氢能与燃料电池｜质子交换膜百亿市场，国产化替代势在必行|燃料电池_新浪财经

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文丨王喆祖国鹏袁健聪

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核心观点

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质子交换膜下游应用广泛，主要应用于氯碱工业、燃料电池、电解水制氢与全钒液流电池储能系统。根据我们的测算，我国质子交换膜市场未来将由车用燃料电池市场主导，市场规模超百亿元。国内技术水平与国外尚存差距，但部分企业正在加速布局，有望实现高端突破。

质子交换膜应用广泛，市场主要由美日企业主导，国产突破在路上。质子交换膜是有机氟化工产业链中技术难度大、附加值高的环节，其原材料为全氟磺酸（羧酸）树脂，在氯碱工业、氢燃料电池、电解水制氢气等领域中是必不可少的关键材料。历史上，全球质子交换膜基本由国外大公司生产，包括美国杜邦，日本旭硝子与旭化成等，我国质子交换膜行业长期处于国产空白状态，但是近年来有部分企业成功实现了国产化技术突破与批量生产。

氯碱工业需要使用复合离子膜，国产替代需求量近7.6万平。我国氯碱工业所用离子交换膜长期依赖进口，目前国产离子膜的渗透率仍不高。我国国产离子膜在综合性能及价格上仍在积极追赶国外产品，氯碱行业“十三五”规划中提出国产化离子膜的行业应用率达到30%的目标，国产离子膜存在广阔的市场替代空间，我们预计2030年国产离子膜渗透率为30，国产离子膜用量约7.65万平，市场空间为0.38亿元。

氢燃料电池汽车推广加速，质子交换膜需求量约2640万平。质子交换膜是氢燃料电池中膜电极关键材料，直接影响着燃料电池的性能。我国氢燃料电池目前正处于商业导入期，我国《节能与新能源汽车技术路线图》提出2020、2025以及2030年燃料电池汽车发展目标为1万辆、10万辆以及100万辆，预计2030年将带来质子交换膜需求量约2640万平，市场空间可达132亿元。

电解水制氢与可再生能源相偶合，质子交换膜需求量超95万平。根据工信部指导编制的《节能与新能源汽车产业技术路线图》规划，我国将在2030年建设加氢站超过1000座，可再生能源制氢比例达到50%以上，我国氢源结构将产生剧烈变革。质子交换膜电解槽装机量快速启停，与可再生能源发电适配性优越，我们预计于2030年质子交换膜电解槽装机量约为20-25GW，所需质子交换膜用量约为95-170万m2，市场空间可达4.8-8.5亿元。

储能系统将成为可再生能源必备配套设施，质子交换膜需求量超15万平。全钒液流电池因其液流系统相比于目前主流的锂离子电池系统更加安全，受到国家政策支持。根据北极星储能网的数据及相关政府项目公示，我国目前全钒液流电池储能项目规模超过120MW，在建规模约110MW，按照目前建设规模约耗用15-20万m2质子交换膜，预计市场空间可达2.2~3.0亿元。

风险因素：产能建设不及预期；国产化进度不及预期；下游需求萎缩；行业竞争加剧。

投资策略：质子交换膜下游应用广泛，主要应用于氯碱工业、燃料电池、电解水制氢与全钒液流电池储能系统。根据我们的测算，我国质子交换膜市场未来将由车用燃料电池市场主导，市场规模超百亿元。国内技术水平与国外尚存差距，但部分企业正在加速布局，有望实现高端突破。

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正文

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▍质子交换膜简介：氯碱工业与燃料电池关键材料

电流通路中传导质子，阻隔电解液

质子交换膜在电池（电解池）中起到阻隔电解液，传导质子的作用。质子交换膜目前商用的是全氟质子交换膜，其由全氟磺酸树脂或者全氟羧酸树脂经过成膜工艺制得，技术难度高，长期以来技术被国外企业垄断。商用化最多的是杜邦公司nafion系列质子交换膜。全氟质子交换膜机械强度高，化学稳定性强，能够适应苛刻的电池（电解池）的工作环境，对于装置的电化学性能起到不可忽视的重要作用。

