氫能行業深度報告之三：質子交換膜PEM市場空間廣闊國產替代進行時-230419（70頁）.pdf

1、氫能行業深度報告之三：質子交換膜PEM市場空間廣闊，國產替代進行時李永磊(證券分析師)董伯駿(證券分析師)楊陽(證券分析師)湯永俊(聯系人)S0350521080004S0350521080009S0350521120005S評級：推薦(維持)證券研究報告2023年04月19日基礎化工請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明2相對滬深300表現表現1M3M12M基礎化工-6.6%-0.8%-5.3%滬深300-1.0%3.8%-1.7%最近一年走勢相關報告碳纖維行業框架報告：雙碳戰略推動碳纖維景氣度上行，技術進步產能擴張降本可期（推薦）*化工*楊陽，李永磊2022-05-27磷化工和鈦白粉企業

2、進軍磷酸鐵，大有可為（推薦）*化工*董伯駿，李永磊2021-09-09-0.1903-0.1303-0.0703-0.01020.04980.1098基礎化工滬深3005X8VgVmU9XnUuVvUrY9P9R7NoMoOsQsRiNpPmQkPrQyRbRrQvNNZmOmRxNtQnM請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明3重點關注公司及盈利預測重點關注公司及盈利預測重點公司代碼股票名稱股價EPSPE投資評級2023/4/182021A2022E/A2023E2021A2022E/A2023E0189.HK東岳集團8.300.981.731.5710.814.494.64未評級6012

3、08.SH東材科技12.700.380.450.5645.7125.2522.55未評級002643.SZ萬潤股份17.540.670.790.9134.2622.0819.20買入688386.SH泛亞微透44.720.950.451.8085.06123.8324.84未評級資料來源：Wind資訊，國海證券研究所注：除萬潤股份外，其余標的盈利預測取自Wind一致預期；東岳集團股價單位為港幣（港幣兌人民幣為0.876，截至4月18日）；東材科技、泛亞微透已發布2022年年報，2022年數據為實際數據。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明4核心提要核心提要質子交換膜應用廣泛，質子交換膜應用

4、廣泛，2025年市場年市場規模有望超規模有望超40億元億元質子交換膜是一種致密的離子選擇性透過的膜，廣泛應用于電解水制氫、燃料電池、全釩液流電池以及鐵鉻液流電池等領域。據我們測算，國內質子交換膜需求2023-2025年有望達86.7、169.1和314.7萬平米，對應市場規模達13.0、25.4和47.2億元。氫能驅動氫能驅動PEM需求持續提升需求持續提升雙碳戰略背景下，氫能憑借環保、高熱值和轉化率、可提升可再生能源利用率等優勢，將迎發展新機遇。其中PEM電解制氫能夠提供更寬的負載范圍和更短的響應啟動時間，與水電、風電、光伏具有良好的匹配性，最適合未來能源結構的發展。據我們測算，受益于電解水高

5、速發展，預計2022-2025年國內PEM制氫對質子交換膜的需求量分別為0.5、1.0、1.7和2.9萬平米。同時，近年受益于環保監管趨嚴及政府政策支持，氫燃料電池出貨量不斷提升，質子交換膜作為燃料電池核心組件，2022-2025年需求量分別為7.5、20.9、37.9和63.6萬平米。釩電發展給釩電發展給PEM帶來新機遇帶來新機遇質子交換膜是釩電池關鍵組件，用于阻隔正負極電解液，選擇性通過符合條件的粒子。由于釩電具備安全性高等優勢，將迎高速發展，進而也將帶動質子交換膜需求快速提升。據我們測算，2022-2025年釩電對質子交換膜需求量將達26.9、59.4、115.6、219.5萬平方米。P

6、EM國產替代加速進行國產替代加速進行質子交換膜由于制備工藝復雜，長期被杜邦、戈爾、旭硝子等美國和日本少數廠家壟斷。近年，質子交換膜國產化提速，東岳、科潤等企業積極布局，據統計，目前國內現有質子交換膜產能達140萬平米/年。同時，東岳、科潤新材料持續擴能，東材科技、泛亞微透、萬潤股份等新進入者也積極布局新產能。投資建議投資建議建議關注質子交換膜生產及在建企業：東岳集團、東材科技、萬潤股份、泛亞微透。綜合考慮新能源快速發展帶動質子交換膜需求的高速提升，進而給基礎化工行業帶來的發展機會，維持基礎化工行業“推薦”評級。風險提示：風險提示：釩電池推廣進度不及預期、PEM制氫及燃料電池發展不及預期、項目建

7、設不及預期、原材料價格大幅波動、重點關注公司未來業績的不確定性等、PEM國產替代進程不及預期。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明5目錄目錄質子交換膜性能優異質子交換膜性能優異氫能驅動PEM需求持續提升釩電發展給PEM帶來新機遇PEM國產替代加速進行建議關注標的風險提示請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明61.質子交換膜性能優異質子交換膜性能優異 1.1 質子交換膜性能優異，應用廣泛質子交換膜性能優異，應用廣泛質子交換膜是一種致密的離子選擇性透過的膜，最早應用于海水淡化與氯堿工業，近年隨著燃料電池、液流電池等新能源技術的發展，質子交換膜成為新能源領域的關鍵材料，廣泛應用于電解水制氫、燃

8、料電池以及全釩液流電池等領域。同時，質子交換膜需具備高質子導電率、較好的力學強度、較低的尺寸變化率、較低的氣體滲透率、高選擇性離子傳輸能力等。1.2 海外企業掌握海外企業掌握PEM主要產能，國內近年實現量產主要產能，國內近年實現量產質子交換膜的工業化歷程始于20世紀70年代，最早由美國杜邦公司開發全氟磺酸離子分離膜并將其應用于氯堿工業，后續美國通用公司將全氟磺酸膜應用于質子交換膜燃料電池，美國GE公司將全氟磺酸膜應用于電解制氫技術。國內方面，東岳集團2010年宣布中國自主研發的全氟離子膜和燃料電池膜實現國產化，其子公司東岳未來氫能公司質子交換膜項目一期投產，產能達50萬平米/年。1.3 質子交

9、換膜位于產業鏈中游，生產工藝復雜質子交換膜位于產業鏈中游，生產工藝復雜質子交換膜位于產業鏈中游，主要經過單體制備、單體聚合、薄膜加工三個環節制成。聚合單體主要為四氟乙烯和全氟乙烯基醚單體（PVSE）；聚合工藝有本體聚合、溶液聚合、乳液聚合以及超臨界CO2聚合等四種工藝；成膜工藝包括熔融擠出法、溶液流延法、鋼帶流延法以及卷材流延法等，生產工藝復雜。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明71.1 質子交換膜應用廣泛質子交換膜應用廣泛 質子交換膜質子交換膜(Proton Exchange Membrane，PEM)，也叫質子膜或者氫離子交換膜，是一種致密的離子選擇性透過的膜，最早應用于海水淡化與氯

