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高性能含氟功能膜行業(yè)下游市場規(guī)模預(yù)測分析、行業(yè)壁壘及主要玩家

1、高性能含氟功能膜行業(yè)發(fā)展概況

20世紀(jì)60年代，質(zhì)子交換膜首次應(yīng)用于美國雙子星航天計劃，但成本高且性能有限。80年代，杜邦Nafion膜提升了質(zhì)子傳導(dǎo)性能，但在高溫下穩(wěn)定性不足。90年代，科研人員嘗試通過無機(jī)填料改善熱穩(wěn)定性，但仍未滿足燃料電池商業(yè)化需求。進(jìn)入21世紀(jì)初，納米復(fù)合技術(shù)和聚合物結(jié)構(gòu)設(shè)計突破，逐步解決了質(zhì)子傳導(dǎo)與穩(wěn)定性問題。

我國在80年代起研發(fā)全氟質(zhì)子交換膜，經(jīng)過“六五”和“七五”科技攻關(guān)計劃后未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。2010年，東岳集團(tuán)成功應(yīng)用自主研發(fā)的全氟離子膜，打破了美國和日本的技術(shù)封鎖。2013年，東岳集團(tuán)與加拿大AFCC公司簽訂合作協(xié)議，2016年獲得技術(shù)認(rèn)證，標(biāo)志著我國燃料電池膜產(chǎn)品基本滿足應(yīng)用需求，質(zhì)子交換膜產(chǎn)業(yè)取得突破。

2、高性能含氟功能膜行業(yè)的市場規(guī)模預(yù)測

按下游應(yīng)用裝機(jī)需求口徑，2024年全球質(zhì)子交換膜市場規(guī)模達(dá)到15.6億元，其中液流電池膜市場規(guī)模達(dá)到9.7億元，占比高達(dá)62.3%。預(yù)計到2030年全球質(zhì)子交換膜市場規(guī)模有望增長至182億元，2024年-2030年復(fù)合增長率達(dá)到50.6%。從市場規(guī)模增量來看，液流電池膜市場增量空間最大，2025年-2030年市場新增需求規(guī)模合計達(dá)到428億元，2024年-2030年復(fù)合增長率高達(dá)57.7%；其次是電解水制氫膜市場，2024年-2030年復(fù)合增長率高達(dá)42%。

2024-2030全球質(zhì)子交換膜市場規(guī)模及預(yù)測

資料來源：普華有策

2024年中國質(zhì)子交換膜市場規(guī)模達(dá)到6.33億元。其中液流電池膜市場規(guī)模高達(dá)4.2億元，占比高達(dá)66%。預(yù)計到2030年，國內(nèi)質(zhì)子交換膜市場需求規(guī)模有望增長至89億元，2024年-2030年均復(fù)合增長率達(dá)到55%，主要受益于儲能液流電池市場需求快速增長。

2024-2030中國質(zhì)子交換膜市場規(guī)模及預(yù)測（單位：億元）

資料來源：普華有策

3、高性能含氟功能膜在儲能領(lǐng)域的應(yīng)用情況

（1）儲能領(lǐng)域市場規(guī)模

儲能技術(shù)分為傳統(tǒng)和新型兩類。傳統(tǒng)儲能以抽水蓄能為主，適用于電力負(fù)荷高峰期，但受選址限制。新型儲能技術(shù)包括鋰電池、液流電池、鈉離子電池等，近年來發(fā)展迅速，尤其是鋰電池。2024年底，全球儲能裝機(jī)規(guī)模達(dá)372.0GW，其中新型儲能占165.4GW。中國儲能裝機(jī)達(dá)到137.9GW，占全球37.1%，新型儲能首次超過抽水蓄能，液流電池在長時儲能領(lǐng)域有較大進(jìn)展。

