燃料电池及所用膜市场的发展规模及未来预测

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 - 作者:罗旋

 - 发布时间:2022-03-25

【概要描述】据报道,在刚结束不久的北京冬奥会中,共有超过1000辆燃料电池车以及700余辆氢燃料大巴车投入冬奥会期间使用。被誉为“绿色电池”,“改变未来世界的十大新科技之一”的燃料电池

    据报道,在刚结束不久的北京冬奥会中,共有超过1000辆燃料电池车以及700余辆氢燃料大巴车投入冬奥会期间使用。被誉为“绿色电池”,“改变未来世界的十大新科技之一”的燃料电池,因其理论最高效率接近100%、无污染的特点,近些年获得越来越多的关注。与绝大多数电池不同,燃料电池的化学能并非储存在电池内的金属、金属离子或氧化物中,而是依靠气体燃料和氧气进行化学反应发电,是一种一次电池。

一、燃料电池发展规模及未来预测

     相关数据显示(见下图),除2020年受疫情影响外,燃料电池装机情况呈逐年上升趋势。2019年全年我国氢燃料电池系统装机量达到128.06MW,2020年受疫情影响全年装机量有所下降,约为79.2MW,2021年我国燃料电池系统累计装机量高达173MW,可以预计随着燃料电池产业的进一步发展与成熟,到2025年我国全年燃料电池装机量将超过300MW,在2030年我国全年燃料电池装机量有望突破800MW。据日本富士经济研究报告,燃料电池行业将在10年内迎来快速增长,预计全球燃料电池市场规模到2025年可达618亿元,到2030年会突破3042亿元,市场前景极其广阔。


     此外,燃料电池汽车行业也是朝气蓬勃。目前全球氢燃料电池汽车保有量接近5万台,中国氢燃料电池汽车保有量占比约22%,接近9000台。而中国氢能联盟及《中国氢能产业发展报告2020》相关数据显示,2016年-2019年,我国氢燃料电池汽车产量不断上升,从600余台增长至接近3000台,并呈现不断上升趋势,预计2025年中国氢能车保有量将达到10万辆,2030年接近100万辆,2060年突破500万辆

     随着各级政策的相关出台,对于燃料电池所配套的氢能产业,也进入了加速发展阶段,目前我国已建成超190座加氢站,仅次于日本和德国,居于世界发展前列。据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》数据显示,我国预计于2025和2030年之前分别建成300和1500座加氢站,并到2050年加氢站总建设数量达10000座。因此,可以说燃料电池及其相关产业链的发展都已经开始进入“快车道”。

二、燃料电池膜发展规模及未来预测

     燃料电池膜作为燃料电池的核心组件,其成本占到总成本的10%到20%,由于阴离子交换膜研究与应用尚处于起步阶段,目前绝大多数燃料电池膜选用的为质子交换膜(PEMFC)。目前,全球范围内的质子交换膜90%市场由科慕化学(原杜邦)所占有,广泛应用在氯碱工业、燃料电池、电解水制氢与全钒液流电池储能系统等领域,其它份额也基本上由国外企业如旭化成、旭硝子、巴拉德等占有,中国唯有东岳和科润新材料具有一定的竞争力。目前,燃料电池用质子交换膜全氟磺酸质子交换膜为主,生产企业包括科慕化学、旭硝子、旭化成等公司,预计将在未来5-10年中继续占据主导地位。而巴拉德则是生产部分氟化磺酸质子膜,由于其价格上的巨大优势,未来可能会有进一步发展。此外适用于高温质子交换膜燃料电池的PBI膜也处于进一步发展与推广阶段。


     在车用燃料电池膜市场上,新材智库根据我国政策、车企布局以及产能预测,未来的质子交换膜市场将取决于车用燃料电池市场,并且到2030年我国车用质子交换膜的市场规模将达到近65亿元,而在《节能与新能源汽车技术路线图》报告中更是预计2030年质子交换膜需求量约2640万平方米,市场空间可达132亿元,市场前景广阔。值得一提的是,在全钒液流电池储能领域我国目前相关储能项目规模超过120MW,在建规模约110MW,按照目前建设规模约耗用15-20万平方米质子交换膜,预计市场空间也可达2.2至3亿元。虽然目前投资分析机构对燃料电池膜及质子交换膜未来的市场规模各执一词,但无一都十分看好其未来在市场的快速发展。

     在车用燃料电池膜方面,美国戈尔公司由于Gore-select增强膜的超薄与综合性能优势,占据了国内90%的复合增强膜市场,丰田MIRAI、现代NEXO和本田CLARITY等都是采用戈尔公司推出的第二代Gore-select膜,目前实现膜厚8微米量产,每年出货量达几十万平米,预计在近十年将继续保持领先优势。

     鉴于现在国家及地方对燃料电池车型政策补贴力度不断加大,目前在部分地区可以实现燃料电池汽车与燃油车购置成本相差无几,这也将进一步推动燃料电池全产业的发展,可以预料到燃料电池及其核心组件质子交换膜的发展规模在近五年将迎来加速发展,近十年将步入高速发展阶段,燃料电池技术及应用有望成为继锂电池之后在国家政策支持下又一个风靡的神话,其未来市场规模与前景都十分巨大。


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