10、堿工業，近年來，隨著燃料電池、液流電池等新能源技術的發展，質子交換膜成為新能源領域的關鍵材料，廣泛應用于電解水制氫、燃料電池以及全釩液流電池等領域。目前市面上主要使用的是全氟磺酸質子交換膜全氟磺酸質子交換膜：其主鏈主要是由高度疏水的碳氟骨架構成，而親水磺酸基則分布在側鏈上，這些基團容易聚在一起形成若干富離子區域，這些富離子區域彼此相連形成有利于質子傳遞的通道，從而形成較高的質子導電能力。而由于主鏈的碳氟結構，使得膜具有優異的化學穩定性、水穩定性和較高的機械穩定性。圖表：東岳集團全氟磺酸質子交換膜圖表：東岳集團全氟磺酸質子交換膜資料來源：東岳集團公司官網圖表：圖表：PEMPEM質子傳輸主要通過側

11、鏈磺酸基完成質子傳輸主要通過側鏈磺酸基完成資料來源：燃料電池用質子交換膜產業分析趙經緯等請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明8圖表：質子交換膜需具備優異性能圖表：質子交換膜需具備優異性能資料來源：Trendbank，釩氧化還原液流電池技術綜述曲大為等，國海證券研究所關鍵指標關鍵指標性能性能質子導電率氫離子在一定溫度、壓力條件下，單位面積里傳導質子的阻力，也稱質子阻抗。穩定性指膜的熱穩定性，燃料電池和電解池在高溫（100）下工作時，質子交換膜耐久性會下降，提高穩定性是膜性能不可或缺的部分。水電滲系數在燃料電池工作時，陽極會產生水，在質子運動下，水從陽極流動至陰極的線粗稱為電滲遷移。吸水性膜的

12、質子導電性取決于膜的結構及其含水量，含水量通常表示為干燥膜每克含水量，或為每個磺酸基中存在的水分子數。力學強度水吸收過程會改變膜的尺寸，燃料電池工作時會是一個持續動態的過程，對于膜的力學強度有非常高的要求。氣體滲透率原理上，膜應對反應物組分不可滲透，防止反應物組分在參與電化學反應之前混合。因此定義其滲透率為擴散率和溶解度的乘積。選擇性離子傳輸能力對質子或選擇性陰離子（硫酸根離子）有高的傳輸能力，減小膜的電阻，降低因膜內阻造成的效率損失，提高電池效率 基于電解水、燃料電池和液流電池中所起到的關鍵作用，質子交換膜需具備：高的質子導電率、較好的化學及物理穩定性、適度的吸水性、較好的力學強度、較低的尺

13、寸變化率、較低的氣體滲透率、高選擇性離子傳輸能力，同時還應具備較高的機械強度、可加工性好以及適當的性價比。1.1 質子交換膜需具備優異性能質子交換膜需具備優異性能請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明91.1 全氟磺酸質子交換膜應用最廣全氟磺酸質子交換膜應用最廣 由于全氟磺酸質子交換膜技術由于全氟磺酸質子交換膜技術成熟、性能優良，是目前應用最廣泛的質子交換膜體系，成熟、性能優良，是目前應用最廣泛的質子交換膜體系，但其仍存成本較高、氟化過程有時能導致環境污染、尺寸穩定性較差、溫度升高會降低質子傳導性的缺點。為了解決全氟磺酸質子交換膜存在的問題，進一步改善質子交換膜的性能，非全氟化質子交換膜、無

14、氟質子交換膜和復合質子交換膜成為新的研究方向。圖表：質子交換膜分類圖表：質子交換膜分類資料來源：新材料在線公眾號，氫燃料電池質子交換膜研究現狀及展望俞博文，國海證券研究所類型類型全氟磺酸質子交換膜全氟磺酸質子交換膜非全氟化質子交換膜非全氟化質子交換膜無氟化質子交換膜無氟化質子交換膜復合膜復合膜結構由碳氮主鏈和帶有磺酸集團的醚支鏈構成氟碳基、碳氫化合物或芳香側鏈烴基，通常帶有質子導電基團修飾材料和全氟磺酸樹脂構成的復合膜優點機械強度高，化學穩定性好，導電率較高，低溫時電流密度大，質子傳導電阻小成本低，側鏈結構中質子交換基團的接枝可提高質子電導率成本低，環節污染小，機械強度高機械性能改善，改善膜內

15、水傳動和分布，降低質子交換膜內阻缺點溫度升高使質子傳導性能變差，高溫易發生化學降解，成本高壽命短、穩定性差；常溫下性能不及全氟磺酸質子膜化學和熱穩定性差；質子電導率低制備技術要求較高商業應用杜邦Nafion系列、旭化成Aciplex膜、氯工程C膜、Balarard-BAM 3G膜DAIS-磺化苯乙烯-丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物膜（研制）Gore-select-PTFE增強膜請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明101.2 海外企業掌握海外企業掌握PEM主要產能，國內近年實現量產主要產能，國內近年實現量產 質子交換膜的工業化歷程始于20世紀70年代，最早由美國杜邦公司開發全氟磺酸離子分離膜并將其

16、應用于氯堿工業，后續美國通用公司將全氟磺酸膜應用于質子交換膜燃料電池，美國GE公司將全氟磺酸膜應用于電解制氫技術。國內方面，東岳集團2010年宣布中國自主研發的全氟離子膜和燃料電池膜實現國產化，其子公司東岳未來氫能公司質子交換膜項目一期投產，產能達50萬平米/年。圖表：質子交換膜工業化歷程圖表：質子交換膜工業化歷程資料來源：化工新材料公眾號，東岳集團官網，高工氫電，質子交換膜電解水制氫技術的發展現狀及展望何澤興，氟表面活性劑和氟聚合物()全氟磺酸樹脂和全氟磺酸離子交換膜竇增培，國海證券研究所20202010200119931975197319661962美國杜邦公司開發全氟磺酸離子分離膜應用于

17、氯堿工業美國通用公司首次將全氟磺酸膜應用于質子交換膜燃料電池美國Engergy Partners公司開發世界上第一輛質子交換膜燃料電池驅動的“綠色汽車”東風電動車輛股份有限公司與中科院合作研 制 出 國 內 第 一 輛30kW質子交換膜燃料電池電動汽車2010年6月山東東岳集團宣布中國自主研發的全氟離子膜和燃料電池膜實現國產化日本Asahi Chemical 公司將全氟離子交換膜應用于電解制堿上并實現工業化生產美國GE公司創辦了第一份PEM電解期刊，展示了早期質子交換膜電解制氫技術的發展東岳集團未來氫能公司質子交換膜項目一期投產，產能50萬平米/年請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明111

18、.3 質子交換膜位于產業鏈中游質子交換膜位于產業鏈中游 全氟磺酸質子交換膜上游主要包括基礎材料和過程材料兩個部分：基礎材料即螢石，其與硫酸反應后生成氫氟酸，再和氯仿反應，生成后續樹脂制備所需的原材料二氟一氯甲烷（R22）。過程材料主要為全氟磺酸樹脂及其共聚單體TFE、PVSE等。下游應用方面，全氟磺酸質子交換膜可廣泛應用于氯堿工業、燃料電池、電解水、液流電池等領域。圖表：質子交換膜位于產業鏈中游圖表：質子交換膜位于產業鏈中游資料來源：燃料電池用質子交換膜產業分析趙經緯等，東岳集團公司官網，國海證券研究所基礎材料基礎材料螢石、氫氟酸、R22過程材料過程材料TFE、PVSE、全氟磺酸樹脂質子交換膜

