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全氟磺酸質(zhì)子膜生產(chǎn)動態(tài)

發(fā)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(shè)施的新能源化問題。氫能是一種優(yōu)質(zhì)的二次能源，具備清潔零碳、可再生的優(yōu)勢，在應(yīng)用環(huán)節(jié)中，可以替代汽油、柴油、天然氣、煤油等傳統(tǒng)化石能源，可以實現(xiàn)工業(yè)、大型交通的新能源化，實現(xiàn)深度脫碳的目的。

所以，中國在大力發(fā)展氫能，根據(jù)IEA預(yù)測，2030年全球氫能需求約在1.8億噸，而中國氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)超過3000萬噸，占比全球最大，并且呈現(xiàn)高速增長的態(tài)勢。中國氫能的應(yīng)用，主要應(yīng)用在工業(yè)化工生產(chǎn)、煉油、鋼鐵制造、氫燃料電池等領(lǐng)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(lǐng)域逐漸滲透，未來也將在航空、船舶領(lǐng)域也有望進行替代。

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

目前可用于燃料電池的質(zhì)子交換膜主要包括：全氟磺酸膜、非全氟化膜、無氟質(zhì)子交換膜、復(fù)合膜等。全氟磺酸膜具有機械強度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、工藝完善，應(yīng)用最為廣泛，是目前主流的燃料電池隔膜材料。

根據(jù)調(diào)查，全氟磺酸質(zhì)子交換膜是由全服磺酸樹脂制作而成，可以應(yīng)用在燃料電池隔膜，電解水資質(zhì)子交換膜及其他的領(lǐng)域中，在燃料電池領(lǐng)域中的應(yīng)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(chǎn)業(yè)鏈中的精細化率最高的產(chǎn)品之一。

圖1全氟磺酸樹脂產(chǎn)業(yè)鏈流圖

根據(jù)調(diào)查，燃料電池產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展較晚，所以參與質(zhì)子交換膜生產(chǎn)的企業(yè)不多。在全球范圍內(nèi)，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(chǎn)企業(yè)，其中美國戈爾憑借著領(lǐng)先的增強型膜技術(shù)，多年占據(jù)全球燃料電池用質(zhì)子交換膜超八成市場份額，杜邦、陶氏、日本旭化成等企業(yè)也有少量市場份額。

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

其次是蘇州科潤新材料有限公司，2021年投產(chǎn)了100萬平方米燃料電池及電解水制氫用質(zhì)子交換膜，在傳統(tǒng)質(zhì)子交換膜基礎(chǔ)上加入了ePTFE微孔增強材料，導(dǎo)致其全氟磺酸質(zhì)子交換膜質(zhì)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(shù)有限公司等。根據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2023年中旬，中國全氟磺酸質(zhì)子交換膜總計生產(chǎn)能力已達到240萬平方米左右，已躍居全球最大的生產(chǎn)國家。

表1中國全氟磺酸質(zhì)子交換膜主要生產(chǎn)企業(yè)統(tǒng)計

另外，由于中國對氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對于全氟磺酸質(zhì)子交換膜的消費需求驅(qū)動，帶來的仍有較大規(guī)模的擬在建項目即將要投產(chǎn)。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(zhì)子交換膜產(chǎn)線，東岳化工計劃繼續(xù)擴能全氟磺酸樹脂及全氟磺酸質(zhì)子交換膜生產(chǎn)規(guī)模，有望繼續(xù)保持領(lǐng)先的位置。

2022年3月，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合推出了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021－2035年）》，其中提出了重點推進氫燃料電池中重型車輛應(yīng)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(fā)展模式、促進氫燃料電池汽車行業(yè)發(fā)展。2023年8月，六部委印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2023版）》，有望解決氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺乏的長期痛點，推動產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)打通。

全國各地紛紛出臺氫能發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)，山東省、江蘇省、浙江省、河北省、湖北省等，均有明確的氫能發(fā)展政策目標(biāo)。根據(jù)從已公布的規(guī)劃目標(biāo)來看，預(yù)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(chǎn)業(yè)規(guī)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(qū)動下，中國氫燃料電池必將出現(xiàn)快速增長，其中對于質(zhì)子膜的需求也將呈現(xiàn)快速的趨勢。根據(jù)不完全評估，中國氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展將會造成我國全氟磺酸質(zhì)子膜供應(yīng)始終處于不足的狀態(tài)，全氟磺酸質(zhì)子膜市場關(guān)注度將會繼續(xù)保持較高的景氣度，其中也包括全氟磺酸樹脂及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)品。

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氟化工產(chǎn)業(yè)鏈以螢石為起點，下游產(chǎn)品可分為有機氟化物和無機氟化物兩大方向。有機氟化物包括 含氟制冷劑、含氟聚合物、含氟精細化學(xué)品，而無機氟化物主要由氟化鹽、含氟特種氣體和電子級 氟化物等組成。含氟制冷劑共包含四代制冷劑產(chǎn)品，即一代制冷劑 CFCs（氯氟烴）、二代制冷劑 HCFCs（氫氯氟烴）、三代制冷劑 HFCs（氫氟烴）和四代制冷劑 HFOs（氫氟烯烴），受《蒙特利 爾議定書》影響，全球市場目前應(yīng)用二、三、四代制冷劑，更加注重環(huán)境保護。含氟聚合物主要包 括氟樹脂和氟橡膠，其中 PTFE、PVDF、PCTFE 等產(chǎn)品與軍工業(yè)、航空航天等高科技產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)。 含氟精細化學(xué)品主要有含氟醫(yī)藥及中間體、含氟農(nóng)藥及中間體以及電子化學(xué)品，相關(guān)產(chǎn)品在半導(dǎo)體、 光伏新能源等行業(yè)發(fā)展前景廣闊。 氟化工產(chǎn)品性能優(yōu)異，附加值高。隨著氟化工產(chǎn)品不斷深加工，產(chǎn)品附加值不斷提升。由于氟化工 產(chǎn)品具有耐高低溫、電絕緣性、耐老化性、抗輻射性等優(yōu)異性能，因此被廣泛應(yīng)用于汽車、光伏、 航空航天、家電等新材料和高新技術(shù)領(lǐng)域，行業(yè)下游產(chǎn)品具有高性能和高附加值的特點。

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