（2）液流電池膜在儲能產(chǎn)品的應(yīng)用及概況

質(zhì)子交換膜是液流電池的核心部件，影響其性能、壽命和成本。理想膜需具備低離子滲透率、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、高離子電導(dǎo)率和低水通量。盡管Nafion膜性能優(yōu)越，但價格高且供應(yīng)不足。近年來，國內(nèi)企業(yè)如未來材料在技術(shù)上取得突破，國產(chǎn)膜市場滲透率超過90%，推動液流電池商業(yè)化。2022-2024年，液流電池膜國產(chǎn)化率提升，市場規(guī)模達(dá)到9.7億元（全球）和4.2億元（中國）。

4、高性能含氟功能膜在氫能領(lǐng)域的應(yīng)用情況

（1）綠氫制備行業(yè)概況

氫氣根據(jù)碳排放量分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫?；覛渫ㄟ^化石能源制得，成本低但碳排放大；藍(lán)氫使用碳捕集技術(shù)減少排放；綠氫利用可再生能源電解水，零碳排放。雖然生物質(zhì)、核能和光催化等方式仍在試驗階段，但電解水制氫有較大潛力。目前，灰氫占全球產(chǎn)量95%以上，預(yù)計到2030年灰氫占比降至53%，綠氫占比提升至33%。根據(jù)規(guī)劃，到2025年中國可再生能源制氫規(guī)模達(dá)到10-20萬噸/年，2035年可再生能源制氫將顯著增加。

（2）電解水制氫膜在綠氫制備產(chǎn)品的應(yīng)用及概況

質(zhì)子交換膜（PEM）是電解槽的核心部件，決定了其性能和壽命。其在電解槽中為水分子和水合氫離子提供傳輸通道，同時隔絕陰陽極側(cè)的氫氧氣，并為催化劑層提供支撐。目前，全球PEM電解制氫市場主要使用科慕的Nafion膜，國內(nèi)隨著技術(shù)突破，國產(chǎn)膜的市場份額逐年提升，從2022年的23%增至2024年的43%。國產(chǎn)膜相比Nafion等進(jìn)口膜已實現(xiàn)約40%的成本降幅，推動了PEM電解水制氫的成本降低。2024年全球和中國電解水制氫膜市場需求規(guī)模分別為3.36億元和0.79億元，同比增長11%和49%。

5、高性能含氟功能膜在燃料電池中的應(yīng)用

燃料電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，20世紀(jì)60年代由NASA首次應(yīng)用于航天飛船。70年代，氫能作為清潔能源受到各國重視。90年代，奔馳、福特等車企推出燃料電池概念車。進(jìn)入21世紀(jì)后，氫能與燃料電池技術(shù)逐漸成熟，日本豐田于2014年推出Mirai燃料電池車，并于2020年發(fā)布二代車型，最大續(xù)航可達(dá)850公里，成為行業(yè)里程碑。

燃料電池按電解質(zhì)的不同可分為：堿性燃料電池（AFC）、直接甲醇燃料電池（DMFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）。其中，質(zhì)子交換膜燃料電池采用高分子膜作為固態(tài)電解質(zhì)，具有能量轉(zhuǎn)換率高、低溫啟動、無電解質(zhì)泄露、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，已經(jīng)成為用于燃料電池的首選技術(shù)，被廣泛用于汽車、便攜式電源以及小型驅(qū)動裝置等場景。

作為燃料電池的核心部件之一，質(zhì)子交換膜市場由燃料電池市場所決定。近年來，燃料電池需求量快速增長，全球燃料電池2024年出貨量為1,847.7MW，到2030年，全球燃料電池年出貨量預(yù)計將達(dá)到21,560.9MW，2024年-2030年復(fù)合增長率達(dá)到51%。

6、行業(yè)面臨的機(jī)遇及風(fēng)險

行業(yè)面臨的機(jī)遇及風(fēng)險

資料來源：普華有策

7、行業(yè)主要壁壘

（1）技術(shù)壁壘

原材料制備難度大，實現(xiàn)大規(guī)模制備PSVE，使其滿足工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模具備相當(dāng)大的技術(shù)難度。全氟磺酸樹脂的制備中鏈結(jié)構(gòu)、交換容量、分子量的調(diào)控屬于技術(shù)難題，如何實現(xiàn)化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、電化學(xué)性能均能夠滿足下游應(yīng)用需求的膜材料，保證綜合性能優(yōu)異是需要長足努力。