19、制造質子交換膜制造燃料電池質子交換膜燃料電池質子交換膜電解水質子交換膜電解水質子交換膜液流電池質子交換膜液流電池質子交換膜其他其他上游材料中游制造下游應用氯堿質子交換膜氯堿質子交換膜請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明121.3 全氟磺酸樹脂是全氟磺酸質子交換膜的關鍵原料全氟磺酸樹脂是全氟磺酸質子交換膜的關鍵原料 全氟磺酸樹脂全氟磺酸樹脂(PFAR)是全氟磺酸質子交換膜的關鍵原材料是全氟磺酸質子交換膜的關鍵原材料，其主鏈、側鏈均為氟碳結構，側鏈上帶有磺酸基團，可通過全氟磺酰氟樹脂(PFSR)經水解轉型后制得，而PFSR是四氟乙烯(TFE)與含有磺酰氟基團的全氟烷基乙烯基醚(PVSE)共聚得

20、到的聚合物。聚合單體聚合單體TFE在工業上通過二氟一氯甲烷（R22）熱解法制備，另一聚合單體PVSE則可通過TFE、三氧化硫以及六氟環氧丙烷反應制得，其反應條件苛刻，大規模生產難度較大，后聚合反應對產品穩定性要求很高，代表了化學工業的較高水平。螢石CaF2硫酸H2SO4氫氟酸HF氯仿CHCl3二氟一氯甲烷R22三氧化硫SO3四氟乙烯TFE六氟環氧丙烷TFPO全氟乙烯基醚單體PVSE全氟磺酰氟樹脂PFSR圖表：全氟磺酸樹脂制備流程圖表：全氟磺酸樹脂制備流程資料來源：化工新材料公眾號，氟表面活性劑和氟聚合物()全氟磺酸樹脂和全氟磺酸離子交換膜竇增培，國海證券研究所全氟磺酸樹脂PFAR水解請務必閱讀

21、報告附注中的風險提示和免責聲明131.3 本體聚合和溶液聚合是本體聚合和溶液聚合是PFSR聚合主要工藝聚合主要工藝 PFSR的聚合工藝的聚合工藝主要有本體聚合、溶液聚合、乳液聚合以及超臨界CO2聚合等四種工藝，其中本體聚合與溶液聚合在工業生其中本體聚合與溶液聚合在工業生產的應用較多，產的應用較多，同時為了在反應中減少有機溶劑的使用，后續也開發出乳液聚合以及超臨界CO2聚合工藝，聚合產物PFSR經過水解轉型得到的PFAR即可用于后續質子交換膜的制備。圖表：圖表：PFSRPFSR主要聚合工藝主要聚合工藝資料來源：氟表面活性劑和氟聚合物()全氟磺酸樹脂和全氟磺酸離子交換膜竇增培等，國海證券研究所工藝

22、工藝工藝流程工藝流程優點優點缺點缺點本體聚合將PVSE、引發劑置于高壓反應釜中，再分批壓入TFE，升溫一段時間后得到聚合物PFSR產物的離子交換容量較高反應過程中傳熱能力較差溶液聚合將PVSE、溶劑與引發劑置于高壓反應釜中，再壓入一定量的TFE，升溫一段時間后得到聚合物PFSR，反應結束后通過蒸餾除去溶劑，通過溶解沉淀法得到聚合物固體反應溫度和壓力適中、暴聚風險低使用有機溶劑，對環境有影響乳液聚合將PVSE、水、分散劑、引發劑、緩沖劑、溶劑等加入反應釜中，壓入TFE，反應結束后降溫破乳、水洗烘干后得到聚合物產物無需有機溶劑、環保性好、聚合物產物后處理簡便且性狀均一穩定需水量較大、反應物占比較小

23、、效率較低超臨界CO2聚合將PVSE、引發劑置于反應釜中，沖入TFE與CO2等質量比混合氣，再沖入CO2加壓反應，反應結束后使用液氮洗滌，洗滌液中加入氯仿即可得到聚合物PFSR成本低、無毒、不可燃、易得等優點，產物后處理簡單、反應快反應壓力高、單次生產效率較低請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明141.3 溶液流延和熔融擠出是成膜主要工藝溶液流延和熔融擠出是成膜主要工藝 除單體制備、單體聚合外，質子交換膜生產的第三大環節即為薄膜加工質子交換膜生產的第三大環節即為薄膜加工。以全氟磺酸質子交換膜為例，質子交換膜成膜工藝主要包括熔融擠出法、溶液流延法、鋼帶流延法以及卷材流延法等?；赑FSR的熔

24、融擠出法和基于PFAR的溶液流延法是目前最常用的兩種制膜方式，近年來，鋼帶流延法以及卷材流延法等新的制膜方式也不斷出現。PFSR顆粒擠出機PFSR薄膜質子交換膜干燥擠出水解、酸化PFAR溶液平面模板PFAR薄膜質子交換膜高溫高壓流延刮平溶劑揮發熱處理、裁剪PFAR溶液鋼帶流延機溶解液質子交換膜制膜液高溫高壓異丙醇、水高沸點溶劑蒸餾PFAR溶液高溫烘道復合膜質子交換膜涂布于基膜高溫烘干剝離熔融擠出法溶液流延法鋼帶流延法卷材流延法圖表：全氟磺酸質子交換膜成膜工藝圖表：全氟磺酸質子交換膜成膜工藝資料來源：新材料在線公眾號，氟表面活性劑和氟聚合物()全氟磺酸樹脂和全氟磺酸離子交換膜竇增培等，國海證券研

25、究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明151.3 溶液流延成膜更適用商業化生產溶液流延成膜更適用商業化生產 熔融擠出法由杜邦公司率先完成商業化生產，熔融擠出法由杜邦公司率先完成商業化生產，制備的薄膜厚度均勻、性能較好、生產效率高，但存在擠出制成的膜還需水解轉型才能得到最終產品，無法制備薄膜等問題。溶液流延法溶液流延法是目前制備PFSA質子交換膜商業化產品最多采用的方法，其制出的質子交換膜產品性能更佳且厚度更薄，更適用于商業化生產全氟磺酸質子交換膜，但其流程較為復雜、溶劑需要進行回收處理。圖表：熔融擠出法與溶液流延法的對比圖表：熔融擠出法與溶液流延法的對比資料來源：氫燃料電池質子交換膜研究

26、現狀及展望俞博文，國海證券研究所工藝工藝優點優點缺點缺點主要應用主要應用熔融擠出法膜厚度均勻、性能較好、生產效率高；適合用于批量化生產厚膜；生產過程中無需使用溶劑，環境友好無法用于生產薄膜；擠出成型膜還需水解轉型；較難保持膜的平整杜邦公司一代產品；蘇威公司Aquivion系列產品溶液流延法質子交換膜產品性能更佳且厚度更??；更適用于商業化生產全氟磺酸質子交換膜包括樹脂溶解轉型、溶液流延、干燥成膜等多道工序，工序更長、流程較為復雜、溶劑需要進行回收處理戈爾公司Gore-Select膜；杜邦公司第二代、第三代Nafion膜；旭化成Acplex膜；旭硝子Flemion膜；東岳集團質子交換膜請務必閱讀報

27、告附注中的風險提示和免責聲明16目錄目錄質子交換膜性能優異氫能驅動氫能驅動PEM需求持續提升需求持續提升釩電發展給PEM帶來新機遇PEM國產替代加速進行建議關注標的風險提示請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明172.氫能驅動氫能驅動PEM需求持續提升需求持續提升 2.1 雙碳背景下，氫能迎發展新機遇雙碳背景下，氫能迎發展新機遇目前碳基能源仍是我國能源結構主體，據BP統計，2021年化石能源消費占比達82.7%，其中煤炭占比高達54.7%。在雙碳戰略背景下，必須進行能源結構調整，在這過程中，氫能由于不產生二氧化碳和污染物的排放、具備高熱值和轉化率、能有效提升可再生能源利用率、與電力系統互補協

