质子交换膜超百亿市场空间国内企业加速高端突破和量产

国内首条全自主可控的生产线（国电投氢能公司30万平方米质子交换膜生产线2021年宣布投产）打破了国内质子交换膜市场被国外厂家长期垄断的局面。业内人士指出，质子交换膜下游应用广泛，主要应用于氯碱工业、燃料电池、电解水制氢与全钒液流电池储能系统，虽然外资产品占比90%以上，但国内部分企业已经实现技术突破和量产，国产替代市场空间广阔且势不可挡。中信证券的研究测算则显示，预计2030年质子交换膜需求量约2640万平米，市场空间可达132亿元。

  质子交换膜直接影响燃料电池成本和性能

  据了解，质子交换膜是氢燃料电池中膜电极关键材料(燃料电池电堆膜电极由质子交换膜、催化层和气体扩散层组成)，直接影响着燃料电池的性能、寿命和成本。国外膜电极供应商及丰田、本田等乘用车企业都已具备膜电极批量自动化生产线，单线年产能在数千平方米到万平方米级。由于国产膜电极的设计与制造缺陷较多，产出的膜电极的功率密度、耐久性和贵金属铂使用载量等技术参数都有待于进一步提升，所采用的关键组件材料大都还依赖进口。

  而从氢能产业链的价值分布看，质子交换膜的地位也较为突出。燃料电池系统作为氢能车的心脏，占到氢能车成本超过 60%比例，而电堆成本在电池系统中占比同样超过 60%。国信证券的研究进一步表明，在电堆组成成本方面，质子交换膜成本占比16%，气体扩散层成本占比12%，双极板成本占比23%，催化剂成本占比36%。

  而从全球各技术路线的燃料电池实际装机量情况看，质子交换膜燃料电池装机量占比近几年保持在 75%左右水平，是当前技术成熟度最高，装机量占比最高的燃料电池技术路线。

  截至目前，我国氢燃料电池正处于商业导入期。我国《节能与新能源汽车技术路线图》预计，2020、2025以及2030年燃料电池汽车发展目标为1万辆、10万辆以及100万辆。中信证券研究报告指出，随着氢燃料电池汽车推广加速，预计质子交换膜需求量约2640万平，市场空间可达132亿元。质子交换膜电解槽装机量快速启停，与可再生能源发电适配性优越，预计于2030年质子交换膜电解槽装机量约为20-25GW，所需质子交换膜用量约为95-170万m2，市场空间可达4.8-8.5亿元。

  大规模商业正在稳步推进

  国电投氢能公司相关人士向财联社记者介绍说，国电投氢能公司30万平方米质子交换膜生产线年产量可装备2万辆氢燃料电池汽车，产线可生产厚度从8微米到20微米的质子交换膜，生产出的质子交换膜与国内外同类竞品相比，其在质子电导率、气体渗透率(H2)、机械强度等方面均相当或优于国外同类竞品，现已实现在大功率燃料电池电堆应用，已接获多家公司采购订单。

  武汉绿动氢能相关负责人则表示，公司将基于国家电投集团氢能产业布局，在武汉经济开发区开展氢燃料电池质子交换膜及其它核心部件的自主研发生产以及电堆和系统的量产化。公司目前的项目建设主要围绕质子交换膜产线开展，规划在2020-2023年建设一期项目，一期项目规划建设质子交换膜研发平台，量产10万平米质子交换膜中试线，年产万套燃料电池电堆生产线和5000套燃料电池系统生产线。

  此前，东岳氢能公司人士向外界介绍，全球从事质子膜研究的主要有美国科慕、陶氏、3M公司、戈尔公司，比利时索尔维公司，日本旭硝子玻璃、旭化成，以及我国的东岳氢能、泛亚微透等十余家公司。其中，美国戈尔公司在增强膜方面具有知识产权优势，目前应用最为广泛的是戈尔公司的Nafion系列膜，全球市占比超过90%，每年出货量达几十万平米。

  据了解，东岳氢能作为东岳集团的质子交换膜产业化公司，开展相关研究已有18年，公司具有完整的全氟磺酸树脂产业链，是继戈尔、科慕两家外国企业之后国内市场占比最大的企业，目前实现量产并批量供货，具有规模化供应能力，目前150万平米质子交换膜生产线一期工程投产。

  国联证券研究报告指出，氢燃料电池2020 年国产化程度 60-70%，电堆、膜电极、空压机、氢气循环泵等核心部件均可自主控制，而气体扩散层、催化层和质子交换膜等核心材料也在加速研发中，普遍处于送样测试验证阶段。由于产品从送样测试到批量化生产预计需要 2~3 年时间，因此预计未来 2~3 年氢燃料电池产业链有望完全实现国产化供应。

  国内质子交换膜相关公司产能梳理：

  鸿基创能：公司已建成目前国内产能最大的自主化膜电极生产线，年产能达30万平方米， 当前CCM良品率达到了99.9%，膜电极也达到99%。

  武汉理工氢电：公司已经实现卷对卷生产，每分钟能生产2-5米，累计销量突破170万片。

  捷氢科技：公司实现膜电极产线全自动化，线速度达到5m/min，年产能将达到500万片。

  擎动科技：公司建设国内首条“卷对卷”直接涂布法膜电极生产线，设计产能达100万片。

（文章来源：财联社）