財聯社(北京,記者 李佳佳)訊,國電投氫能公司30萬平方米質子交換膜生產線近日宣布投產,這是國內首條全自主可控的生產線,打破了國內質子交換膜市場被國外廠家長期壟斷的局面。業內人士指出,質子交換膜下游應用廣泛,主要應用于氯堿工業、燃料電池、電解水制氫與全釩液流電池儲能系統,雖然外資產品占比90%以上,但國內部分企業已經實現技術突破和量產,國產替代市場空間廣闊且勢不可擋。中信證券(600030)的研究測算則顯示,預計2030年質子交換膜需求量約2640萬平米,市場空間可達132億元。
質子交換膜直接影響燃料電池成本和性能
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。
而從氫能產業鏈的價值分布看,質子交換膜的地位也較為突出。燃料電池系統作為氫能車的心臟,占到氫能車成本超過 60%比例,而電堆成本在電池系統中占比同樣超過 60%。國信證券(002736)的研究進一步表明,在電堆組成成本方面,質子交換膜成本占比16%,氣體擴散層成本占比12%,雙極板成本占比23%,催化劑成本占比36%。
而從全球各技術路線的燃料電池實際裝機量情況看,質子交換膜燃料電池裝機量占比近幾年保持在 75%左右水平,是當前技術成熟度最高,裝機量占比最高的燃料電池技術路線。
截至目前,我國氫燃料電池正處于商業導入期。我國《節能與新能源汽車技術路線圖》預計,2020、2025以及2030年燃料電池汽車發展目標為1萬輛、10萬輛以及100萬輛。中信證券研究報告指出,隨著氫燃料電池汽車推廣加速,預計質子交換膜需求量約2640萬平,市場空間可達132億元。質子交換膜電解槽裝機量快速啟停,與可再生能源發電適配性優越,預計于2030年質子交換膜電解槽裝機量約為20-25GW,所需質子交換膜用量約為95-170萬m2,市場空間可達4.8-8.5億元。
大規模商業正在穩步推進
國電投氫能公司相關人士向財聯社記者介紹說,國電投氫能公司30萬平方米質子交換膜生產線年產量可裝備2萬輛氫燃料電池汽車,產線可生產厚度從8微米到20微米的質子交換膜,生產出的質子交換膜與國內外同類競品相比,其在質子電導率、氣體滲透率(H2)、機械強度等方面均相當或優于國外同類競品,現已實現在大功率燃料電池電堆應用,已接獲多家公司采購訂單。
武漢綠動氫能相關負責人則表示,公司將基于國家電投集團氫能產業布局,在武漢經濟開發區開展氫燃料電池質子交換膜及其它核心部件的自主研發生產以及電堆和系統的量產化。公司目前的項目建設主要圍繞質子交換膜產線開展,規劃在2020-2023年建設一期項目,一期項目規劃建設質子交換膜研發平臺,量產10萬平米質子交換膜中試線,年產萬套燃料電池電堆生產線和5000套燃料電池系統生產線。
此前,東岳氫能公司人士向外界介紹,全球從事質子膜研究的主要有美國科慕、陶氏、3M公司、戈爾公司,比利時索爾維公司,日本旭硝子玻璃、旭化成,以及我國的東岳氫能、泛亞微透等十余家公司。其中,美國戈爾公司在增強膜方面具有知識產權優勢,目前應用最為廣泛的是戈爾公司的Nafion系列膜,全球市占比超過90%,每年出貨量達幾十萬平米。
據了解,東岳氫能作為東岳集團的質子交換膜產業化公司,開展相關研究已有18年,公司具有完整的全氟磺酸樹脂產業鏈,是繼戈爾、科慕兩家外國企業之后國內市場占比最大的企業,目前實現量產并批量供貨,具有規模化供應能力,目前150萬平米質子交換膜生產線一期工程投產。
國聯證券研究報告指出,氫燃料電池2020 年國產化程度 60-70%,電堆、膜電極、空壓機、氫氣循環泵等核心部件均可自主控制,而氣體擴散層、催化層和質子交換膜等核心材料也在加速研發中,普遍處于送樣測試驗證階段。由于產品從送樣測試到批量化生產預計需要 2~3 年時間,因此預計未來 2~3 年氫燃料電池產業鏈有望完全實現國產化供應。
國內質子交換膜相關公司產能梳理:
鴻基創能:公司已建成目前國內產能最大的自主化膜電極生產線,年產能達30萬平方米, 當前CCM良品率達到了99.9%,膜電極也達到99%。
武漢理工氫電:公司已經實現卷對卷生產,每分鐘能生產2-5米,累計銷量突破170萬片.
捷氫科技:公司實現膜電極產線全自動化,線速度達到5m/min,年產能將達到500萬片。
擎動科技:公司建設國內首條“卷對卷”直接涂布法膜電極生產線,設計產能達100萬片。
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