质子交换膜应用于氯碱工业、燃料电池等领域。质子交换膜在氢燃料电池、电解水制氢气等领域中所交换的阳离子为质子（氢离子H+），在氯碱工业中，所交换的阳离子为钠离子（Na+），又被称为离子膜。目前产业化应用的均为全氟质子交换膜，质子交换膜使用的是全氟磺酸树脂，离子膜使用全氟磺酸树脂、全氟羧酸树脂的复合膜。全氟磺酸树脂具有强酸性，全氟羧酸树脂具有弱酸性，更能够适应氯碱工业中的碱性环境。

技术壁垒高企，氟化工产业链“明珠”

质子交换膜处于有机氟化工产业链末端，其上游是有机氟化工的单体材料，下游是基于质子交换膜的氯碱工业、燃料电池、电解水、储能电池等应用领域。从上游来看，质子交换膜的直接材料为全氟磺酸树脂材料，向上延伸至有机氟化工中的四氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚等单体材料，向上溯源可以追溯至萤石、氟化氢、制冷剂等原材料，从下游看，质子交换膜应用广泛，主要应用于氯碱工业、燃料电池、电解水、储能电池等领域，其中氯碱工业与燃料电池为主要应用领域。

质子交换膜的生产包括原材料单体制备、单体聚合以及薄膜加工三大环节。

1）原材料单体制备环节：以全氟磺酸质子交换膜为例进行介绍，其原材料为全氟磺酸树脂（PFAR）。全氟磺酸树脂由全氟磺酰氟树脂（PFSR）经过水解转型后得到，PFAR结构为主链侧链均为氟碳结构，侧链上带有磺酸基团。全氟磺酰树脂由四氟乙烯（TFE）与含有磺酰基团的全氟烷基乙烯基醚（代表化合物全氟（4-甲基-3.6-二氧杂-7-辛烯）磺酰氟，PSVE）共聚得到，其中四氟乙烯为高聚物提供氟碳骨架，提供极强的化学稳定性，全氟烷基乙烯基醚提供磺酸基团，保证质子交换膜的电化学性能。

2）单体聚合环节：生产得到TFE以及PSVE单体后需要进行共聚反应，共聚反应通常有本体聚合、溶液聚合和乳液聚合三种方式，本体聚合和溶液聚合方式应用较多。

3）薄膜加工环节：全氟磺酸树脂制备得到的是颗粒状产物，全氟磺酸质子交换膜加工工艺较为复杂，主要的成膜工艺为基于PFSR的熔融挤出法以及基于PFAR的溶液流延法。熔融挤出法工艺简单、加工方便、可连续化工业生产，成膜过程中部使用溶剂，但是成膜后需要进行膜水解转型，后处理复杂。溶液流延法成膜过程中规避膜转型问题，但是由于在模具中浇筑成型后挥发溶剂制膜，在揭膜和连续化生产中有较大不足。除此之外有钢带流延法以及卷材涂布法等新型方法。

质子交换膜的工业化生产在原材料大规模制备、生产工艺等方面存在一定的技术难点。

1）在原材料大规模制备方面，用于合成质子交换膜的原料PSVE（一种全氟烷基乙烯基醚）反应条件苛刻，大规模生产难度较大。PSVE生产过程中条件把控严格，需要在严格无水、惰性气体保护、非质子溶剂、碱金属氟化物作用下发生反应，对反应条件要求很高，以避免产物的水解反应。在反应结束后需要通过蒸馏分离出目标聚合度的产物酰基磺酰氟。酰基磺酰氟在惰性气体保护、碳酸钠存在的高温条件下发生反应得到PSVE。在PSVE聚合物单体的大规模制备过程中，对企业的技术实力、设备水平、工艺环境都有严格的高要求。

2）在生产工艺方面，膜材料的成膜加工工艺要求较高，直接影响成品膜的品质。对于膜的厚度、机械强度在成膜工艺中有较高的要求。例如在熔融挤出法中，螺杆搅动过程中可能对膜材料分子链造成损伤，影响膜性能。后处理转型工艺中，溶剂转型以及清洗需要严格把控，以保证质子交换膜中杂质等含量合格。

