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。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。质子交换膜下游可广泛应用于燃料电池、电解水、氯碱工业等领域。
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)。从技术角度看,PEM电解水技术具有独特优势。首先PEM电解采用纯水电解,无污 染、无腐蚀;其次,质子交换膜拥有更高的质子传导性,从而提升电解效率;此外,PEM电解水技术能够提供更宽的负载范围和更短的响应启动时间,最适合未来能源结构的发展。
从一辆氢能源车的成本来看,电池系统占比40%,是氢燃料电池车的核心,而按照电解质分类,氢燃料电池被称为PEMFC(质子交换膜燃料电池),可见其核心是PEM(质子交换膜)。质子交换膜不仅在电解水技术中发挥关键作用,同时也是质子交换膜燃料电池的核心组成之一,在电堆总成本中占据9%的份额。
自“双碳”目标提出后,我国多个车企都在加快对氢燃料电池车的探索和布局。作为质子交换膜上游的基础材料,萤石的供给对质子交换膜的制造起着重大的影响。我国是全球最大的萤石产区,2014-2020年我国萤石产量维持在350-450万吨之间,2020年中国萤石产量为430万吨,产量较2019年基本持平,占全球萤石总产量的56.6%。 受优势资源减少、环保监管压力上升、开采成本增加及国家政策调整等因素影响,我国仍需要进口大量萤石满足内需,我国萤石进口量从2014年的13.5万吨增至2020年的77.81万吨。
中游方面:由于质子交换膜制备工艺复杂、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,目前,国内生产的膜电极多数使用戈尔的增强复合膜,市占率达90%。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。
下游市场制氢行业和燃料电池是我国质子交换膜最大的两个需求领域,下游市场的活跃也将推动PEM需求的增长,作为氢燃料电池车商业化的关键,PEM的市场前景可期。众昂矿业作为一家主要经营包括萤石矿及萤石产业链的投资、生产、加工、技术开发等;萤石(普通)地下开采(含选厂,限下属子公司经营);矿产品开采、加工、检测、矿山环境及安全的技术咨询的矿产企业。众昂矿业始终坚信企业要成长和持续发展,需在保护环境的基础上进行开采和挖掘,当前专家团队拥有二十多年矿山勘探、开采以及矿石浮选经验, 将为氢燃料电池质子交换膜行业供应原材料,助力国产PEM产业高速发展。