全球質(zhì)子交換膜燃料電池行業(yè)現(xiàn)狀

全球質(zhì)子交換膜燃料電池行業(yè)現(xiàn)狀一、質(zhì)子交換膜燃料電池綜述燃料電池根據(jù)膜電極內(nèi)電解質(zhì)不同，燃料電池電堆可分為質(zhì)子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池和堿性燃料電池等類型。其中質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）具備高功率密度、高能量轉(zhuǎn)換效率、低運(yùn)行溫度、清潔環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，已成為全球燃料電池主流技術(shù)之一。質(zhì)子交換膜根據(jù)含氟情況進(jìn)行分類，主要可分為四類，全氟質(zhì)子交換膜（Nafion膜）、部分氟化聚合物膜、新型非氟聚合物膜、復(fù)合膜。由于全氟磺酸樹(shù)脂(PFSA)分子的主鏈具有聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和較高的力學(xué)強(qiáng)度，聚合物膜的使用壽命較長(zhǎng)；同時(shí)分子支鏈上的親水性磺酸基團(tuán)能夠吸附水分子，具有優(yōu)良的離子傳導(dǎo)特性。由于非氟質(zhì)子膜在苛刻的電池工作環(huán)境中很快會(huì)降解破壞，無(wú)法具備全氟磺酸離子膜的優(yōu)異性能。二、質(zhì)子交換膜合成路線全氟磺酸離子交換膜上游是螢石材料的開(kāi)采，其主要成分是氟化鈣，中間體為全氟乙烯基醚（CF2-CF-O-RF）和四氟乙烯（CF2=CF2），其中RF表示不同的烷基基團(tuán)，最終合成全氟磺酸離子交換樹(shù)脂。質(zhì)子交換膜的合成步驟主要分為兩大步驟，首先，采用全氟乙烯基醚和四氟乙烯共聚的方法來(lái)合成全氟離子交換樹(shù)脂前驅(qū)體；然后前驅(qū)體經(jīng)熔融擠出法來(lái)完成成膜工序。特殊情況下，會(huì)把全氟磺酸膜（PFSA）和聚四氟乙烯（PTFE）進(jìn)行復(fù)合來(lái)增強(qiáng)膜的機(jī)械強(qiáng)度。三、質(zhì)子交換膜電池行業(yè)現(xiàn)狀分析1、產(chǎn)業(yè)鏈質(zhì)子交換膜處于有機(jī)氟化工產(chǎn)業(yè)鏈末端，其上游是有機(jī)氟化工的單體材料，下游是基于質(zhì)子交換膜的氯堿工業(yè)、燃料電池、電解水、儲(chǔ)能電池等應(yīng)用領(lǐng)域。從上游來(lái)看，質(zhì)子交換膜的直接材料為全氟磺酸樹(shù)脂材料，向上延伸至有機(jī)氟化工中的四氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚等單體材料，向上溯源可以追溯至螢石、氟化氫、制冷劑等原材料，從下游看，質(zhì)子交換膜應(yīng)用廣泛，主要應(yīng)用于氯堿工業(yè)、燃料電池、電解水、儲(chǔ)能電池等領(lǐng)域，其中氯堿工業(yè)與燃料電池為主要應(yīng)用領(lǐng)域。2、市場(chǎng)現(xiàn)狀從全球及中國(guó)燃料電池出貨功率、裝機(jī)情況來(lái)看，全球和中國(guó)燃料電池裝機(jī)持續(xù)增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年全球燃料電池裝機(jī)容量為1319MW，中國(guó)裝機(jī)容量為87MW。從出貨量結(jié)構(gòu)來(lái)看，根據(jù)E4tech統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，PEMFC是目前全球最主要的燃料電池類型，2020年P(guān)EMGC出貨量占全部燃料電池出貨量的78.08%，其次是SOFC占比為11.19%。從全球燃料電池市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，行業(yè)逐年上漲，市場(chǎng)增速預(yù)計(jì)加快。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年全球燃料電池市場(chǎng)規(guī)模為36.9億美元，同比上漲10.15%。根據(jù)2020年全球PEMFC燃料電池出貨量占比為78.08%，測(cè)算出2020年全球質(zhì)子交換膜燃料電池市場(chǎng)規(guī)模為28.81億美元。四、質(zhì)子交換膜燃料電發(fā)展前景分析質(zhì)子交換膜電池能量轉(zhuǎn)換率高，發(fā)電時(shí)幾乎零排放，可靠性高。在交通運(yùn)輸設(shè)備用燃料電池方面，較其他技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，但會(huì)受到鉑貴金屬催化劑用量大和質(zhì)子交換膜成本高的限制。自2021年以來(lái)，隨著氫能源行業(yè)整體產(chǎn)銷回暖，市場(chǎng)景氣度提升，整體產(chǎn)業(yè)鏈認(rèn)知提升。從上游質(zhì)子交換膜等原材料端到下游燃料電池汽車終端應(yīng)用，整體應(yīng)用指標(biāo)越發(fā)精細(xì)，實(shí)際可操作性逐步提升，對(duì)于行業(yè)技術(shù)發(fā)展帶動(dòng)積極作用。同時(shí)資本對(duì)于燃料電池行業(yè)整體關(guān)注度提升