▍产业格局：国外长期垄断，国内产业化初显

我国有机氟化工产业链保障，基础原材料充足

上游有机氟化工产业链保障，基础原料TFE产能充足。我国有机氟化工产业链产能有保障，在质子交换膜制备的基础原料中，四氟乙烯产能充足。四氟乙烯由制冷剂R22生产制得，其主要用于聚合生产聚四氟乙烯（PTFE），热裂解生产六氟丙烯（HFP）等。HFP是生产质子交换膜的原料之一。根据卓创资讯，PTFE是全球消费量最大的含氟聚合物，产能、产量、需求量均占全球含氟聚合物的50%以上；我国聚四氟乙烯近年来产量基本维持不变，行业开工率普遍维持在52%以下，产能过剩情况严重。PTFE为制冷剂R22下游延伸，为消化R22产能，氟化工企业对PTFE产能进行配套建设，产能过剩较为严重，产能出清困难。PTFE目前处于产能过剩阶段，这也凸显出我国四氟乙烯产能充足，为下游分支HFP生产及质子交换膜生产提供了充足的产能保证。

PTFE、HFP产能分散，HFP产能逐年增长。据百川盈孚统计，我国PTFE产能目前约为14.96万吨，其中东岳集团产能为全国第一，为4.5万吨。2020年HFP产能为6.05万吨，产能分散，集中度较低。近五年我国PTFE产能与HFP产能基本上呈现逐年增长态势。上游有机氟化工产能充足，为下游质子交换膜生产提供了充分的保障。

技术水平相对落后，产能长期国外垄断

全球质子交换膜产能基本上被国外垄断。长期以来全氟质子交换膜生产主要集中在美国、日本、加拿大等国家，主要公司包括美国杜邦、陶氏、戈尔公司，日本旭硝子、旭化，加拿大巴拉德公司。杜邦公司为最早开发利用全氟质子交换膜的公司，2003年以前，杜邦是能够唯一量产质子交换膜的企业，处于质子交换膜行业的顶尖位置。

我国质子交换膜发展道阻且长，成功实现产业化突破。全氟离子膜是我国国家级科技攻关项目。2002年上海三爱富新材料股份有限公司打通全氟磺酸树脂的生产工艺，通过成膜实验和燃料电池发电实验，综合性能相较于杜邦Nafion膜仍有欠缺。2005年，东岳集团与上海交通大学合作，得到国家863计划支持，成功研制出全氟磺酸离子交换膜。历经十余的攻关，将树脂制备、涂布工艺探索、试验线建设、复合膜商业化制备等，东岳集团目前已经实现了产业化突破，实现了质子交换膜及管件材料产业链布局。

国内质子交换膜产业发展时间滞后于美国日本等发达国家，尚处于起步阶段，面临技术、市场、人才、资金四大壁垒：

1）技术壁垒：原材料制备难度大，实现大规模制备PSVE，使其满足工业化生产规模具备相当大的技术难度。全氟磺酸树脂的制备中链结构、交换容量、分子量的调控属于技术难题，如何实现化学稳定性、机械强度、电化学性能均能够满足下游应用需求的膜材料，保证综合性能优异是需要长足努力。

2）市场壁垒：质子交换膜下游应用燃料电池对于膜性能要求很高。质子交换膜属于燃料电池中的核心部件，膜厚度、化学稳定性、质子传导率等直接影响着燃料电池的综合性能，因此对质子交换膜性能有高要求。目前商业中使用最多的仍是杜邦Nafion膜，杜邦公司在质子交换膜行业有领先的技术优势、先发的市场优势，处于市场主导地位。后发企业进入需要经过权威认证。东岳集团通过AFCC公司（奔驰-福特质子膜燃料电池电堆研发公司）认证。AFCC拥有专业而严格的鉴定程序，对于所有应用于燃料电池汽车的元器件都具有严格的规定和要求，按照奔驰和福特新能源汽车的设计指标，对每一个元器件都要通过三个不同阶段的技术鉴定，特别对燃料电池膜更有几十个技术鉴定指标，包括技术、产品生产、专利所有权等都要进行审核，只有通过这三个阶段的鉴定才有可能被燃料电池汽车产业采用。

