有数据预测,2025年钒电池拉动的离子交换膜市场需求分别为152万平方米(悲观)和320万平方米(乐观),假设2025年离子交换膜单价降至2000元/㎡,对应离子交换膜市场规模分别为30.4亿元和64亿元。
因为工艺难和成本高,离子交换膜长期依赖进口,量少且价高,可谓是“千金难买一膜”。而庞大的市场对国内离子交换膜厂商来说,既是机遇也是挑战。
国内质子交换膜企业一览
质子交换膜只允许氢离子穿过,为质子的迁移和输送提供通道,是质子交换膜PEM电解水制氢和燃料电池领域的关键原材料之一。质子交换膜电解水制氢技术具有快速启停优势,能匹配可再生能源发电的波动性,正逐渐得到市场认可。
据不完全统计,目前国内现有质子交换膜产能达140万平米/年。近年随着中国对氢能产业的大力支持,不仅仅是金材科技,国内也涌现了一批优秀的质子交换膜企业,质子交换膜国产化提速,东岳、科润、武汉绿动等企业积极布局,国内部分布局质子交换膜企业如下,若有遗漏,欢迎后台私信留言补充。
1、武汉绿动氢能能源技术有限公司
武汉绿动氢能成立于2020年7月,是国家电投氢能公司在武汉市注册成立的全资子公司,专注于质子交换膜、电堆和系统的研发、生产和销售。该公司也是国家电投集团落地武汉经济开发区的重点项目“国家电投华中氢能产业基地及研发中心”的承接主体。
2021年12月5日,国内首条全自主可控的氢燃料电池质子交换膜生产线在武汉投产,可生产厚度从8微米到20微米的质子交换膜,产品在质子电导率、气体渗透率(H2)、机械强度等方面均相当或优于国内外同类竞品,但价格只有国外同类产品的一半。
此外,目前,武汉绿动膜电极产线每年可满足万套电堆需求,质子交换膜产能为30万m2/年,水电解膜产能可达1万m2/年,同时为了适应发展迅速的储能行业市场需求,武汉绿动亦释放部分产能拓展液流电池膜业务。此外,据透露,2023年,武汉绿动双极板产线正在建设中,系统产线基建基本完成。
2、山东东岳未来氢能材料股份有限公司
东岳未来是一家氢燃料电池生产商,成立于2017年12月19日,致力于为燃料电池生产企业用户提供燃料电池膜以及配套化学品等材料产品。
东岳是国内质子交换膜领军企业。目前东岳DF260 膜厚度最低可达10um,通过AFCC6000小时测试,在OCV情况下耐久性大于600 小时,在干湿循环和机械稳定性方面,循环次数都超过2万次。
此外,东岳集团拥有全球最完整的燃料电池全氟质子膜产业链,拥有含氟功能膜材料国家重点实验室,形成涵盖原材料、关键中间体、树脂及质子交换膜全方位的完整的知识产权体系。2020年11月,东岳150万平米质子交换膜生产线一期工程投产,一期产能主要包括50万平米燃料电池交换膜。中国科学院院士欧阳明高表示,东岳150万平方米质子交换膜项目的投产,标志着我国不仅在质子交换膜技术方面走在世界前列,而且达到了世界级的生产规模。
3、苏州科润新材料股份有限公司
苏州科润新材料股份有限公司(简称“科润新材料”)主要从事氢能和液流储能领域核心膜材料-质子交换膜的研发及产业化,解决了进口质子膜对我国氢能和储能领域“卡脖子”难题。科润新材料有着超过10年的离子膜技术开发经验,拥有16项全氟离子膜方面的技术专利(其中一项PCT国际专利)是中国第一家钢带流延法批量生产全氟离子膜的企业,是全球唯一量产供应储能液流电池用质子交换膜的中国企业,同时是国内仅有的两家能批量供应氢燃料电池用质子交换膜的企业之一。
科润新材料目前有3条质子交换膜生产线,产能30万平方米/年,公司生产的液流电池用质子交换膜,占据国内液流电池用质子交换膜市场70%以上的市场份额;未来五年内科润新材料预计将形成500万平米质子交换膜产能。
2021年2月,科润年产100万平米质子交换膜项目奠基仪式举行。
2022年10月,科润新材料总部项目奠基仪式在吴江开发区举行。项目建成后可年产100万平方米质子膜,实现产值8亿元,利税3.2亿元,成为国内最大的质子交换膜生产项目之一。
4、江苏源氢新能源科技股份有限公司(泛亚微透)
江苏源氢新能源科技股份有限公司成立于2022年1月,泛亚微透参股,位于江苏省常州市武进区。公司以膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜技术及涂布设备和工艺应用经验为基础,在氢质子交换膜(PEM)、功能膜电极组件(MEA)和氢质子交换膜燃料电池(PEMFC)等关键材料及零部件方面进行创新研发和产业布局,致力于我国新能源产业积极发展。
2022年8月8日上午,江苏源氢新能源项目在江苏省常州市武进区开工奠基,主要研发生产电堆系统采用的质子交换膜,项目分两期建设,预计年产氢质子交换膜约650万平方米。
5、氢辉能源(深圳)有限公司
