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、低運行溫度、清潔環(huán)保等優(yōu)勢，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)強度，聚合物膜的使用壽命較長；同時分子支鏈上的親水性磺酸基團能夠吸附水分子，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)境中很快會降解破壞，無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，最終合成全氟磺酸離子交換樹脂。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合成全氟離子交換樹脂前驅(qū)體；然后前驅(qū)體經(jīng)熔融擠出法來完成成膜工序。特殊情況下，會把全氟磺酸膜（PFSA）和聚四氟乙烯（PTFE）進(jìn)行復(fù)合來增強膜的機械強度。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)子交換膜處于有機氟化工產(chǎn)業(yè)鏈末端，其上游是有機氟化工的單體材料，下游是基于質(zhì)子交換膜的氯堿工業(yè)、燃料電池、電解水、儲能電池等應(yīng)用領(lǐng)域。從上游來看，質(zhì)子交換膜的直接材料為全氟磺酸樹脂材料，向上延伸至有機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、市場現(xiàn)狀從全球及中國燃料電池出貨功率、裝機情況來看，全球和中國燃料電池裝機持續(xù)增長。據(jù)統(tǒng)計，2020年全球燃料電池裝機容量為1319MW，中國裝機容量為87MW。從出貨量結(jié)構(gòu)來看，根據(jù)E4tech統(tǒng)計數(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規(guī)模來看，行業(yè)逐年上漲，市場增速預(yù)計加快。據(jù)統(tǒng)計，2020年全球燃料電池市場規(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%，測算出2020年全球質(zhì)子交換膜燃料電池市場規(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)電時幾乎零排放，可靠性高。在交通運輸設(shè)備用燃料電池方面，較其他技術(shù)優(yōu)勢明顯，但會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，隨著氫能源行業(yè)整體產(chǎn)銷回暖，市場景氣度提升，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)，實際可操作性逐步提升，對于行業(yè)技術(shù)發(fā)展帶動積極作用。同時資本對于燃料電池行業(yè)整體關(guān)注度提升