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|
PEM |
ALK |
SOE |
AEM |
| 质子交换膜 |
碱性电解水制氢 |
固体氧化物 |
阴离子交换膜 |
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| 电解质隔膜 |
质子交换膜 |
20%-30%KOH石绵膜 |
氧化锆 |
阴离子交换膜和低浓度碱性溶液 |
| 电流强度（A/cm2） |
1-2 |
0.2-0.8 |
0.3-1 |
0.2-2 |
| 运行温度 |
50-80 |
70-90 |
700-850 |
40-60 |
| 负载范围 |
5%-120% |
15%-100% |
30%-125% |
5%-100% |
| 启动时间（热启动-冷启动） |
1秒-5分钟 |
1分钟-10分钟 |
- |
- |
| 能耗（KWh/Kg H2） |
47-66 |
47-66 |
35-50 |
51.5-66 |
| 电解槽成本（USD/KW） |
400 |
270 |
- |
- |
| 电解槽寿命（h） |
5000-8000 |
6000 |
＜20000 |
＞5000 |
| 环保性 |
无污染 |
有腐蚀液体 |
- |
无污染 |
| 技术成熟度 |
初步商业化 |
充分产业化 |
初期示范 |
实验室阶段 |
质子交换膜不仅在电解水技术中发挥关键作用，同时也是质子交换膜燃料电池的核心组成之一，在电堆总成本中占据9%的份额。
上游方面：作为质子交换膜上游的基础材料，萤石的供给对质子交换膜的制造起着重大的影响。我国是全球最大的萤石产区，2014-2020年我国萤石产量维持在350-450万吨之间，2020年中国萤石产量为430万吨，产量较2019年基本持平，占全球萤石总产量的56.6%。
受优势资源减少、环保监管压力上升、开采成本增加及国家政策调整等因素影响，我国仍需要进口大量萤石满足内需，我国萤石进口量从2014年的13.5万吨增至2020年的77.81万吨。
| 厂家 |
膜型号 |
厚度/μm |
每摩尔磷酸盐基团的聚合物干重E·W值（g·mol-1） |
特点 |
| 杜邦 |
NafionTM系列膜 |
25-250 |
1100-1200 |
全氟型磺酸膜，市场占有率高，高湿度下导电率高，低温下电流密度大，质子传到电阻，化学稳定性强 |
| 陶氏 |
XUS-B204 |
125 |
800 |
含氟侧链端，难合成，价格高 |
| 戈尔 |
GORE-SELECTR复合膜 |
- |
- |
基于膨体聚四氟乙烯的专有增强膜技术形成的改性全氟型磺酸膜，具有超薄、耐用、高功率密度的特性，适用燃料电池 |
| 旭硝子 |
FlemionR系列膜 |
50-120 |
1000 |
支链较长，性能接近Nafion膜 |
| 旭化成 |
AciplexR膜 |
25-1000 |
1000-1200 |
支链较长，性能接近Nafion膜 |
| 东岳集团 |
DF988/DF2801 |
50-150 |
800-1200 |
短链全氟磺酸膜，适用于水电解制氢、燃料电池 |
下游方面：制氢行业和燃料电池是我国质子交换膜最大的两个需求领域。在碳中和的背景下，我国氢气年均需求在2030年将达到3715万吨，可再生能源电解制氢将成为有效的供氢主体，在制氢业中的占比将进一步提升至15%。依据相关数据预测，2030年、2050年我国可再生能源电解制氢供应链将分别达557万吨和6783万吨，根据质子交换膜成本占电解槽系统总成本的6.8%计算，我国可再生能源电解制氢将在2030年、2050年为质子交换膜带来约17.2亿元和59.81亿元的市场增量。
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2020年 |
2030年 |
2050年 |
| 氢气需求量（万吨） |
3342 |
3715 |
9690 |
| 电解制氢占比 |
2% |
15% |
70% |
| 电解制氢量（万吨） |
51 |
557 |
6783 |
| 电解槽系统成本（USD/Kg） |
1.8 |
0.7 |
0.2 |
| 质子交换膜成本（USD/Kg） |
0.122 |
0.048 |
0.014 |
| PEM膜市场规模（亿元） |
4.03 |
17.2 |
59.81 |
相关数据预测，2025年、2035年和2050年我国燃料电池产能将分别达600万千瓦、15000万千瓦和55000万千瓦，综合对未来燃料电池系统成本的测算，燃料电池应用领域将在2025年、2035年和2050年，为质子交换膜带来9.8亿元、49.01亿元和67.39亿元的市场增量。
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2020-2025年 |
2026-2035年 |
2036-2050年 |
| 燃料电池系统成本（元/KW） |
400 |
800 |
300 |
| 单位电堆成本 |
1815.2 |
363.04 |
136.14 |
| 单位质子交换膜成本 |
163.37 |
32.67 |
12.25 |
| 燃料电池年新增（万千瓦） |
600 |
15000 |
55000 |
| 市场规模（亿元） |
9.8 |
49.01 |
67.39 |
行业分析报告是决策者了解行业信息、掌握行业现状、判断行业趋势的重要参考依据。随着国内外经济形势调整，未来我国各行业的发展都将进入新阶段，决策和判断也需要更加谨慎。在信息时代中谁掌握更多的行业信息，谁将在未来竞争和发展中处于更有利的位置。
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