文|滿投財(cái)經(jīng)
6月5日，30輛氫燃料電池公交車在張家口投入運(yùn)行，而此前的冬奧會(huì)中，已有710輛氫燃料電池車在張家口賽區(qū)負(fù)責(zé)交通保障工作。無疑，氫燃料電池車在逐步進(jìn)入現(xiàn)代生活。放眼世界，隨著碳中和逐漸成為共識(shí)，氫燃料電池車市場化進(jìn)程也在不斷加快，據(jù)預(yù)測，到2025年氫燃料電池市場規(guī)模將會(huì)有90.25億美元。
那么，實(shí)現(xiàn)市場化，首先要從哪里入手呢？
從一輛氫能源車的成本來看，電池系統(tǒng)占比40%，是氫燃料電池車的核心，而按照電解質(zhì)分類，氫燃料電池被稱為PEMFC（質(zhì)子交換膜燃料電池），可見其核心是PEM（質(zhì)子交換膜）。然而，PEM的生產(chǎn)難度大，成本高，嚴(yán)重制約了氫燃料電池生產(chǎn)成本的降低。換句話說，要想實(shí)現(xiàn)氫燃料電池車的市場化，關(guān)鍵就在于PEM的規(guī)?；a(chǎn)。
01 PEM市場集中，中國企業(yè)加速打破壟斷
目前，全氟磺酸型PEM是用于氫燃料電池的主流。這類膜的質(zhì)子傳導(dǎo)性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，能夠有效提高電池效率。然而，出于技術(shù)和研發(fā)成本需求，世界上僅有少數(shù)幾個(gè)公司能夠大規(guī)模生產(chǎn)這類產(chǎn)品，市場被海外企業(yè)長期壟斷。當(dāng)前，科慕（CC.US）的Nafion?膜和Gore的SELECT?膜在燃料電池用PEM市場的占有率最高，而3M（MMM.US）、索爾維等公司也都是主要供應(yīng)商。
我國在PEM領(lǐng)域起步較晚，但在政策助推下研發(fā)進(jìn)度快，截至目前，已有部分企業(yè)能夠批量生產(chǎn)商用燃料電池PEM，初步具備國產(chǎn)化能力。其中，東岳集團(tuán)（00189.HK）擁有比較完備的全氟磺酸型PEM產(chǎn)業(yè)鏈，是我國最大的PEM生產(chǎn)商。
2020年，東岳集團(tuán)年產(chǎn)150萬平方米的PEM項(xiàng)目正式投產(chǎn)，其中燃料電池用PEM就達(dá)到50萬平方米，成功實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。雖然其研發(fā)生產(chǎn)的PEM與國際先進(jìn)水準(zhǔn)有一定差距，但總體而言差距并不算大，十分具有發(fā)展?jié)摿?，若能進(jìn)一步縮短差距提高產(chǎn)量，則可有力推動(dòng)氫燃料電池車在我國的規(guī)?；a(chǎn)。
02 傳統(tǒng)PEM需轉(zhuǎn)型，新方向發(fā)展空間大
當(dāng)下，由于主流的全氟磺酸型PEM生產(chǎn)成本高、單體合成難度大且在溫度升高時(shí)質(zhì)子傳導(dǎo)性變差，在降本和提升性能的需求下，PEM生產(chǎn)商正向部分氟化PEM、無氟PEM以及復(fù)合PEM等新方向進(jìn)行研究。
目前開發(fā)使用的無氟PEM主要以磺化芳香聚合物為材料，這類PEM的穩(wěn)定性高、價(jià)格低廉并且加工難度小，但使用壽命短，無法滿足PEMVC需求，若是能夠開發(fā)出具有這類特征但壽命更長的材料，那么PEM生產(chǎn)成本將會(huì)大大下降。
部分氟化PEM領(lǐng)域以巴拉德（BLDP.US）的BAM3G膜為代表，其熱穩(wěn)定性顯著提升，價(jià)格也相對(duì)更低，制備難度依然較高。
復(fù)合PEM領(lǐng)域則已經(jīng)有Gore的SELECT膜，這類膜的尺寸穩(wěn)定性有較大的改善，且由于全氟樹脂用量減少，原材料成本降低。
從長遠(yuǎn)看，三種新方向都能夠有效改善產(chǎn)品性能、降低生產(chǎn)成本，但同樣的，也都仍需要有進(jìn)一步的研究。
出于研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的不足，我國在傳統(tǒng)PEM的生產(chǎn)上很難具備超過海外壟斷企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，也難以形成競爭優(yōu)勢(shì)。要提高我國PEM產(chǎn)品的市場占有率，應(yīng)在加快全氟磺酸PEM技術(shù)突破的同時(shí)也加大對(duì)新型PEM的研究投資力度，爭取搶先占據(jù)市場。此前，萬潤股份（002643.SZ）已表示正積極推進(jìn)“無氟高穩(wěn)定支狀多元嵌段式燃料電池質(zhì)子膜材料”項(xiàng)目，有望開辟中國無氟PEM市場。
03 下游需求增長，政策助推PEM國產(chǎn)化
自“雙碳”目標(biāo)提出后，我國多個(gè)車企都在加快對(duì)氫燃料電池車的探索和布局。長城汽車（02333.SZ）戰(zhàn)略顧問劉坤表示，2021年至2023年是企業(yè)布局氫燃料電池車的戰(zhàn)略時(shí)機(jī)。而下游市場的活躍也推動(dòng)PEM需求的增長，據(jù)中信證券預(yù)測，2025年我國燃料電池汽車總數(shù)將達(dá)到10萬輛，車用PEM總用量約180萬平方米，市場空間可達(dá)18億人民幣。
如此旺盛的市場需求讓各PEM頭部企業(yè)開始瞄準(zhǔn)我國市場，近年來已有多個(gè)廠商在我國投資建廠，同時(shí)積極與我國企業(yè)合作，力圖憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)抓住發(fā)展機(jī)遇。不過，對(duì)于我國本土PEM企業(yè)來說，盡管面對(duì)的競爭者是有豐富研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的外國廠商，我國本土企業(yè)在政策支持下也仍能發(fā)揮本土優(yōu)勢(shì)。
今年3月國家發(fā)改委發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035 年）》，對(duì)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)做出部署，其中明確指出要為氫能相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供財(cái)政金融支持，加快推進(jìn)PEMVC技術(shù)創(chuàng)新。長期來看，在政策的大力支持下，隨著PEM技術(shù)的突破，本土產(chǎn)品的國內(nèi)市場占有率將會(huì)大幅提高，我國燃料電池用PEM的巨大需求缺口最后也將逐漸轉(zhuǎn)為由本土企業(yè)補(bǔ)齊。
04 總結(jié)
總的來說，作為氫燃料電池車商業(yè)化的關(guān)鍵，PEM的市場前景可期。目前的中國企業(yè)已經(jīng)在一定程度上打破海外企業(yè)對(duì)國內(nèi)PEM市場的壟斷，但要進(jìn)一步擴(kuò)大占有率還需要尋求新方向的技術(shù)突破，而本土需求的擴(kuò)大和政策的支持也給了中國企業(yè)更大的發(fā)展空間，中國PEM廠商有望迎來高速成長。