前瞻系列绿氢产业的核心环节，质子交换膜百亿需求已确认，产业链上4股受益（名单）来自概念爱好者
1.氢能的现状
2.PEM电解水技术
3.什么是质子交换膜？
4.市场前景
5.相关上市公司
PS：重点内容加粗显示，方便快速阅读。
一，氢能的现状
虽然目前氢能的开采和生产还受到成本的影响，但不可否认的是，氢能是清洁能源的终极选择，尤其是
环保的绿氢制造，更是被基于厚望。
氢是二次能源，地球上没有天然的氢气，目前主要通过三种较为成熟的路线制取：
① 以
煤炭、
天然气等传统化石能源生产氢气，这也是目前全球制氢最为成熟的技术路线。
② 以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产制氢。
③ 电解水制氢，由于可再生能源电解制氢具有绿色环保、生产灵活、纯度高等特点，未来发展空间巨大。
成本和碳排放方面，煤制氢和天然气制氢由于工艺成熟、应用规模大，目前具有较低生产成本，而其碳排放也是众多技术中最高的，因此这两种制氢技术也被称为“灰氢”。而可再生能源电解制氢技术，由于所用电力来自水风光等清洁能源，因此全流程碳排放最少，也被称为“绿氢”。所以，可再生能源发电制氢将是未来氢气生产的主要趋势，发展空间巨大。
二，PEM电解水技术
在技术层面，电解水制氢技术可分为碱性电解水制氢(ALK)、质子交换膜电解水制氢(PEM)、固体氧化物电解水制氢(SOE)和阴离子交换膜电解水制氢（AEM）。其中，碱性电解水技术最为成熟，造价成本也较低；但是与可再生能源适配性较差。
固体氧化物电解水制氢（SOE）目前仍处于实验室阶段，其发展主要取决于相关材料技术的突破情况。相比之下，PEM电解水技术具有独特优势，与
水电、
风电、
光伏（发电的波动性和随机性较大）具有良好的匹配性，最适合
未来能源结构的发展。
PEM电解水技术近年在全球得到较多应用，新增项目数量和单项目装机规模也不断提升。
三，什么是质子交换膜？
质子交换膜（PEM），也叫质子膜或者氢离子交换膜，是一种致密的离子选择性透过的膜。 PEM水电解槽主要内部组件由内到外依次是质子交换膜、阴阳极催化层、阴阳极气体扩散层、阴阳极端板等。作为水电解槽电极的核心组件，质子交换膜不仅传导质子，隔离氢气和氧气，而且还为催化剂提供支撑，其性能的好坏直接决定水电解槽的性能和使用寿命，因此在整个设备中至关重要，从整体看，质子交换膜成本约占
燃料电池总成本的4.08%。
质子交换膜上游主要包括基础材料和过程材料两个部分：基础材料即
萤石，利用上游原材料制备可用于后续加工的各类全氟、非全氟以及特种树脂。 下游应用方面，质子交换膜可广泛应用于燃料电池、电解水、氯碱工业等领域。
四，市场前景
1.质子交换膜应用广泛，未来市场增量可期
质子交换膜可广泛应用于燃料电池、电解水、氯碱工业等领域。PEM燃料电池及电解水发展迅速，国内外市场都呈现出较快的需求增
长和广阔的发展前景。
据E4tech统计数据显示，从2011年到2019年，PEM燃料电池出货量占比从44.9%进一步提升至82.7%，可见，全球PEM燃料电池出货量高速增长。依据中国氢能联盟对未来燃料电池系统成本的预测以及
美国能源部披露的成本结构，综合测算，燃料电池应用领域每年为质子交换膜带来的市场增量将持续增长，到2025年、2035年和2050年将分别为9.80亿、49.01亿和67.39亿，非常可观。
电解水同样是质子交换膜的一项重要应用领域，据IEA统计数据显示，近年全球电解水年新增装机容量快速增长。IEA根据已公布的项目数据进行预测，2020-2023年电解水年新增装机容量将呈现高速增长，到2023将达1433.1MW，较2014年相比，年均复合增速将高达75.44%。综合测算，可再生能源电解制氢在2020年给质子交换膜带来的市场增量为4.03亿人民币，而到了2030年和2050年，将可为质子交换膜市场每年带来约17.2亿和59.8亿的规模增量。
2.国外企业占PEM市场主导地位，国内企业进口替代空间巨大
质子交换膜由于制备工艺复杂、技术要求高，长期被
杜邦、戈尔、旭硝子等美国和日本少数厂家垄断。据高工氢电统计，国内生产的膜电极目前多数使用戈尔的增强复合膜，市占率在90%以上。
目前，国内
东岳、科润等企业也积极布局，随着国内技术的不断突破，国产质子交换膜实现进口替代空间巨大。
3.生产工艺要求较高
目前市面上主要使用的是全氟磺酸质子交换膜，生产技术方面，目前主流的全氟磺酸PEM最常用的加工方法有热熔融挤出成膜法和溶液流延成膜法两种方法。尽管目前全氟磺酸PEM应用最广泛，但仍存在成本较高、尺寸稳定性较差、温度升高会降低质子传导性的缺点。为解决全氟磺酸PEM存在的问题，进一步提升质子交换膜的性能并降低成本，部分氟化PEM、无氟PEM和复合PEM成为质子交换膜新的研究方向。
五，相关上市公司
百利科技：长期致力于为
新能源和传统
能源行业的智慧工厂提供包括工程咨询
设计、专有设备制造、
智能产线集成与EPC总承包服务等整体解决方案。公司主动抓住氢能发展机遇，在陕西铜川布局氢燃料电池高温质子膜电极及核心装备一体化项目，同时筹备在上海和山东布局氢燃料电池质子交换膜项目。
巨化股份：是国内
氟化工领先企业，经过20余年的创新发展，逐步形成了国内完整的氟化工产业链，公司R22和HFP等产品是下游生产质子交换膜的重要原材料。在双碳战略背景下，我国能源结构势必向低碳化转型，氢能及燃料
汽车需求将大幅增长，而质子交换膜作为电解制氢和燃料电池的核心原件，必将快速发展，这也将带动对上游氟材料的需求。
昊华科技：是中国化工旗下科技型企业，通过收购大股东中国
昊华下属12家优质化工科技型企业，转型升级为先进材料、特种化学品及创新服务供应商。公司以萤石资源为起点，打造完整氟材料产业链，氟材料是质子交换膜主要原材料，随着氢能产业加速发展，电解水和燃料电池都将增加对质子交换膜的需求，这也将支撑上游氟材料需求增长。
美锦能源：主要从事煤炭、
焦化、天然气、氢燃料电池汽车为主的
新能源汽车等商品的生产销售，具备“煤-焦-气-化-氢”一体化的完整产业链，形成循环经济优势，公司在氢能产业链进行广泛布局，布局了氢燃料电池汽车、膜电极等生产基地，目前已形成 “膜电极MEA-氢燃料电池电堆-氢燃料电池动力系统总成-整车制造+加氢站”较为完整的产业链。随着双碳战略和氢能规划的逐步落地，公司氢能业务将迎来发展高峰期
青年俊才
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