28、同、以及能有效減少化工生產過程中碳排放，將迎來發展新機遇。2.2 可再生能源電解制氫技術擁有低碳排放，可再生能源電解制氫技術擁有低碳排放，PEM路線具獨特優勢路線具獨特優勢目前氫氣主要通過傳統化石能源、工業副產和電解水三種方式制取。其中利用可再生能源電解制氫，由于所用電力來自水風光等清潔能源，因此全流程碳排放最少。其中，PEM電解無污染、能夠提供更寬的負載范圍和更短的響應啟動時間，與水電、風電、光伏具有良好的匹配性，最適合未來能源結構的發展。2.3 質子交換膜是質子交換膜是PEM電解槽核心組件，未來需求穩步增長電解槽核心組件，未來需求穩步增長質子交換膜是PEM電解槽核心組件，受益于電解水高速發

29、展，據我們測算，預計2022-2025年國內PEM制氫對質子交換膜的需求量分別為0.5、1.0、1.7和2.9萬平米，2030年將達20.4萬平米。2.4 氫燃料電池出貨高速增長，驅動氫燃料電池出貨高速增長，驅動PEM需求持續提升需求持續提升燃料電池是氫能利用的主要形式，近年受益于環保監管趨嚴及政府政策支持，燃料電池出貨量不斷提升。據沙利文測算，2026年國內氫燃料電池電堆功率需求將達15GW，2022-2026年復合增長率為94.8%。據我們測算，2022-2025年由此帶來的質子交換膜的需求量分別為7.5、20.9、37.9、63.6萬平米。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明182.

30、1 氫能氫能是目前世界上最為理想的能量載體和清潔能源是目前世界上最為理想的能量載體和清潔能源目前碳基能源仍是我國能源結構主體目前碳基能源仍是我國能源結構主體，據據BP統計統計，2021年化石能源消費占比達年化石能源消費占比達82.7%，其中煤炭占比高達其中煤炭占比高達54.7%。在雙碳戰略在雙碳戰略背景下背景下，必須進行能源結構調整必須進行能源結構調整，推動能源結構向深度脫碳轉型推動能源結構向深度脫碳轉型，而在這過程中而在這過程中，氫能由于其獨有特性氫能由于其獨有特性，將發揮重要作用將發揮重要作用。氫能是一種儲量豐富、可再生的綠色能源，應用范圍廣泛，可廣泛應用于運輸、電力、建筑、工業等領域。既

31、可以為鋼鐵、化學品生產等提供綠色原料和高品質熱源，也可以通過燃料電池的形式為交通運輸工具提供燃料。不論是通過燃燒，還是通過燃料電池的電化學反應，其最終產物只有水，不會帶來二氧化碳和污染物的排放，清潔環保。圖表：氫能應用廣泛圖表：氫能應用廣泛資料來源：DOE，國海證券研究所 能 水電 能源 圖表：碳基能源仍是我國能源結構主體（圖表：碳基能源仍是我國能源結構主體（20212021年）年）資料來源：BP，國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明192.1 氫能氫能具備高熱值、提升可再生能源利用率的優勢具備高熱值、提升可再生能源利用率的優勢 氫能具有較高的熱值水平較高的熱值水平。據中國氫

32、能聯盟統計數據，傳統燃料汽油蒸汽和天然氣的能量密度分別為44MJ/Kg和42MJ/Kg，而氫氣能量密度高達143MJ/Kg，是汽油蒸汽和天然氣的3倍。同時，氫能具有較高的能量轉化率，通過燃料電池氫能可以實現90%以上的綜合轉化率。氫能還可以有效提升水力有效提升水力、光伏光伏、風電等可再生能源的利用率風電等可再生能源的利用率，并與電力系統互補協同并與電力系統互補協同。由于自然因素，可再生能源發電呈現明顯的季節性，因此可再生電力供應和用電需求經常出現時間不匹配的問題。通過電解水技術，在電力供應較大、需求疲弱時，將電能轉化為可存儲的氫能；在需求增長時用氫能發電，這樣顯著解決了余電存儲的問題，也可以有

33、效提升可再生能源的利用率。圖表：氫 能量密度是汽 蒸汽和 的三倍圖表：氫 能量密度是汽 蒸汽和 的三倍資料來源：中國氫能聯盟，國海證券研究所技術指標技術指標氫氣氫氣汽油蒸汽汽油蒸汽天然氣天然氣爆炸極限（%）4.1-7.51.4-7.65.3-15燃燒點能量（MJ）0.020.20.29擴散系數（m2/s）6.1110-50.5510-51.6110-5能量密度（MJ/Kg）1434442圖表：圖表：我國 能源發電呈現明顯的季節性我國 能源發電呈現明顯的季節性資料來源：Wind，國海證券研究所 水電（）電（）能發電（）請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明202.1 氫能可以解決化工工藝過程中

34、碳排放問題氫能可以解決化工工藝過程中碳排放問題氫氣還可以有效解決化工工藝過程中二氧化碳過多排放的問題。氫氣還可以有效解決化工工藝過程中二氧化碳過多排放的問題?；すに嚵鞒烫寂欧胖饕獊碜詢蓚€部分，一部分是外部耗能所帶來的間接排放（燃料燃燒、電力供應）。另一部分是生產工藝自身所產生的碳排放，煤制甲醇碳排放主要來自變換、凈化工藝環節。而生產工藝自身產生的這部分二氧化碳可以通過增氫來減少排放。圖表：甲醇 產工藝碳排放主要來自兩個部分圖表：甲醇 產工藝碳排放主要來自兩個部分資料來源：淺談 制甲醇合成裝置節能減排措施 易洪民，國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明212.1 增氫可有效減少

35、化工工藝過程中碳排放增氫可有效減少化工工藝過程中碳排放 以煤制甲醇為例，煤制甲醇生產時所需的H2：CO為2：1，而煤的碳含量較高，氣化后主要成分是CO，H2含量則較少。因此需要通過變換工藝，將多余的CO與H2O反應，生成甲醇生產所需的H2，將碳氫調至合理比例。而變換工藝另一個產物是CO2，這也是煤制甲醇生產中碳排放的主要來源。而如果通過外部供給低碳環保的綠氫，直接將碳氫調至生產所需比例，不僅可以避免煤制甲醇工藝中的變換工藝環節，減少而如果通過外部供給低碳環保的綠氫，直接將碳氫調至生產所需比例，不僅可以避免煤制甲醇工藝中的變換工藝環節，減少相應的二氧化碳排放，相應的二氧化碳排放，還可讓更多的CO

36、直接用于甲醇的生產中，有效提升碳的利用率。除煤制甲醇外，煤制合成氨等眾多化工工藝都可通過外部增加氫氣供給的方式，有效減少整個生產過程中的二氧化碳排放。圖表：外部增氫 避免 制甲醇變換工藝環節圖表：外部增氫 避免 制甲醇變換工藝環節資料來源：制甲醇工藝分析 郝磊等，國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明222.2 目前氫氣主要生產方式為煤制氫目前氫氣主要生產方式為煤制氫目前氫氣主要通過三種較為成熟的路線制取目前氫氣主要通過三種較為成熟的路線制取。一是以煤炭以煤炭、天然氣等傳統化石能源生產氫氣天然氣等傳統化石能源生產氫氣，這也是目前全球制氫最為成熟的技術路線。而我國由于煤炭資源豐富