3）人才壁垒：质子交换膜膜生产对人才的综合素质要求较高，除需要具备深厚的专业技术知识积累外，还需要具备丰富而扎实的现场生产经验，需要在科学层面与技术层面全面解析质子交换膜生产的关键点，构建一支复合型的人才队伍需要一定的时间积累。

4）资金壁垒：质子交换膜企业生产线的车间要求高，原材料生产过重中严格无水，对设备的需求较高。车间要求无尘车间，需要配备全自动的连续成膜设备，同时对生产线进行监控，保证生产膜产品质量合格。

国内目前成功实现质子交换膜量产的企业为东岳集团。

▍下游需求：应用领域广阔

质子交换膜下游应用广泛，氯碱工业、燃料电池、电解水制氢以及全钒液流电池中关键膜材料均为质子交换膜。氯碱工业是重要的基础化工部分，目前所用到的生产工艺几乎都是离子膜法，质子交换膜是关键部件。燃料电池和电解水制氢属于氢能发展利用计划中的两个关键部分，燃料电池是氢能的理想应用方式，能量利用率高，能够充分发挥氢能清洁高效的特点。据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020》，电解水制氢将会成为可再生能源平价上网之后的最有前景的制氢方式。全钒液流电池属于储能系统，近年来其技术的快速发展已经具备了商业化能力，液流电池储能将在储能系统中的比例升高。上述四个系统中，质子交换膜为最关键的材料，起到传导离子（质子），分隔电解液，形成电流通路的作用，是必不可少的组件，其性能优劣将直接影响系统运行功效。

氯碱工业：离子膜法是主流工艺，国产替代空间大

氯碱工业普遍采用的工艺是离子膜法。氯碱工业生产主要有三种方法：隔膜法、离子膜法与水银电解法。水银电解法因为用到大量的水银已经被淘汰，而离子膜法相较于隔膜法来说耗电低、液碱浓度高、生产自动化程度高、环境污染少等优点，是氯碱工业的发展方向。早期离子膜价格昂贵，但是在离子膜国产化技术成熟的背景下，离子膜法在氯碱工业中逐渐推广。目前离子膜法烧碱是世界氯碱工业普遍采用的工艺，采用离子膜法生产烧碱的吨综合能耗比隔膜法烧碱低1/3，根据《“十四五”我国氯碱化工转型升级发展途径研究》（蔡杰）的数据，我国目前离子膜法工艺使用率接近100%。

全氟离子交换膜是氯碱装置的核心材料。全氟离子交换膜是氯碱装置的核心，由全氟磺酸膜、全氟羧酸膜与聚四氟乙烯增强网布复合而成，并且在膜的两面附有亲水涂层。氯碱复合膜的磺酸层较厚，具有较高的离子传导性，降低膜电阻；羧酸层较薄，对Na+有高度选择性而阻挡OH-的反渗透，提高膜的电流效率。全氟羧酸树脂不同于全氟磺酸树脂，其具备弱酸性，更能够适应氯碱工业中的碱性介质。

氯碱行业开工率保持高位，产能受到政策限制。氯碱工业是高耗能行业，国家对新进产能有明确限制，对于新建烧碱装置起始规模必须达到30万吨/年及以上，对于新进产能只能通过对原有产能进行等量或者减量置换。内蒙古自治区从2021年起不再审批烧碱产能，确有必要建设的，须在区内实施产能和能耗减量置换。短期来看我国氯碱工业产能基本保持稳定，增速缓慢。根据氯碱工业协会的统计，在旺盛的下游需求下，以烧碱生产为例，近五年烧碱产能始终保持高开工率，开工率在80%以上。