氢辉能源(深圳)有限公司致力于PEM电解水核心材料、部件的国产化、产业化,构建产业生态,提供一站式绿氢制备解决方案。
公司由南方科技大学讲席教授李辉团队创建,核心技术来源于自主研发,目前已成功实现多个核心部件的批量化生产,多项技术属国内首创、国际领先。公司研发生产面积达5500平方米,现已完成4GW增强型质子交换膜产线、GW可定制化膜电极产线建设。
公司产品包括:增强型质子交换膜、定制化膜电极、PEM电解槽、多通道PEM电解槽测试台架等,公司产品性能达到国内领先、国际一流水平。目前氢辉能源已成功自主研发80-100微米等不同型号质子交换膜,该膜具有低阻抗、高选择性、高机械稳定性和在腐蚀性环境中的高化学稳定性等优点,性能更优,且更适合电解水制氢的应用场景。
2023年7月12日,氢辉能源(深圳)有限公司(简称“氢辉能源”)举行质子交换膜产线投产发布会暨12台电解槽交付仪式。该产线使用精密狭缝涂布技术具有涂层均匀性高、涂布速度快、可适用浆料的黏度范围广等优点;悬浮式热处理技术具有热挥发效率高、运行张力低等优点,产线可实现1050mm宽幅的连续生产,年产能达4GW,在国内处于领先水平。
6、上海中科同力化工材料有限公司
上海中科同力化工材料有限公司,成立于2002年2月,由中国科学院上海有机化学研究所、上海同济科技实业股份有限公司以及上海神力科技有限公司等投资者共同组建而成。主要业务领域包括 OPC / OLED 化学品的创新合成工艺开发和产品研制、吲哚系列衍生物以及其他特殊结构的医药中间体的研制、具有质子交换功能的创新化学结构的树脂和膜材料、高分子改性添加剂、同时致力于化学和化工过程的自动控制技术和产品及服务的开发和经营。
该公司开发的质子交换膜应用于我国首台燃料电池电动汽车。中科同力先后得到国家多项研究经费支持。创新完成了“部分含氟质子交换树脂”的中试规模合成技术研究;创新完成了中试规模的膜制备研究;初步测试电化学性能与进口膜相近,而成本大大低于进口膜。
7、浙江汉丞科技有限公司
汉丞科技是一家含氟薄膜材料及产品研发商,旗下主要产品涵盖纳米微孔薄膜材料、超薄增强氟膜等产品,应用于新能源电池、节能环保、个人防护、航空航海、医疗等领域,利用该材料研制的车用氢燃料电池具有环保、零碳、无臭气的特点。
汉丞Hyproof增强型全氟磺酸质子交换膜是一种超薄增强型复合膜,可用于燃料电池质子交换膜电极、水电解制氢隔膜、储能电池隔膜及许多电化学应用。具有良好的质子选择性,高机械强度,高离子传导率,低溶胀形变,耐强酸,使用寿命长等特点。
8、深圳市通用氢能科技有限公司
深圳市通用氢能科技有限公司(简称“通用氢能”)成立于2018年,是华电重工股份有限公司控股的国家高新技术企业,公司致力于氢能关键材料气体扩散层、质子交换膜及催化剂的研发与批量化制造,解决PEM电解水制氢和氢燃料电池领域的“卡脖子“问题,通过关键材料的降本增效助力我国氢能产业的快速发展。
9、上海华谊三爱富新材料有限公司
上海华谊三爱富是国内专业从事氟聚合物、氟精细化学品、氟制冷剂等各类含氟化学品的研究、开发、生产和经营的企业。其前身是成立于1960年4月的上海合成橡胶研究所(SISR),1981年5月研究所更名为上海市有机氟材料研究所(SIOFM)。
1992年8月由上海市有机氟材料研究所相关资产改制为上海三爱富新材料股份有限公司,并在上海证券交易所上市,2017年进行重大资产重组,100%由上海华谊(集团)公司控股,并更名为上海华谊三爱富新材料有限公司。主要经营范围为有机氟材料及其制品、化工产品等。
在燃料电池研发应用领域,上汽集团与华谊集团将发挥所长攻克关键技术,实现基础核心材料(如质子交换膜)的国产化替代。
10、苏州福氢氢能科技有限公司
苏州福氢氢能科技有限公司(以下简称“福氢氢能”)成立于2022年,聚焦制氢和用氢环节,是一家技术驱动型公司,专注质子交换膜相关产品的研发和生产,产品覆盖燃料电池质子交换膜和电解水制氢质子交换膜。
2023年5月,福氢氢能宣布完成天使轮融资;9月22日,福氢氢能宣布完成数千万元新一轮融资。
当前,福氢氢能已建立起质子交换膜量产线,产品已在客户端完成批量测试验证,各项参数以及耐久性和一致性均不逊于国内外同类产品,目前公司已批量出货。
总的来说,作为氢燃料电池车商业化的关键,PEM的市场前景可期。目前的国内企业已经在一定程度上打破海外企业对国内PEM市场的垄断,但要进一步扩大占有率还需要实现新的突破,不过,在政策支持和需求旺盛的情况下,国内企业也迎来了更大的发展空间,氢燃料电池质子交换膜行业有望迎来高速成长。
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