37、，截至2020年，62%的氫氣生產來自煤炭。二是以焦爐煤氣以焦爐煤氣、氯堿尾氣氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業副產制氫丙烷脫氫為代表的工業副產制氫，提純利用這些副產氫氣，不僅可以提高資源利用率，還可以為相關產業帶來更高的經濟效益。三是電解水制氫電解水制氫，截至2020年在我國，電解水年制氫量約占氫氣總產量的4%。而由于電解水制氫，特別是可再生能源電解制氫具有綠色環保、生產靈活、純度高等特點，未來發展空間廣大。圖表：全球純氫 產原料主要以 為主（圖表：全球純氫 產原料主要以 為主（20182018年）年）資料來源：德勤白皮書：氫能源及燃料電池交通解決方案，國海證券研究所圖表：制氫在國內占有較大比例

38、（圖表：制氫在國內占有較大比例（20202020年）年）資料來源：德勤白皮書：氫能源及燃料電池交通解決方案，國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明232.2 可再生能源電解制氫技術擁有最低的碳排放可再生能源電解制氫技術擁有最低的碳排放 成本和碳排放方面，煤制氫和天然氣制氫由于工藝成熟、應用規模大，目前具有較低生產成本，而其碳排放也是眾多技術中其碳排放也是眾多技術中最高的最高的，因此這兩種制氫技術也被稱為因此這兩種制氫技術也被稱為“灰氫灰氫”。為有效解決化石能源制氫碳排放高的問題，目前開始嘗試將化石能源制氫與CCUS（碳捕集利用）相結合，即“藍氫”。主要是在化石能源傳統制氫工藝之

39、后，增加碳捕捉環節，將產生的二氧化碳進行捕捉、封存和利用，有效減少整個過程的碳排放。由于國內CCUS技術還處于探索示范階段，因此成本相對較高，待這項技術成熟及大規模應用，有望推動成本下降。傳統電解水制氫由于使用的電力主要來自電網的火力發電，且生產過程中會產生能耗損失，因此整個生產過程產生的碳排放甚至比化石能源直接重整制氫還高。而可再生能源電解制氫技術而可再生能源電解制氫技術，由于所用電力來自水風光等清潔能源由于所用電力來自水風光等清潔能源，因此全流程碳排放因此全流程碳排放最少最少，也被稱為也被稱為“綠氫綠氫”。圖表：圖表：能源電解制氫技術擁有最低的碳排放 能源電解制氫技術擁有最低的碳排放資料來

40、源：中國氫能聯盟，中國氫能技術發展現狀與未來展望徐碩等，國海證券研究所制氫技術制氫技術制氫成本（元制氫成本（元/Kg/Kg）碳排放（碳排放（Kg COKg CO2 2/Kg/Kg）技術成熟度技術成熟度 制氫922-35成熟 制氫+CCUS15-18示范論證 重整制氫15-2310-16成熟 重整制氫+CCUS18-27示范論證工業副產制氫10-16成熟傳統電解水制氫23（谷電）33.75-43.41成熟 能源電解水制氫（ALK技術）22.9-27.70.4-0.5成熟光解水制氫近零排放基礎研究 物質制氫近零排放基礎研究請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明242.2 綠氫制備成本將持續下降綠

41、氫制備成本將持續下降目前目前，可再生能源電解制氫還處于起步階段可再生能源電解制氫還處于起步階段，成本相對較高成本相對較高。未來未來，伴隨著產能增加伴隨著產能增加、技術進步以及可再生能源電力成本的持續技術進步以及可再生能源電力成本的持續下降下降，可再生能源電解制氫可再生能源電解制氫（綠氫綠氫）的成本將不斷下行的成本將不斷下行，這也有助于可再生能源電解制氫技術的大面積推廣這也有助于可再生能源電解制氫技術的大面積推廣。依據英國Hemado咨詢公司數據統計，2020年全球電解水成本在4.2美元/千克，其中運行成本0.2美元/千克，前期電解裝置系統投資成本1.8美元/千克，電力成本2.2美元/千克。同時

42、根據Hemado預測，未來電解水制備成本將不斷下行。其中受益于近年可再生能源技術成熟和規?；l展，可再生電力成本預計在未來十年會顯著下降；而伴隨產能增加、技術進步,電解裝置的轉化效率和滿載小時數將持續提升，這也促使單位氫氣生產對應的電解裝置成本將持續下降。圖表：圖表：綠氫制備成本將持續下降綠氫制備成本將持續下降資料來源：Hemado，國海證券研究所 電 成本（元 ）電解 成本（元 ）成本（元 ）請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明252.2 PEM電解水制氫技術具有獨特優勢電解水制氫技術具有獨特優勢在技術層面在技術層面，電解水制氫技術可分為堿性電解水制氫電解水制氫技術可分為堿性電解水制氫(

43、ALK)、質子交換膜電解水制氫質子交換膜電解水制氫(PEM)、固體氧化物電解水制氫固體氧化物電解水制氫(SOE)和陰和陰離子交換膜電解水制氫離子交換膜電解水制氫（AEM）。其中，堿性電解水技術最為成熟，其采用氫氧化鉀水溶液作為電解質，以石棉為隔膜，分離水產生氫氣和氧氣。ALK由于是堿性條件，因此可以使用非貴金屬電催化劑，因此電解槽造價成本較低；但是，ALK難以快速啟動和變載，無法快速調節制氫速度，因此與可再生能源適配性較差。固體氧化物電解水制氫（SOE）采用固體氧化物為電解質材料，適合在高溫環境下運作，能效更高，但處于初期示范階段。而陰離子交換膜電解水制氫（AEM）以陰離子交換膜作為電解質隔膜

44、，目前仍處于實驗室階段，其發展主要取決于相關材料技術的突破情況。從技術角度看，PEM電解水技術具有獨特優勢電解水技術具有獨特優勢，許多新建項目開始轉向選擇PEM電解技術，近年開始獲得較多的市場份額。首先，相較堿性電解水技術，PEM電解采用純水電解，無污染、無腐蝕；其次，質子交換膜擁有更高的質子傳導性，電解槽工作電流可大大提高，從而提升電解效率；同時PEM電解水技術能夠提供更寬的負載范圍和更短的響應啟動時間，與水電與水電、風電風電、光伏光伏（發電的波動性和隨機性較大發電的波動性和隨機性較大）具有良好的匹配性具有良好的匹配性，最適合未來能源結構的發展最適合未來能源結構的發展。請務必閱讀報告附注中的

45、風險提示和免責聲明262.2 PEM電解水技術具有獨特優勢電解水技術具有獨特優勢圖表：圖表：PEMPEM電解水技術負載范圍更寬、啟動更快電解水技術負載范圍更寬、啟動更快資料來源：電解水制氫技術研究進展與發展建議俞紅梅等，國海證券研究所ALKALKPEMPEMSOESOEAEMAEM堿性電解水制氫堿性電解水制氫質子交換膜質子交換膜固體氧化物固體氧化物陰離子交換膜陰離子交換膜電解質隔膜20%-30%KOH石棉膜質子交換膜氧化鋯陰離子交換膜和低濃度堿性溶液電流強度（A/cm2）0.2-0.81-20.3-10.2-2運行溫度70-9050-80700-85040-60負載范圍15%-100%5%-1

