質子交換膜是質子交換膜燃料電池的核心部件,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。質子交換膜主要應用于氯堿工業和燃料電池兩大領域 ,在氯堿工業中的應用已經比較成熟,在燃料電池領域的應用已經得到充分肯定, 在其他領域也有應用,
雙碳戰略背景下,氫能憑借環保、高熱值和轉化率、可提升可再生能源利用率等優勢,將迎發展新機遇。其中PEM電解制氫能夠提供更寬的負載范圍和更短的響應啟動時間,與水電、風電、光伏具有良好的匹配性,最適合未來能源結構的發展。
受益于電解水高速發展,預計2022-2025年國內PEM制氫對質子交換膜的需求量分別為0.5、1.0、1.7和2.9萬平米。同時,近年受益于環保監管趨嚴及政府政策支持,氫燃料電池出貨量不斷提升,質子交換膜作為燃料電池核心組件,2022-2025年需求量分別為7.5、20.9、37.9和63.6萬平米。
質子交換膜是質子交換膜燃料電池的核心部件,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。質子交換膜主要應用于氯堿工業和燃料電池兩大領域 ,在氯堿工業中的應用已經比較成熟,在燃料電池領域的應用已經得到充分肯定, 在其他領域也有應用,如滲透汽化、氣體分離、光催化及有機合成等。
燃料電池是將染料化學能直接轉變為電能的電化學反應裝置,熱電聯機效率可達95%以上,同時還具有無噪聲、綠色環保、可靠性高、易于維護等優勢,被認為是當代最具前景的新型發電技術。質子交換膜燃料電池(PEMFC)利用質子導電材料作為電解質,與普通燃料電池相比,其室溫下啟動速度快,無電解質流失,具有高的比功率與比能量,因而在分散型電站、可移動電源及航空航天等領域獲得了廣泛的應用。
根據中研普華產業研究院發布的《2022-2027年中國質子交換膜行業發展分析及投資前景預測研究報告》顯示:
質子交換膜是一種致密的離子選擇性透過的膜,廣泛應用于電解水制氫、燃料電池、全釩液流電池以及鐵鉻液流電池等領域。國內質子交換膜需求2023-2025年有望達86.7、169.1和314.7萬平米,對應市場規模達13.0、25.4和47.2億元。
質子交換膜主要應用是質子交換膜燃料電池。這些燃料電池在商業和軍事應用具有廣泛的應用,包括航空航天、汽車和能源。質子交換膜燃料電池的早期應用集中在航空航天工業。與電池相比,大容量燃料電池是當時的理想選擇。
目前質子交換膜燃料電池在國外處于商業化示范應用階段,已涉及車輛、小游艇、自行車、移動電源、公共汽車、潛艇、筆記本電源、攝像機與手機電源等廣泛領域,規?;枨笫袌稣谥鸩叫纬?,因此燃料電池質子交換膜蘊藏著巨大的增長潛力。燃料電池質子交換膜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。
氫能作為二次能源,必須從一次能源轉換得到,再運輸至用能終端,轉化為電力、熱能或機械動力。因此,氫能主產業鏈可概括為“氫能制取、氫能儲運、氫能加注、氫能源能量轉化、氫能使用”等環節。其中,上游制氫、中游儲運氫和加氫、下游多元化應用場景,主要分布于交通、工業、發電以及建筑領域。氫能源主要應用在工業領域和交通領域中,建筑、發電等領域仍然處于探索階段。
從制氫技術來看,質子交換膜、電解槽等核心技術尚未突破,高速率制氫設備還在研發階段。目前國內電解水制氫路線以堿性電解槽為主,主要是堿性電解槽技術路線成熟,成本具有顯著優勢。其中,質子交換膜作為PEM制氫技術的核心材料被國外企業占據主導,全球市場占有率超過90%。國內的質子交換膜制造企業面臨技術、市場、人才和資金的四大壁壘,目前山東東岳集團已研制出接近杜邦Nafion性能的產品,陽光電源與中國科學院大連化學物理研究所合作推出SEP50PEM電解槽,功率為250kW,是目前國內具備量產能力的PEM電解槽。
質子交換膜由于制備工藝復雜,長期被杜邦、戈爾、旭硝子等美國和日本少數廠家壟斷。近年,質子交換膜國產化提速,東岳、科潤等企業積極布局,據統計,目前國內現有質子交換膜產能達140萬平米/年。同時,東岳、科潤新材料持續擴能,東材科技、泛亞微透、萬潤股份等新進入者也積極布局新產能。
現階段,國外質子交換膜燃料電池處于商業化示范應用階段,涵蓋車輛、筆記本電腦電源、游艇、潛艇、移動電源、自行車、公共汽車、手機電源和相機等廣泛領域,龐大的需求市場正在逐步涌現,因此燃料電池質子交換膜具有巨大的增長潛力。
根據工信部牽頭編制的《節能與新能源汽車產業技術路線圖》,2030年我國將建成1000多座加氫站,可再生能源產氫率將達到50%以上,我國氫源結構將快速變化。預計2030年質子交換膜電解槽裝機容量約20-25GW,所需質子交換膜消費量約95-170萬平方米,市場面積達到4.8-8.5億元。
更多行業詳情請點擊中研普華產業研究院發布的《2022-2027年中國質子交換膜行業發展分析及投資前景預測研究報告》。本研究咨詢報告由中研普華咨詢公司領銜撰寫,在大量周密的市場調研基礎上,主要依據了國家統計局、國家商務部、國家發改委、國家經濟信息中心、國務院發展研究中心、國家海關總署、全國商業信息中心、中國經濟景氣監測中心、中國行業研究網、全國及海外相關報刊雜志的基礎信息以及質子交換膜行業研究單位等公布和提供的大量資料。報告對我國質子交換膜行業的供需狀況、發展現狀、子行業發展變化等進行了分析,重點分析了國內外質子交換膜行業的發展現狀、如何面對行業的發展挑戰、行業的發展建議、行業競爭力,以及行業的投資分析和趨勢預測等等。
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2022-2027年中國質子交換膜行業發展分析及投資前景預測研究報告
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