国产离子交换膜性能追赶，使用装置运行稳定。我国经历长期的研发，国产离子交换膜在综合性能、性价比上都有所突破，以东岳集团为代表的氯碱膜应用到国产氯碱装置中，长期运行状态下性能可以与国外离子膜相当。营创三征精细化工公司有20万吨离子膜烧碱产能，国产离子膜DF2806膜与DF2807膜在其电解装置中进行应用。DF2807膜是国产高电流密度氯碱膜，带牺牲纤维，采用自主研发的双层共挤的成膜工艺，具有更加优异的抗剥离气泡性能。根据《新一代国产氯碱膜DF2807的应用数据对比》（张铎）的数据，截至2019年，DF2807型号离子膜在国内安装规模接近40万吨/年。

国外离子交换膜长期领跑，国产离子膜替代市场广阔。我国氯碱工业所用离子交换膜长期依赖进口，目前国产离子膜的渗透率仍不高。据中国氯碱工业协会介绍，离子膜国产化以来，国外公司均采取降价等手段保持其离子膜产品在我国市场的主导优势。2010-2017年，进口膜平均售价下降约25%，影响了相关企业换用国产化离子膜的积极性。我国国产离子膜在综合性能及价格上仍在积极追赶国外产品，氯碱行业“十三五”规划中提出国产化离子膜的行业应用率达到30%的目标，国产离子膜存在广阔的市场替代空间，我们预计2030年国产离子膜渗透率为30%，国产离子膜市场空间为0.38亿元。

燃料电池：国家政策支持，处于市场导入阶段

质子交换膜燃料电池（PEMFC）是最为常用的燃料电池形式。燃料电池分为低温燃料电池、中温燃料电池以及高温燃料电池，其中质子交换膜燃料电池属于中温燃料电池，其具有体积小、工作效率高、启动迅速、寿命长与电流大等优点。据E4tech统计分析，PEMFC在燃料电池类型的出货量中占据主导地位，无论是台套数(目前每年超过44,000台套)还是兆瓦出货量(目前超过1000MW)，过去5年来均保持高速的增长。从世界地区分布来看，亚洲是燃料电池出货量最大的区域，大部分燃料电池都装载于交通运输工具上。

我国燃料电池产业政策支持，快速发展。根据国家发改委的统计数据，中国10%以上的碳排放来源于交通运输行业，汽车新能源化在降低碳排放方面有重要潜力。燃料电池电动汽车（FCEV）属于新能源汽车等四大类型之一，车载燃料电池装置所使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料经重整所得到的高含氢重整气，需要配套加氢站、加氢设施予以支持。根据**的统计，中国燃料电池汽车销量自2015年度的10辆增加至2018年的1527辆，已进入商业化的初期阶段，2020年保有量为7355辆。我国《节能与新能源汽车技术路线图》提出2020、2025以及2030年燃料电池汽车发展目标为1万辆、10万辆以及100万辆。政策支持下，我国氢燃料电池汽车产业将步入快速发展阶段。

燃料电池质子交换膜市场空间广阔。我国目前由于燃料电池汽车总体产量规模仍然较小，燃料电池系统成本仍然较高，现阶段整车成本仍然高于动力电池汽车和燃油车。随着生产规模的扩大，燃料电池系统成本将快速下降。质子交换膜作为核心零部件，目前成本约占燃料电池电堆10-20%，。据美国能源局统计，目前质子交换膜的使用量约为0.1-0.2m2/KW，燃料电池功率不断提升。目前中国商用车助推的中重型卡车功率大于120KW，49吨牵引车约220KW。随着我国氢燃料电池汽车产量的提升，国产质子交换膜替换市场空间十分广阔。

电解水制氢：与可再生能源结合，实现“风光无限”

全球主要依赖天然气等化石能源，可再生能源制氢将改变氢源结构。根据中国氢能标准化技术委员会及《2018年中国车用氢能产业发展蓝皮书》（中国汽车技术研究中心有限公司）的统计数据，全球平均氢气有48%来源于天然气、30%来自于副产氢、仅18%来源于煤炭。日本由于资源短缺问题，其一直致力于打造一条全球无碳化氢供应链，主要依靠基于"可再生能源"发电，利用水电解生产的氢燃料，电解水制氢占比达到了63%。而中国的氢能源结构仍以煤炭为主，煤制氢占比62%，天然气制氢占19%，而电解水制氢仅占1%，氢源结构需要优化。《节能与新能源汽车产业技术路线图》中表示我国将在2030年建设加氢站超过1000座，可再生能源制氢比例达到50%以上，由此我国氢源结构将产生剧烈变革。