（2）資金壁壘

氟化工行業(yè)從生產(chǎn)線建設(shè)到研發(fā)創(chuàng)新需要大量資金投入。生產(chǎn)設(shè)備需采用特殊材質(zhì)和工藝，投資動輒數(shù)千萬元甚至上億元。研發(fā)周期長，需資金用于設(shè)備采購、人才引進(jìn)和合作，且成果轉(zhuǎn)化有不確定性。在安全生產(chǎn)與環(huán)保方面，企業(yè)還需大量資金用于設(shè)施建設(shè)、人員培訓(xùn)和設(shè)備升級。整個項目盈利周期長，且市場風(fēng)險和原材料價格波動增加了投入壓力，缺乏資本的企業(yè)難以進(jìn)入該行業(yè)。

（3）市場壁壘

氟化工及含氟功能膜產(chǎn)品技術(shù)復(fù)雜、工藝要求高，需要強(qiáng)大的研發(fā)能力。由于較長的客戶認(rèn)證周期和先發(fā)企業(yè)的市場主導(dǎo)，新企業(yè)難以快速獲得認(rèn)可。例如，質(zhì)子交換膜作為燃料電池核心部件，主要由科慕、戈爾等國際公司主導(dǎo)，后發(fā)企業(yè)需經(jīng)過漫長且高成本的認(rèn)證過程才能進(jìn)入市場。

（4）人才壁壘

質(zhì)子交換膜生產(chǎn)對人才的綜合素質(zhì)要求較高，除需要具備深厚的專業(yè)技術(shù)知識積累外，還需要具備豐富而扎實的現(xiàn)場生產(chǎn)經(jīng)驗，需要在科學(xué)層面與技術(shù)層面全面解析質(zhì)子交換膜生產(chǎn)的關(guān)鍵點(diǎn)，構(gòu)建一支復(fù)合型的人才隊伍需要一定的時間積累。

8、行業(yè)競爭格局及主要企業(yè)

從市場競爭格局來看，美國戈爾、美國科慕、日本旭化成、日本旭硝子、未來材料為全球前五廠商，共占有約70%的市場份額。在國內(nèi)質(zhì)子交換膜市場中，目前仍然以國外品牌產(chǎn)品為主。在國產(chǎn)品牌方面，東岳集團(tuán)在我國液流電池、PEM電解水制氫和燃料電池質(zhì)子交換膜市場占有率均位于國產(chǎn)第一，打破了國外壟斷，市場占有率不斷提高。綠動氫能、科潤新材料、漢丞科技等企業(yè)在積極導(dǎo)入，進(jìn)行產(chǎn)品驗證集小批量的出貨，同時，泛亞微透、東材科技等企業(yè)也在加快推進(jìn)質(zhì)子交換膜的研發(fā)和生產(chǎn)。

行業(yè)內(nèi)主要企業(yè)情況

資料來源：普華有策

《2025-2031年高性能含氟功能膜行業(yè)細(xì)分市場投資新機(jī)遇及發(fā)展前景預(yù)測報告》涵蓋行業(yè)全球及中國發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場規(guī)模，產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)/專利、競爭格局、上游原料情況、下游主要應(yīng)用市場需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場集中度、重點(diǎn)企業(yè)/玩家，企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動因素、市場前景預(yù)測，投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險等內(nèi)容。同時北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場專項調(diào)研項目、產(chǎn)業(yè)研究報告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項目可行性研究報告、專精特新小巨人認(rèn)證、市場占有率報告、十五五規(guī)劃、項目后評價報告、BP商業(yè)計劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍(lán)白皮書、國家級制造業(yè)單項冠軍企業(yè)認(rèn)證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。（PHPOLICY:MJ）