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全氟磺酸質(zhì)子膜生產(chǎn)動(dòng)態(tài)
發(fā)布時(shí)間：
2023-11-23 13:54
如果鋰電池是解決民用汽車(chē)的新能源化，那么氫燃料電池就是解決商用汽車(chē)及大型電氣化設(shè)施的新能源化問(wèn)題。氫能是一種優(yōu)質(zhì)的二次能源，具備清潔零碳、可再生的優(yōu)勢(shì)，在應(yīng)用環(huán)節(jié)中，可以替代汽油、柴油、天然氣、煤油等傳統(tǒng)化石能源，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)、大型交通的新能源化，實(shí)現(xiàn)深度脫碳的目的。
所以，中國(guó)在大力發(fā)展氫能，根據(jù)IEA預(yù)測(cè)，2030年全球氫能需求約在1.8億噸，而中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)超過(guò)3000萬(wàn)噸，占比全球最大，并且呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。中國(guó)氫能的應(yīng)用，主要應(yīng)用在工業(yè)化工生產(chǎn)、煉油、鋼鐵制造、氫燃料電池等領(lǐng)域。目前各個(gè)國(guó)家正在積極推廣氫燃料電池汽車(chē)，氫燃料汽車(chē)在商用車(chē)領(lǐng)域逐漸滲透，未來(lái)也將在航空、船舶領(lǐng)域也有望進(jìn)行替代。
氫燃料電池的核心關(guān)鍵材料為質(zhì)子交換膜材料，決定了氫燃料電池的質(zhì)量穩(wěn)定性。質(zhì)子交換膜在單電池中起到兩大作用：一是作為電解質(zhì)，傳導(dǎo)質(zhì)子；二是分隔反應(yīng)兩極，阻隔氣體和電子。質(zhì)子交換膜性能直接影響電池性能與壽命，性能好的質(zhì)子交換膜需滿足質(zhì)子傳導(dǎo)率高、氣體滲透率低、穩(wěn)定性好等要求。
目前可用于燃料電池的質(zhì)子交換膜主要包括：全氟磺酸膜、非全氟化膜、無(wú)氟質(zhì)子交換膜、復(fù)合膜等。全氟磺酸膜具有機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、工藝完善，應(yīng)用最為廣泛，是目前主流的燃料電池隔膜材料。
根據(jù)調(diào)查，全氟磺酸質(zhì)子交換膜是由全服磺酸樹(shù)脂制作而成，可以應(yīng)用在燃料電池隔膜，電解水資質(zhì)子交換膜及其他的領(lǐng)域中，在燃料電池領(lǐng)域中的應(yīng)用占比最大。其原料為聚四氟乙烯和全氟乙烯基醚單體聚合而成，是氟化工產(chǎn)業(yè)鏈中的精細(xì)化率最高的產(chǎn)品之一。
圖1全氟磺酸樹(shù)脂產(chǎn)業(yè)鏈流圖
根據(jù)調(diào)查，燃料電池產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展較晚，所以參與質(zhì)子交換膜生產(chǎn)的企業(yè)不多。在全球范圍內(nèi)，美國(guó)戈?duì)枴⒍虐睢⑻帐稀⑷毡拘窕伞⒚绹?guó)科慕、比利時(shí)索爾維是最具典型代表的生產(chǎn)企業(yè)，其中美國(guó)戈?duì)枒{借著領(lǐng)先的增強(qiáng)型膜技術(shù)，多年占據(jù)全球燃料電池用質(zhì)子交換膜超八成市場(chǎng)份額，杜邦、陶氏、日本旭化成等企業(yè)也有少量市場(chǎng)份額。
而對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，中國(guó)全氟磺酸質(zhì)子交換膜的發(fā)展從2020年開(kāi)始起步，第一家生產(chǎn)企業(yè)為東岳化工，2020年投產(chǎn)了50萬(wàn)平方米的全氟磺酸質(zhì)子膜、全氟磺酸樹(shù)脂的生產(chǎn)線。東岳化工的全氟磺酸質(zhì)子交換膜可以應(yīng)用在水電解制氫膜、液流電池膜、氫燃料電池膜等領(lǐng)域，是中國(guó)最具代表性的生產(chǎn)企業(yè)。