电解水制氢与可再生能源结合，缓解弃电难题，质子交换膜电解水工艺适用性、针对性更强。根据国家统计局的数据，2018年我国弃风率达到7%，弃水、弃风、弃光总量达1022.9亿kWh，按照10%用于制氢计算，可满足超过100万辆乘用车用氢需求，2020年可再生能源利用率提高，基本上平均利用率为96.6%以上，三电弃电量约为520亿kWh。使用低成本的可再生能源弃电进行电解水制氢可保证资源的有效利用，我国示范项目包括张家口海珀尔风电制氢站项目（一期）和沽源风电制氢综合利用示范项目（一期）。我国电解水制氢方法中较为成熟的是碱性电解槽方法，也是目前主要应用方法，其技术较成熟、投资较低，但是不适合可再生能源的不稳定性电力匹配。质子交换膜电解水制氢技术适应可再生能源发电的波动，占地紧凑，具备产业化规模化发展的基础条件。

电解水制氢战略地位不断凸显，真正做到零碳排放与“风光无限”，带动电解槽系列产品的快速发展。随着质子交换膜等关键材料的规模化生产以及政策的推动，我国质子交换膜电解水技术将迎来长足的发展。《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020》（中国氢能及燃料电池产业创新战略联盟）指出可再生能源制氢成本有望在2030年实现平价，在2060年碳中和情景下可再生能源制氢规模有望达到1亿吨，并在终端能源消费占比中达到20%。在2030年碳达峰情景下，《白皮书》预计我国氢气的年需求量将达到3715万吨，在终端能源消费中占比约为5%，可再生氢产量约为500万吨，部署电解槽装机约80GW。其中碱性电解水技术和质子交换膜电解水技术将产生创新和竞争，来适应不同的应用场景。质子交换膜电解水技术与风光弃电相结合，按照2020年三电弃电量520亿千瓦时计算，可产生116万吨氢气，部署电解槽装机量需求为18.6GW，在可再生能源电解水制氢的大趋势下，质子交换膜电解槽装机量需求所占比例将会继续提高，我们预计于2030年质子交换膜电解槽装机量约为20-25GW，所需质子交换膜用量约为95-170万m2，市场空间可达4.8-8.5亿元。

液流电池储能系统：与风光发电配套建设，充分利用弃电

全钒液流电池：安全高效、富有潜力的储能系统。全钒液流电池因其液流系统能够保障安全运行，相比于目前储能主流的锂离子电池系统更加安全，其使用寿命可达20年，充放电数万次，生命周期是传统电池的3-4倍。目前应用的商业化程度最高的导电膜是杜邦的Nafion膜。随着高功率密度全钒液流电池电堆的开发成功，和新一代全钒液流电池技术的成熟以及产业链上游更多企业的参与，全钒液流电池在初始投资成本和系统效率等方面的竞争力将不断提升。

产业支持力度提高，配套政策实施。随着可再生能源发电装机量的提升，需要配套相关储能设备。我国国家及地方均推出相关政策，将风光发电与储能系统进行配套建设，推动可再生能源的储能计划实施。

我国储能结构中液流电池储能系统占比小。我国储能结构中，抽水蓄能占比最高，其次是锂离子储能技术，液流电池储能技术占比最小。在可再生能源弃电较多的情况下，能够充分发挥可再生能源并网、调峰调频、离岛供电与平滑输出的功能。液流电池输出功率为80-120mW/cm2，根据北极星储能网的统计数据以及相关政府项目公示，我国目前全钒液流电池储能项目规模超过120MW，在建规模约110MW，按照目前建设规模约耗用15-20万m2质子交换膜，我们预估在建工程完工后需要质子交换膜数量翻番。随着储能技术的不断发展，我国全钒液流电池储能规模将得到进一步的发展，质子交换膜的市场空间随之增长，国产质子交换膜替代势在必行。