46、20%30%-125%5%-100%啟動時間（熱啟動-冷啟動)1-10分鐘1秒-5分鐘能耗（kWh/Kg H2）47-6647-6635-5051.5-66電解槽成本（USD/KW）270400電解槽壽命（h）60005000-80005000環保性有腐蝕液體無污染無污染技術成熟度充分產業化初步商業化初期示范實驗室階段請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明272.2 質子交換膜是質子交換膜是PEM水電解槽的核心組件水電解槽的核心組件 PEM水電解槽主要內部組件由內到外依次是質子交換膜、陰陽極催化層、陰陽極氣體擴散層、陰陽極端板等。其中質子交換質子交換膜膜、催化層與擴散層組成膜電極催化層與擴散

47、層組成膜電極，是整個水電解槽物料傳輸以及電化學反應的主場所是整個水電解槽物料傳輸以及電化學反應的主場所。作為水電解槽膜電極的核心組件，質子交換膜不僅傳導質子質子交換膜不僅傳導質子，隔離氫氣和氧氣隔離氫氣和氧氣，而且還為催化劑提供支撐而且還為催化劑提供支撐，其性能的好壞直其性能的好壞直接決定水電解槽的性能和使用壽命接決定水電解槽的性能和使用壽命，因此在整個設備中至關重要。圖表：圖表：PEMPEM水電解 組成水電解 組成資料來源：高效質子交換膜電解水制氫技術研究進展溫昶等請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明282.3 國內及全球電解水新增裝機量高速增長國內及全球電解水新增裝機量高速增長 近年，

48、可再生能源高速發展，而電解制氫能匹配可再生能源發電的波動性，提高電力系統靈活性，逐步成為可再生能源發展和應用的重要方向。據IEA統計，全球電解水總裝機量有望從2019年的242MW增至2023年的5517MW。國內方面，據高工氫電統計，2021年中國電解水制氫裝機量超350MW，預計至2025年國內電解水制氫裝機量將達2000MW，2022-2025年年均復合增速達39.9%。圖表：全球電解水累計裝機量高速增長圖表：全球電解水累計裝機量高速增長資料來源：IEA，國海證券研究所圖表：國內電解水新增裝機量快速提升圖表：國內電解水新增裝機量快速提升資料來源：高工氫電，國海證券研究所 全球電解水制氫

49、裝機量（）國內電解水制氫需 量（）請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明292.3 國內國內PEM電解制氫質子交換膜需求穩步增長電解制氫質子交換膜需求穩步增長 近年，國內以PEM制氫為代表的可再生能源制氫項目明顯增多，項目逐漸呈現大型化、規?；?、綜合利用趨勢，同時產品研發及市場推廣進程加快。圖表：圖表：國內國內MWMW級級PEMPEM制氫項目制氫項目資料來源：索比氫能公眾號，國海證券研究所測算項目名稱項目名稱項目狀態項目狀態規模規模設備供應商設備供應商國電投大安風光制綠氫合成氨一體化示范項目2023年2月啟動招標10000Nm3/h(50MW)長春綠動金麒麟風力制氫項目2022年11月制氫系

50、統啟運發貨1200Nm3/h(6MW)賽克賽斯青海華電德令哈3兆瓦光伏制氫項目2022年11月開工600Nm3/h(3MW)-三峽烏蘭察布“源網荷儲一體化”關鍵技術研究與示范“制-儲-運-加”氫能綜合示范項目2020年10月開工500Nm3/h(2.5MW)康明斯中石化中原油田兆瓦級可再生電力電解水制氫示范項目2022年12月投產500Nm3/h(2.5MW)康明斯吉電股份中韓示范區2023年2月投產400Nm3/h(2MW)長春綠動國網安徽六安兆瓦級制氫綜合利用項目2022年7月投產200Nm3/h(1MW)中科院大連化物所、陽光氫能、北京中電豐業寧夏京能寧東發電有限責任公司氫能制儲加一體化

51、項目2022年7月制氫系統啟運發貨200Nm3/h(1MW)陽光氫能長江電力三峽壩區PEM制氫加氫一休站項目2022年12月投產200Nm3/h(1MW)陽光氫能國電投白城兆瓦級PEM電解制氫系統裝備項目2023年1月投產200Nm3/h(1MW)電解槽由長春綠動提供，剩余系統由北京中電豐業提供。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明302.3 國內國內PEM電解制氫質子交換膜需求穩步增長電解制氫質子交換膜需求穩步增長 我們以高工氫電對國內電解水制氫新增裝機量預測為基礎，考慮2021-2025年PEM在電解水制氫中占比按照10%、15%、20%、25%、30%的比例遞增，最終測算出2022-

52、2025年國內PEM制氫對質子交換膜的需求量分別為0.5、1.0、1.7和2.9萬平米。圖表：圖表：國內國內PEMPEM電解制氫質子交換膜需 測算電解制氫質子交換膜需 測算資料來源：高工氫電，索比光伏網，國海證券研究所測算關鍵指標關鍵指標202120212022E2022E2023E2023E2024E2024E2025E2025E2030E2030E電解水新增裝機量（MW）3507301021.51429.3200010729PEM制氫占比10%15%20%25%30%40%PEM新增裝機量（MW）351102043576004291質子交換膜單耗（平米/MW）47.5質子交換膜需求量（萬平

53、米）0.20.51.01.72.920.4請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明312.4 燃料電池是氫能主要應用形式燃料電池是氫能主要應用形式 燃料電池是氫能利用的一種主要形式，氫燃料電池可作為氫能的能量轉化器，具有充氫速度快、排放無污染等特點，一直受到各國研究者的青睞。作為汽車動力時，氫燃料電池不受卡諾循環熱效率的限制，能量轉化效率高，長久發展下或將成為未來汽車工業持續發展的方向之一。氫燃料電池汽車的主要結構包括燃料電池堆、電動機、氫罐以及動力控制單元等。圖表：圖表：氫燃料電池汽車主要結構氫燃料電池汽車主要結構資料來源：氫燃料電池汽車的研究現狀及發展趨勢高助威氫燃料汽車的主要結構及其功能

54、氫燃料汽車的主要結構及其功能燃料電池堆內部發生氧化還原電化學反應，為汽車提供持續的電能輸出電動機接收燃料電池提供的電能，驅動汽車前進氫罐儲存氫氣，為電池堆提供持續的能源動力控制單元接收、處理駕駛員發出的操作指令，并用相關控制器發出控制指令圖表：圖表：氫燃料電池汽車主要結構及其功能氫燃料電池汽車主要結構及其功能資料來源：氫燃料電池汽車的研究現狀及發展趨勢高助威，國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明322.4 質子交換膜是質子交換膜是PEM燃料電池的核心組成燃料電池的核心組成按照電解質種類，燃料電池可分為磷酸燃料電池(PAFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、堿性燃料電池(AF