其次是蘇州科潤(rùn)新材料有限公司，2021年投產(chǎn)了100萬(wàn)平方米燃料電池及電解水制氫用質(zhì)子交換膜，在傳統(tǒng)質(zhì)子交換膜基礎(chǔ)上加入了ePTFE微孔增強(qiáng)材料，導(dǎo)致其全氟磺酸質(zhì)子交換膜質(zhì)量進(jìn)一步升級(jí)。
另外，還有武漢理工新能源公司、深圳市通用氫能科技有限公司、漢丞新材料科技公司、武漢綠動(dòng)氫能能源技術(shù)有限公司等。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2023年中旬，中國(guó)全氟磺酸質(zhì)子交換膜總計(jì)生產(chǎn)能力已達(dá)到240萬(wàn)平方米左右，已躍居全球最大的生產(chǎn)國(guó)家。
表1中國(guó)全氟磺酸質(zhì)子交換膜主要生產(chǎn)企業(yè)統(tǒng)計(jì)
另外，由于中國(guó)對(duì)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)于全氟磺酸質(zhì)子交換膜的消費(fèi)需求驅(qū)動(dòng)，帶來(lái)的仍有較大規(guī)模的擬在建項(xiàng)目即將要投產(chǎn)。其中深圳市通用氫能科技有限公司計(jì)劃新增50萬(wàn)平方米質(zhì)子交換膜產(chǎn)線，東岳化工計(jì)劃繼續(xù)擴(kuò)能全氟磺酸樹(shù)脂及全氟磺酸質(zhì)子交換膜生產(chǎn)規(guī)模，有望繼續(xù)保持領(lǐng)先的位置。
2022年3月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局聯(lián)合推出了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021－2035年）》，其中提出了重點(diǎn)推進(jìn)氫燃料電池中重型車(chē)輛應(yīng)用、逐步建立燃料電池電動(dòng)汽車(chē)與鋰電池純電動(dòng)汽車(chē)的互補(bǔ)發(fā)展模式、促進(jìn)氫燃料電池汽車(chē)行業(yè)發(fā)展。2023年8月，六部委印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2023版）》，有望解決氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺乏的長(zhǎng)期痛點(diǎn)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)打通。
全國(guó)各地紛紛出臺(tái)氫能發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)，山東省、江蘇省、浙江省、河北省、湖北省等，均有明確的氫能發(fā)展政策目標(biāo)。根據(jù)從已公布的規(guī)劃目標(biāo)來(lái)看，預(yù)計(jì)到2025年，我國(guó)將累計(jì)至少建成加氫站762座，燃料電池車(chē)保有量8.8萬(wàn)輛，氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模接近7000億元。至2035年，我國(guó)氫燃料電池車(chē)保有量將會(huì)增長(zhǎng)至100萬(wàn)輛，至2050年，我國(guó)氫燃料電池車(chē)保有量將會(huì)增長(zhǎng)至3000萬(wàn)輛左右。
在巨大的消費(fèi)潛力驅(qū)動(dòng)下，中國(guó)氫燃料電池必將出現(xiàn)快速增長(zhǎng)，其中對(duì)于質(zhì)子膜的需求也將呈現(xiàn)快速的趨勢(shì)。根據(jù)不完全評(píng)估，中國(guó)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展將會(huì)造成我國(guó)全氟磺酸質(zhì)子膜供應(yīng)始終處于不足的狀態(tài)，全氟磺酸質(zhì)子膜市場(chǎng)關(guān)注度將會(huì)繼續(xù)保持較高的景氣度，其中也包括全氟磺酸樹(shù)脂及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)品。
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