全氟磺酸質子膜生產動態

發布時間：

2023-11-23 13:54

如果鋰電池是解決民用汽車的新能源化，那么氫燃料電池就是解決商用汽車及大型電氣化設施的新能源化問題。氫能是一種優質的二次能源，具備清潔零碳、可再生的優勢，在應用環節中，可以替代汽油、柴油、天然氣、煤油等傳統化石能源，可以實現工業、大型交通的新能源化，實現深度脫碳的目的。

所以，中國在大力發展氫能，根據IEA預測，2030年全球氫能需求約在1.8億噸，而中國氫能產業規模已經超過3000萬噸，占比全球最大，并且呈現高速增長的態勢。中國氫能的應用，主要應用在工業化工生產、煉油、鋼鐵制造、氫燃料電池等領域。目前各個國家正在積極推廣氫燃料電池汽車，氫燃料汽車在商用車領域逐漸滲透，未來也將在航空、船舶領域也有望進行替代。

氫燃料電池的核心關鍵材料為質子交換膜材料，決定了氫燃料電池的質量穩定性。質子交換膜在單電池中起到兩大作用：一是作為電解質，傳導質子；二是分隔反應兩極，阻隔氣體和電子。質子交換膜性能直接影響電池性能與壽命，性能好的質子交換膜需滿足質子傳導率高、氣體滲透率低、穩定性好等要求。

目前可用于燃料電池的質子交換膜主要包括：全氟磺酸膜、非全氟化膜、無氟質子交換膜、復合膜等。全氟磺酸膜具有機械強度高、化學穩定性好、工藝完善，應用最為廣泛，是目前主流的燃料電池隔膜材料。

根據調查，全氟磺酸質子交換膜是由全服磺酸樹脂制作而成，可以應用在燃料電池隔膜，電解水資質子交換膜及其他的領域中，在燃料電池領域中的應用占比最大。其原料為聚四氟乙烯和全氟乙烯基醚單體聚合而成，是氟化工產業鏈中的精細化率最高的產品之一。

圖1全氟磺酸樹脂產業鏈流圖

根據調查，燃料電池產業整體發展較晚，所以參與質子交換膜生產的企業不多。在全球范圍內，美國戈爾、杜邦、陶氏、日本旭化成、美國科慕、比利時索爾維是最具典型代表的生產企業，其中美國戈爾憑借著領先的增強型膜技術，多年占據全球燃料電池用質子交換膜超八成市場份額，杜邦、陶氏、日本旭化成等企業也有少量市場份額。

而對于中國市場來說，中國全氟磺酸質子交換膜的發展從2020年開始起步，第一家生產企業為東岳化工，2020年投產了50萬平方米的全氟磺酸質子膜、全氟磺酸樹脂的生產線。東岳化工的全氟磺酸質子交換膜可以應用在水電解制氫膜、液流電池膜、氫燃料電池膜等領域，是中國最具代表性的生產企業。

其次是蘇州科潤新材料有限公司，2021年投產了100萬平方米燃料電池及電解水制氫用質子交換膜，在傳統質子交換膜基礎上加入了ePTFE微孔增強材料，導致其全氟磺酸質子交換膜質量進一步升級。

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、武漢綠動氫能能源技術有限公司等。根據不完全統計，截至2023年中旬，中國全氟磺酸質子交換膜總計生產能力已達到240萬平方米左右，已躍居全球最大的生產國家。

表1中國全氟磺酸質子交換膜主要生產企業統計

另外，由于中國對氫燃料電池產業的快速發展，對于全氟磺酸質子交換膜的消費需求驅動，帶來的仍有較大規模的擬在建項目即將要投產。其中深圳市通用氫能科技有限公司計劃新增50萬平方米質子交換膜產線，東岳化工計劃繼續擴能全氟磺酸樹脂及全氟磺酸質子交換膜生產規模，有望繼續保持領先的位置。

2022年3月，國家發改委、國家能源局聯合推出了《氫能產業發展中長期規劃（2021－2035年）》，其中提出了重點推進氫燃料電池中重型車輛應用、逐步建立燃料電池電動汽車與鋰電池純電動汽車的互補發展模式、促進氫燃料電池汽車行業發展。2023年8月，六部委印發《氫能產業標準體系建設指南（2023版）》，有望解決氫能產業標準缺乏的長期痛點，推動產業鏈各環節打通。

全國各地紛紛出臺氫能發展規劃目標，山東省、江蘇省、浙江省、河北省、湖北省等，均有明確的氫能發展政策目標。根據從已公布的規劃目標來看，預計到2025年，我國將累計至少建成加氫站762座，燃料電池車保有量8.8萬輛，氫能產業規模接近7000億元。至2035年，我國氫燃料電池車保有量將會增長至100萬輛，至2050年，我國氫燃料電池車保有量將會增長至3000萬輛左右。

在巨大的消費潛力驅動下，中國氫燃料電池必將出現快速增長，其中對于質子膜的需求也將呈現快速的趨勢。根據不完全評估，中國氫燃料電池產業的快速發展將會造成我國全氟磺酸質子膜供應始終處于不足的狀態，全氟磺酸質子膜市場關注度將會繼續保持較高的景氣度，其中也包括全氟磺酸樹脂及其相關產業鏈的產品。

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