中國質子交換膜行業發展現狀分析：超百億市場空間 國產化勢在必行

• 2022年8月4日 ChenZeFang來源：互聯網 887 55
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質子交換膜行業是一個確定的新興市場，目前國內外市場均未形成規模，但都有巨大的潛力，是企業介入的好時機。尤其是全氟質子交換膜自身的缺陷需要替代產品的誕生，從長遠看，無氟質子交換膜或許是燃料電池用PEM的產業化關鍵。

質子交換膜(Proton Exchange Membrane，PEM)是質子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)的核心部件，對電池性能起著關鍵作用。它不僅具有阻隔作用，還具有傳導質子的作用。全質子交換膜主要用氟磺酸型質子交換膜;nafion重鑄膜;非氟聚合物質子交換膜;新型復合質子交換膜等。

質子交換膜根據含氟情況進行分類，主要包括全氟磺酸膜、部分氟化聚合物質子交換膜、復合質子交換膜和非氟化聚合物質子交換膜。其中，全氟硫酸型膜以機械強度高，化學穩定性好，在濕度大的條件下導電率高，低溫時電流密度大、質子傳導電阻小等優點成為當前最為商業化的PEMFC電解質膜。目前，市場上應用最廣泛的是由美國杜邦公司研制的Nafion系列全氟硫酸型膜。

質子交換膜主要特性：質子交換膜按照含氟量分為全氟磺酸膜、部分氟化聚合物膜、新 型非氟聚合物膜、復合膜等。目前全氟質子交換膜(全氟磺酸膜)由于其優秀的熱穩定性、 化學穩定性、較高的力學強度以及較高的產業化程度而得到廣泛應用。全氟質子交換膜主要 應用在氯堿工業、燃料電池、電解水制氫、儲能電池等領域。目前全氟質子交換膜是主流的 技術，產業化程度較高;

據了解，質子交換膜是氫燃料電池中膜電極關鍵材料(燃料電池電堆膜電極由質子交換膜、催化層和氣體擴散層組成)，直接影響著燃料電池的性能、壽命和成本。國外膜電極供應商及豐田、本田等乘用車企業都已具備膜電極批量自動化生產線，單線年產能在數千平方米到萬平方米級。由于國產膜電極的設計與制造缺陷較多，產出的膜電極的功率密度、耐久性和貴金屬鉑使用載量等技術參數都有待于進一步提升，所采用的關鍵組件材料大都還依賴進口。

中國質子交換膜行業發展現狀分析

質子交換膜行業是一個確定的新興市場，目前國內外市場均未形成規模，但都有巨大的潛力，是企業介入的好時機。尤其是全氟質子交換膜自身的缺陷需要替代產品的誕生，從長遠看，無氟質子交換膜或許是燃料電池用PEM的產業化關鍵。

中國氫能產業協會此前公布的數據顯示，今年上半年國內氫氣產量同比去年增加了 25%，其中利用新能源制氫的比例，同比提高了 30%。近年來氫能源汽車都保持較高的銷量和保有量增速，2016 年和 2019 年年復合增長率分別為 63% 和 114%，2020 年全球燃料電池市場規模 42 億美元。

在成本方面，燃料電池降本空間大，據測算，預計 2020-2030 年每年系統成本下降 14% 左右。長期來看，燃料電池汽車仍將是燃料電池市場的增長主力。此外，根據預測，2020-2025 年全球燃料電池市場年復合增長 16.64%，2025 年將達到 90.5 億美元。燃料電池和氫能源汽車未來市場發展空間廣闊，從而質子交換膜行業具有較好的發展前景。

根據產業界反饋，目前質子交換膜的國內供給仍然不足，大部分需求方仍舊使用進口膜， 這與國產化替代節奏較慢有關。隨著下游需求的井噴和上游原材料生產企業突破技術瓶頸， 國產質子交換膜的生產成本降低，預計質子交換膜的國產化率將進一步提升。

質子交換膜行業利潤規模分析

隨著我國氫燃料電池汽車產量的提升，國產質子交換膜替換市場空間十分廣闊。國內技術水平與國外尚存差距，但部分企業正在加速布局，有望實現高端突破。

中國質子交換膜行業資產規模達到288億元，同比增長13%。目前產業化應用的均為全氟質子交換膜，質子交換膜使用的是全氟磺酸樹脂，離子膜使用全氟磺酸樹脂、全氟羧酸樹脂的復合膜，中國質子交換膜行業利潤規模達到16.9億元，同比增長12.7%。

圖表：中國質子交換膜行業利潤規模

數據來源：中研普華研究院

目前國產質子交換膜主要通過主動壓低價格來獲得競爭優勢，如果實現國產化替代，預計將降 低質子交換膜的價格 30%-40%。同時近年來隨著技術突破，國產質子交換膜的壽命逐年遞增， 單位時間的質子交換膜的成本也隨之下降。通過拆解科慕 Nafion 質子交換膜成本結構可以發 現，技術工藝占總生產成本的 85%。我們相信，隨著大規模的生產，質子交換膜的平均成本可 以有效降低;

中國質子交換膜發展趨勢

根據國內外主要質子交換膜公司的主要產品特性來看，國內公司中，東岳集團進展最快。2004 年東岳集團聯合上海交通大學研發出質子交換膜，性能對標同類產品;2014 年至 2016 年，東 岳集團質子交換膜壽命從 800 小時增長到 6,000 小時，其研發的 DF260 膜已經成熟并量產。

東岳未來規劃的 150 萬平方米燃料電池膜和配套化學品產業化項目正在建設，同時配套建成 年產 50 噸離子膜的全氟磺酸樹脂生產裝置，一期項目(50 萬平米)已于 2021 年投產;江蘇 科潤目前已經能夠實現質子交換膜的小批量供貨，目前科潤集團擁有兩條全氟離子膜生產線， 全氟離子膜產能 30 萬平米;國家電投旗下的武漢綠動氫能目前已經完成 30 萬平米的質子交 換膜生產線，可生產 8 微米到 20 微米的質子交換膜;此外，浙江漢丞、東材科技等公司均有年產 30 萬平米以上的質子交換膜項目或計劃落地。上述企業通過研發投入，率先實現質子交換膜的國產化，預計將在產業競爭中獲得先發優勢;

2021年以來，隨著氫能源行業整體產銷回暖，市場景氣度提升，整體產業鏈認知提升。從上游質子交換膜等原材料端到下游燃料電池汽車終端應用，整體應用指標越發精細，實際可操作性逐步提升，對于行業技術發展帶動積極作用。同時資本對于燃料電池行業整體關注度提升，雖然完全商業化仍有較長的路要走，但工藝和技術整體進步明顯，預計隨著行業熱度持續上升，質子交換膜作為燃料電池核心原材料需求有望迎來大幅度提升。

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