近年來，氣凝膠氈作為一種新型絕熱材料廣泛應(yīng)用于石化行業(yè)油氣傳輸、蒸汽管道和工藝管道上，可有效保護(hù)管道介質(zhì)在輸送過程中熱量的損失。

目前，用于管道保溫的材料主要有硅酸鈣、復(fù)合硅酸鹽、巖棉等。這些保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)隨著環(huán)境溫度和濕度的上升而產(chǎn)生較大幅度的增大。為滿足不超過規(guī)定的最大允許熱損失量的要求，就需要增加保溫材料的厚度。使用較厚的保溫層，對材料的運(yùn)輸、施工、使用空間等都會(huì)造成較大影響。

因此，采用技術(shù)先進(jìn)、高效保溫的材料對熱力管道進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，減薄保溫層厚度，降低管線熱損失，是熱力管道節(jié)能保溫的重要攻克領(lǐng)域。

氣凝膠的孔徑尺寸低于常壓下空氣分子平均自由程，可使氣凝膠孔隙中空氣分子近似靜止，避免了空氣的對流傳熱，氣凝膠很低的體積密度及納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的彎曲路徑也阻止了氣態(tài)和固態(tài)熱傳導(dǎo)，趨于“無窮多”的空隙壁可以使熱輻射降至最低。通過三方面共同作用，幾乎阻斷了熱傳遞的途徑，使氣凝膠達(dá)到十分出眾的絕熱效果，甚至遠(yuǎn)低于常溫下靜態(tài)空氣 0.025W/(m·K)的導(dǎo)熱系數(shù)，達(dá)到 0.013W/(m·K)以下。

對比傳統(tǒng)保溫材料，二氧化硅氣凝膠絕熱氈導(dǎo)熱系數(shù)僅為傳統(tǒng)保溫材料的 1/3～1/5，保溫隔熱能力是傳統(tǒng)材料的 2～8 倍；具有優(yōu)異的防火性及防水性，具備較好的抗拉、抗壓能力及化學(xué)穩(wěn)定性。

根據(jù)論文《二氧化硅氣凝膠絕熱氈的應(yīng)用及性能分析》，中國石化塔河煉化的常壓焦化裝置使用傳統(tǒng)的 III 型高溫玻璃棉氈保溫材料，后續(xù)管道保溫結(jié)構(gòu)改造采用二氧化硅氣凝膠保溫毛氈+單面鋁箔玻纖布保溫材料組合保溫的方式，論文通過對高溫管道改造前后對比分析計(jì)算表明：

（1）采用二氧化硅氣凝膠絕熱氈新型保溫材料后，熱損失降低了 34.66%，節(jié)能效果明顯；

（2）二氧化硅氣凝膠絕熱氈作為新型保溫材料，其保溫性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)保溫材料，突出表現(xiàn)為熱力管道起終點(diǎn)溫差明顯低于傳統(tǒng)保溫材料，保溫層厚度較傳統(tǒng)保溫材料降低 50%以上。

因此，二氧化硅氣凝膠絕熱氈作為新型保溫材料，具有防火隔熱、防水、超低導(dǎo)熱系數(shù)等性能，且使用壽命長，是煉油企業(yè)高溫管道的理想選擇。

圖1 使用氣凝膠做保溫層的厚度更加輕薄

圖2 氣凝膠可有效阻斷熱傳遞途徑

我們以油氣輸送管道為例，以油氣管道為例，據(jù)中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)會(huì)長、工信部原部長李毅中介紹，2021 年我國油氣長輸管線包括國內(nèi)管線和國外管線，總里程達(dá)到 16.5 萬公里。一般而言，油氣管道直徑介于 15 毫米-1500 毫米之間，我們?nèi)?00 毫米，即 0.6 米計(jì)算。

據(jù)論文《SiO2氣凝膠纖維復(fù)合材料制備及其建筑節(jié)能領(lǐng)域應(yīng)用的進(jìn)展》，對油氣管道進(jìn)行保溫需約 20 毫米氣凝膠氈。由此可計(jì)算得出，用于油氣管道保溫的氣凝膠氈材料橫截面積約為0.04平方米，總體積約為642萬立方米。

我們以當(dāng)前氣凝膠市場價(jià) 10000 元/立方米進(jìn)行估算，總市場空間可達(dá) 642 億元。2021年，我們以滲透率 1%進(jìn)行計(jì)算，氣凝膠在油氣輸送管道的市場空間約為 6.4 億元，對應(yīng) 6.4 萬方氣凝膠需求。

根據(jù)國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出，2025 年，全國油氣管網(wǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到 21 萬公里左右。

由此可以預(yù)計(jì)，2025 年，油氣輸送管道領(lǐng)域的氣凝膠總市場空間可達(dá) 817 億元，假設(shè)滲透率提升至 3%，氣凝膠在油氣輸送管道的市場規(guī)?？蛇_(dá) 24.5 億元左右，對應(yīng) 24.5 萬立方米氣凝膠需求。

若滲透率提升至 15%，油氣輸送管道的市場規(guī)?？缮仙?123億元，對應(yīng) 123 萬立方米需求。以上測算僅考慮油氣傳輸管道，未考慮煉廠的蒸汽管道和工藝管道等，若考慮在內(nèi)市場空間或更大。

在油氣輸送管道的市場空間亦將快速增長

來源：中國絕熱節(jié)能材料協(xié)會(huì)