氢能源产业链带动质子交换膜下游需求快速提升。目前燃料电池所用的氢大多是工业副产氢。未来随着燃料电池的发展，对“绿氢”的需求会越来越高，质子交换膜电解水制氢是未来氢能源的重要来源。风光发电的快速发展，将带动弃电制氢、储能系统的共同发展，二者发展均离不开质子交换膜，预计2030年我国质子交换膜用量将达到2765-2850万m2，应用主要集中在氢燃料电池车领域，其次是质子交换膜电解水工艺和全钒液流电池领域，市场空间将达到百亿元量级。

▍质子交换膜国产化：龙头公司不断突破，国产化率有望快速提升

东岳集团是国内少有的具有含氟质子交换膜产品的龙头企业，国产替代势在必行。质子交换膜按照分子结构可以分为非氟类、部分含氟类以及全氟类，全氟类质子交换膜分子结构最稳固、耐用性最好以及寿命最长，是质子交换膜发展的方向。日本和欧盟是世界上质子交换膜主要的产研区域，根据德温特创新数据库的数据，日本质子交换膜专利数量达到全球50%的水平，中国相关专利只有10%左右的水平。日立造船已有兆瓦级别的制氢产品，东芝H21已经可以作为应急电源使用。东岳集团已经具有成熟的全氟磺酸质子交换膜产品生产能力，在全国范围内开展销售，可用于质子交换膜燃料电池、电解水制氢等领域。从质子传导率和稳定性等指标评价，全氟磺酸膜是目前车用质子交换膜的最佳选择。

自主创新能力强，技术攻关实现从0到1的突破。东岳集团经历15年的发展，从树脂材料的制备到涂布工艺的研发，到标准化生产、高端膜的研制，再到生产线投产，新一代交换膜的研发定型，凝结着公司智慧与汗水的结晶，将科学、技术、设备、管理的经验融为一体，完成属于中国企业的自主创新项目。东岳氢能立足于东岳集团三十一年发展而来的氟化工产业基础与十五年特种含氟化学品、离子交换树脂及功能膜材料的研发技术积淀，进行攻关克难，目前拥有国内外发明专利150余项。同时已于2013年和加拿大车用燃料电池系统公司AFCC签署联合研发协议，共同研发低成本高性能燃料电池膜及催化层树脂。目前，东岳集团相关产品已通过AFCC技术鉴定，进入批量化生产阶段。

产业链布局完整，竞争能力强劲，规模走向量产化。依托于母公司的氟化工产业基础，东岳氢能将生产发展的重心放在氢能的攻关上面。将产业链从TFE、HFP继续进行延伸生产磺内酯、氟树脂、HFPO、ETFE树脂等关键材料，所有主要原料全部自产，将产业链做到全面可控。质子交换膜下游要求较高，需要严格的化学稳定性以及较高的机械强度，原材料合成难度高、制备工艺复杂，需要上游环节把控严格，未来氢能通过母公司雄厚的氟化工背景，打通产业链，膜产品已经通过下游龙头认可，从研发优势、产业链布局程度来看，未来氢能竞争能力强，未来市场首屈一指，不可替代性较强。2020年11月，东岳未来氢能150万m2/a燃料电池膜一期工程正式投产，一期项目年产量为50万m2。

▍风险因素

产能建设不及预期；国产化进度不及预期；下游需求萎缩；行业竞争加剧。

▍投资建议

质子交换膜下游应用广泛，主要应用于氯碱工业、燃料电池、电解水制氢与全钒液流电池储能系统。根据我们测算，2030年我国氯碱工业国产离子膜需求量约为7.6万平，我国车用燃料电池用质子交换膜需求量超2640万平，电解水制氢电解槽用质子交换膜需求量超95万平，全钒液流电池储能用质子交换膜需求量超15万平。总体而言，预计我国质子交换膜市场未来将由车用燃料电池市场主导，2030年市场规模将超百亿元。国内技术水平与国外尚存差距，但部分企业正在加速布局，有望实现高端突破。

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