均远低于发达国家在日益增长的市场需求和相关政策推动下冷链物流行业有望持续快速发展据中国物流与采购联合会数据显示年我国冷链物流市场规模达亿元同比增长19%-年复合增速达18%并继续保持增长趋势预计年市场规模将达亿元

冷链运作的每个环节始终和能耗密切相关控制能耗降低冷链运营成本对于促进冷链的发展至关重要其中储存用的冷库蓄冷箱以及运输用的冷藏集装箱和冷藏车既是冷链环节中的主要保冷设施也是主要的能耗来源随着冷链建设的推进将释放出巨大的冷链设备需求有望成为VIP板未来应用的重要市场带动VIP需求快速提升

以冷库为例根据国际冷藏仓库协会IARW数据全球冷库容量从年的1.43亿立方米增长至年6.16亿立方米年复合增速达11%其中印度中国和美国全球冷库规模约占全球60%是最主要的冷库市场同时根据中物联数据年我国冷库容量达万吨折合1.3亿立方米同比增长9.7%-年复合增速达16%其中年新增冷库容量万立方米按新增冷库至少5个面使用VIP板材料则我国新增冷库VIP板需求量约万平米对应市场规模约5.5亿元若考虑现有改造按保有库容量计算VIP板需求量万平米对应市场规模约28亿元

建筑保温领域建筑节能向低能耗时代迈进潜在应用空间巨大

近年来建筑能耗在社会总能耗中所占的比重越来越高建筑节能已成为全社会

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