55、C)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)以及質子交換膜燃料電池(PEMFC)，目前市場上的氫燃料電池汽車大多以質子交換膜類燃料電池為主目前市場上的氫燃料電池汽車大多以質子交換膜類燃料電池為主，而質子交換而質子交換膜同樣也是是質子交換膜燃料電池膜同樣也是是質子交換膜燃料電池（PEMFC）核心組成之一核心組成之一，在燃料電池內部發揮重要作用在燃料電池內部發揮重要作用。質子交換膜不僅防止電池陰陽極接觸，避免兩極燃料直接反應，確保能源利用率。傳輸氫離子，高質子電導率的PEM是電池效率的保證。質子膜通過氫離子的本質是只允許水合質子（H3O+）穿過，水合質子同質子交換膜中的磺酸基結合，然后從一個磺酸基到另一個

56、磺酸基，最終到達另一邊。電子以及陰離子都過不去，確保電子從外電路傳輸，達到形成電流的目的。圖表：圖表：質子交換膜在燃料電池中起關鍵作用質子交換膜在燃料電池中起關鍵作用資料來源：燃料電池用質子交換膜產業分析趙經緯等請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明332.4 全球全球PEM燃料電池出貨量高速增長燃料電池出貨量高速增長近年受益于環保監管趨嚴及政府政策支持，PEM燃料電池出貨量也不斷提升。據E4tech統計數據顯示，全球燃料電池出貨量從2011年的109.4MW增長至2021年的2313.1MW，年均復合增速達35.7%。其中PEM燃料電池出貨量從2011年49.2MW，增長至2021年的19

57、98.3MW，年均復合增速高達44.8%，PEM燃料電池出貨量占比也從45.0%進一步提升至86.4%。地區分布方面，亞洲是全球燃料電池主要出貨地區，2021年亞洲地區燃料電池出貨量占全球總出貨量的64.6%，北美地區緊隨其后，占比26.5%。燃料電池出 量（）其 燃料電池出 量（）燃料電池增速（）圖表：圖表：PEMPEM燃料電池出 量高速增長燃料電池出 量高速增長資料來源：E4tech，國海證券研究所圖表：圖表：亞洲是燃料電池主要出 地區（亞洲是燃料電池主要出 地區（20212021年）年）資料來源：E4tech，國海證券研究所 洲 亞洲 其 請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明342.

58、4 國內燃料電池發展前景廣闊國內燃料電池發展前景廣闊 國內方面，據沙利文統計，中國氫燃料電池電堆出貨量由2017年的49.6MW迅速增至2021年的522.3MW，年均復合增速達80.1%。自2021年起，隨著氫燃料電池汽車示范城市群的建立，該產業對氫燃料電池的需求將不斷提升；同時，隨著能量密度及運行壽命方面持續實現技術突破以及氫燃料電池的應用場景不斷多樣化，國內氫燃料電池電堆的出貨量將保持快速增長。據沙利文測算，將由2022年的1044.1MW增至2026年的15044.6MW，年均復合增速達94.8%。圖表：圖表：國內氫燃料電池需 高速增長國內氫燃料電池需 高速增長資料來源：弗若斯特沙利文

59、公眾號，國海證券研究所 氫燃料電池電 出 量（）請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明352.4 燃料電池質子交換膜需求測算燃料電池質子交換膜需求測算 我們以沙利文對國內氫燃料電池電堆功率需求預測為基礎，按照1GW燃料電池需7.14萬平米質子交換膜測算，2022-2025年國內燃料電池對質子交換膜的需求量分別為7.5、20.9、37.9、63.6萬平米。圖表：圖表：燃料電 是燃料電池系統主要成本來源燃料電 是燃料電池系統主要成本來源資料來源：弗若斯特沙利文公眾號，安徽元雋環評，國海證券研究所關鍵指標關鍵指標202120212022E2022E2023E2023E2024E2024E2025E

60、2025E2030E2030E氫燃料電池電堆功率（GW）0.51.02.95.38.9100.3質子交換膜單耗（萬平/GW）7.14質子交換膜需求量（萬平米）3.77.520.937.963.6716.4請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明36目錄目錄質子交換膜性能優異氫能驅動PEM需求持續提升釩電發展給釩電發展給PEM帶來新機遇帶來新機遇PEM國產替代加速進行建議關注標的風險提示請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明373.釩電發展給釩電發展給PEM帶來新機遇帶來新機遇 3.1 質子交換膜是釩電關鍵組件質子交換膜是釩電關鍵組件液流電池是指由電堆（包含電極和離子交換膜）、電解液存儲供給單

61、元以及電池管理控制單元組成的電池類型，與其他電池最主要的區別在于電解液的儲存方式。目前較為先進、被廣泛商用的主要是釩電池。釩電池主要由電堆、電解液、及循環泵等其他結構性部件構成。其中，電堆是釩電池的主體部分，據華經產業網數據，在釩電池成本中占比35%，其核心在于離子交換膜、電極和雙極板。3.2 釩電具備差異化優勢，國內項目開始涌現釩電具備差異化優勢，國內項目開始涌現相較于鉛酸、鋰電等其他類型電池，以釩電池為代表的液流電池具備電池壽命長、安全性高、環境友好、全生命周期成本低等差異化優勢。受益于相關優勢，以及國家面向儲能領域政策頻出，國內釩電池儲能項目開始涌現。3.3 釩電池高速發展，給釩電池高速

62、發展，給PEM帶來新機遇帶來新機遇隨著電力市場的逐漸完善，儲能供應鏈配套，新型儲能憑借建設周期短、環境影響小、選址要求低等優勢，在市場中將呈現穩步、快速增長的趨勢，釩電也將隨之高速發展。據我們測算，2026年釩液流電池新增裝機規模將達4.93GW，累計裝機規模將達到10.24GW。按照每生產1MW的釩電池消耗830平方米離子交換膜，2022-2026年釩電對質子交換膜需求量將達26.9、59.4、115.6、219.5、409.3萬平方米。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明383.1 釩電池是較為先進、被廣泛商用的液流電池釩電池是較為先進、被廣泛商用的液流電池圖表：液流電池的電解液分開儲

63、存圖表：液流電池的電解液分開儲存資料來源：無機水系液流電池研究進展負極循環負極循環正極循環正極循環離子交換膜離子交換膜圖表：大連液流電池儲能項目中電解液、電 分處兩層圖表：大連液流電池儲能項目中電解液、電 分處兩層資料來源：大連發布公眾號 液流電池液流電池是指由電堆（包含電極和離子交換膜）、電解液存儲供給單元以及電池管理控制單元組成的電池類型，與其他電池最主要的區別在于電解液的儲存方式。目前較為先進、被廣泛商用的主要是釩電池。目前較為先進、被廣泛商用的主要是釩電池。釩電池電能以化學能的方式存儲在不同價態釩離子的硫酸電解液中，通過外接泵把電解液壓入電池堆體內，使其在不同的儲液罐和半電池的閉合回路

64、中循環流動，采用質子交換膜作為電池組的隔膜。電解質溶液平行流過電極表面并發生電化學反應，通過雙電極板收集和傳導電流，從而使得儲存在溶液中的化學能轉換成電能。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明393.1 質子交換膜是釩電池重要結構件質子交換膜是釩電池重要結構件 以釩電池為例，液流電池主要由電堆、電解液、及循環泵等其他結構性部件構成。其中，電堆是釩電池的主體部分，據華經產業網數據，在釩電池成本中占比35%，其核心在于離子交換膜、電極和雙極板。離子交換膜離子交換膜用于阻隔正負極電解液，選擇性通過符合條件的粒子，既使得電路形成閉合，又阻礙了電解液間不同價態釩離子因交叉污染引起的自放電現象，是釩液

