国家电力投资氢能公司30万平方米质子交换膜生产线近日宣布投产。这是国内首条完全自主可控的生产线，打破了国内质子交换膜市场长期被国外厂商垄断的局面。业内人士指出，质子交换膜下游应用广泛，主要应用于氯碱行业、燃料电池、电解水制氢和全钒液流电池储能系统。虽然外资产品占比超过90%，但国内部分企业已实现技术突破和量产，国内替代市场广阔且势不可挡。根据中信证券的研究计算，预计2030年质子交换膜需求量约为2640万平方米，市场空间将达到132亿元。
质子交换膜直接影响燃料电池成本和性能
据了解，质子交换膜是氢燃料电池中膜电极的关键材料(燃料电池堆膜电极由质子交换膜、催化层和气体扩散层组成)，直接影响燃料电池的性能、使用寿命和成本。国外膜电极供应商，丰田、本田等乘用车公司已经拥有批量自动化膜电极生产线，单线年生产能力从几千平方米到一万平方米不等。由于国产膜电极在设计和制造上存在诸多缺陷，所生产的膜电极的功率密度、耐久性、贵金属铂负载等技术参数还需进一步提高，所使用的关键组件材料大部分仍依赖进口。
从氢能产业链的价值分布来看，质子交换膜作用突出。作为氢汽车的心脏，燃料系统占氢汽车成本的60%以上，而电堆成本也占电池系统的60%以上。国信证券的研究进一步表明，质子交换膜、气体扩散层、双极板和催化剂的成本分别占16%、12%、23%和36%。
从全球各种技术路线的燃料电池实际装机量来看，近年来质子交换膜燃料电池装机量一直保持在75%左右，是技术成熟度最高、装机量最高的燃料电池技术路线。
截至目前，我国氢燃料电池正处于商业导入期。《节能与新能源汽车技术路线图》在中国，预计2020年、2025年和2030年燃料电池汽车的发展目标分别为1万辆、10万辆和100万辆。中信证券研究报告指出，随着氢燃料电池汽车的加速推广，预计质子交换膜需求量约为2640万平方米，市场空间可达132亿元。质子交换膜电解槽的装机容量启停快，对可再生能源发电有很好的适应性。预计2030年质子交换膜电解槽装机约20-25GW，质子交换膜需求量约9.5-170万m2，市场空间达4.8-8.5亿元。
大规模商业正在稳步推进
国电氢能公司相关人士告诉财联社记者，国电氢能公司年产30万平方米质子交换膜生产线可配备2万辆氢燃料电池汽车，生产线可生产8微米至20微米厚度的质子交换膜。与国内外竞争产品相比，生产的质子交换膜的质子传导率、气体透过率(H2)、机械强度等方面与国外竞争产品相当或更好，并已应用于大功率燃料电池堆。
武汉绿电氢能负责人表示，公司将在国家电力投资集团氢能产业布局的基础上，进行自主研发；武汉经济开发区质子交换膜等氢燃料电池核心部件的研发和生产以及电池堆和系统的批量生产。目前，公司项目建设主要集中在质子交换膜生产线
此前，来自东岳氢能公司的人士向外界介绍，全球从事质子膜研究的主要公司有Comu、Dow、3M、Gore、Solvi、朝日玻璃、日本朝日Kasei，以及东岳氢能、泛亚微透等国内十余家公司。其中，美国戈尔公司在补强膜方面具有知识产权优势。目前，戈尔公司的Nafion系列薄膜应用最为广泛，占全球市场的90%以上，年出货量达到数十万平方米。
据了解，东岳氢能作为东岳集团旗下质子交换膜产业化公司，开展相关研究已有18年。公司拥有完整的全氟磺酸树脂产业链，是国内市场份额仅次于戈尔、科牧外资公司的企业。目前已实现量产和大批量供货，具备大规模供货能力。目前，150万平方米质子交换膜生产线一期投产。
国联证券的研究报告显示，2020年氢燃料电池国产化程度将达到60-70%，电堆、膜电极、空压机、氢循环泵等核心部件可自主控制，而气体扩散层、催化剂层、质子交换膜等核心材料也在加速研发，普遍处于送样测试验证阶段。由于预计产品交付测试和量产需要2~3年时间，预计未来2~3年氢燃料电池产业链将实现国内完全供应。
国内质子交换膜相关公司产能梳理：
宏创能：公司建成了目前国内产能最大的独立膜电极生产线，年产能30万平方米。目前CCM收率为99.9%，膜电极也是99%。
武汉理工大学氢能与能源研究所；电：公司实现了卷对卷生产，每分钟可生产2-5米，累计销量已超过170万件。
捷氢科技：公司实现膜电极生产线全自动化，线速度达到5m/min，年生产能力达到500万片。
董卿科技：公司建成国内首条“卷对卷”直接镀膜电极生产线，设计产能100万片。