65、流電池中的重要結構部件，目前主要選用質子交換膜。目前主要選用質子交換膜。圖表：釩電池產業鏈圖表：釩電池產業鏈資料來源：全釩液流電池電極研究進展，釩液流電池電解液研究綜述，氫云鏈微信公眾號，國海證券研究所四氟乙烯三氧化硫碳氈石墨氈釩鈦磁鐵礦石煤釩礦全氟磺酸膜（離子交換膜）電極電堆五氧化二釩硫酸電解液循環泵，密封，其他全釩液流電池請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明403.2 釩電池具備多項差異化優勢釩電池具備多項差異化優勢相較于鉛酸、鋰電等其他類型電池，以釩電池為代表的液流電池具備多項優勢：相較于鉛酸、鋰電等其他類型電池，以釩電池為代表的液流電池具備多項優勢：電池壽命長：電池壽命長：釩電池循

66、環次數可大于13000次，使用壽命可達20年以上。同時系統深充深放不會對電池性能造成影響，系統放電深度（DOD）90%。在快速、大電流密度下充放電，不會對電池造成損傷。配置靈活性：配置靈活性：釩電池設計靈活，功率和容量獨立設計。電池的輸出功率由電堆大小決定，增加單電池數量和有效面積，即可增加電堆功率；電池的容量大小由電解液的量決定，增加電解液的體積和濃度，即可增加電池容量；安全性高：安全性高：釩電池為水系體系，幾乎不需要熱管理，無爆炸起火等危險，備有防漏裝置，避免發生電解液泄漏。環境友好：環境友好：釩電池正負電解液相互不直接接觸，能無限次循環使用，且可回收利用，不會對環境造成污染；電堆材料中電

67、極采用炭/石墨氈，雙極板大多采用石墨或碳材料，報廢后不會對環境造成污染；其他材料多為高分子材料，可回收利用。全生命周期成本低：全生命周期成本低：釩電池前期投入較大，材料成本占很大比重，因而單位投資成本高于鋰電池，但其具有耐久性優勢。以大連液流電池儲能調峰電站國家示范項目為例，單位投資成本達4750元/kWh，電池使役時間可達20年，循環次數16000次以上，全生命周期成本0.30元/kWh，具備成本優勢。圖表：釩電池全 命周期成本 達圖表：釩電池全 命周期成本 達0.300.30元元/kWh/kWh資料來源：大連發布公眾號，融科儲能公司官網，莆田發改委官網，國海證券研究所項目投資金額（億元）建

68、設規模單位投資成本（元/kWh)循環次數（次）全生命周期成本（元/kWh)大連液流電池儲能調峰電站國家示范項目38800MWh4750160000.30 莆田大型鋰電池儲能電站項目10500MWh200040000.50 請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明413.2 釩電池具備多項差異化優勢釩電池具備多項差異化優勢圖表：釩電池更適用于大容量儲能電池圖表：釩電池更適用于大容量儲能電池資料來源：新能源分布式發電系統儲能電池綜述，CNESA，國海證券研究所性能指標鉛酸電池鈉硫電池鋰電池釩電池工作溫度/-540300360-3060045比能量/(Wh/kg)408015030080300124

69、0比功率/(W/kg)1505001502301500120150效率/%7278909585循環壽命/次515年，50010001220年，15002500515年，2000100001520年，10000每月自放電率/%25211響應時間msmsmsms放電速率/C1355103充電速率/C0.410.2511單位投資成本/(元/kWh)80013002200800240025003900安全性技術相對成熟，工作安全陶瓷隔膜比較脆，容易引起火災或爆炸等事故過充、內部短路溫升嚴重導致起火爆炸比較安全，即使交換膜損壞，電解液可以恢復環保指標毒性物質無無毒性物質應用類型（功率、能量）功率應用功率

70、應用，能量應用功率應用能量應用，兼顧功率應用應用等級（功率、時間）幾MW幾百MW；放電時間幾min幾h幾kW幾百MW；放電時間幾s十幾h幾kW幾百MW；放電時間幾s幾h幾kW幾百MW；放電時間幾s幾h可以更長制造商國內外主要電池制造商日本NGK等國內外主要電池制造商三友電工，普能，融科等請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明423.2 國家政策大力支持儲能釩電池進一步發展國家政策大力支持儲能釩電池進一步發展 釩電池由于其安全性能突出以及循環壽命長，有望在儲能領域發展為鋰電池的“繼任者”，近年來，面向儲能領域的國家級政策頻出，大力支持儲能釩電池進一步發展。圖表：國家政策大 支持儲能釩電池進一步

71、發展圖表：國家政策大 支持儲能釩電池進一步發展資料來源：政府部門官網，國海證券研究所時間部門政策要點2017.08國家發改委能源技術創新“十三五”規劃全釩液流電池儲能產業化技術列入應用推廣。2019.06國家發改委，科技部，工信部，能源局貫徹落實2019-2020年行動計劃推進儲能設施建設及與與分布式發電、集中式新能源發電聯合應用。2021.07國家發改委，能源局關于加快推動新型儲能發展的指導意見統籌開展儲能專項規劃，大力推進電源側儲能項目建設，積極推動電網側儲能合理化布局，積極支持用戶側儲能多元化發展。2022.01國家發改委，能源局“十四五”新型儲能發展實施方案明確發展目標：到2025年，

72、新型儲能由商業化初期步入規?；l展階段，其中電化學儲能技術性能進一步提升，系統成本降低30%以上。要求加大關鍵技術裝備研發力度，推動包括釩電池在內的多元化技術開發。2022.05國家發改委，能源局關于進一步推動新型儲能參與電力市場和調度運用的通知建立完善適應儲能參與的市場機制，鼓勵新型儲能自主選擇參與電力市場，發揮儲能技術優勢，提升儲能總體利用水平，保障儲能合理收益，促進行業健康發展。2022.06國家能源局防止電力生產事故的二十五項重點要求（2022年版）（征求意見稿）明確了中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池的要求。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責

73、聲明433.2 釩電池國內項目開始涌現釩電池國內項目開始涌現圖表：釩電池國內項目開始涌現（已投）圖表：釩電池國內項目開始涌現（已投）資料來源：相關公司官網，索比光伏網，極星儲能網，國海證券研究所投運時間投運時間項目項目公司公司功率功率容量容量類型類型2011國家能源大型風電并網系統研發（實驗）中心儲能項目普能國際500 kW1 MWh可再生能源平滑與接入2012四川攀枝花光伏發電加油站儲能項目普能國際20 kW50 kWh峰荷與能源管理2013國電龍源臥牛石風電場儲能項目融科儲能5 MW10 MWh風電場儲能2019南瑞繼保廠區微電網儲能項目（Tpower）融科儲能125 kW500 kWh工

74、業區微電網儲能2019南瑞繼保廠區微電網儲能項目（ReFlex）融科儲能80 kW320 kMh工業區微電網儲能2019國順樂甲網源友好風電場儲能項目融科儲能10 MW40 MWh風電場儲能2019湖北棗陽10MW光儲用項目一期普能國際3 MW12 MWh峰荷與能源管理2020新疆阿瓦提全釩液流儲能電站項目偉力得7.5 MW22.5 MWh光伏儲能2020河北承德首個釩儲能示范項目河鋼承鋼5 kW20 kWh光伏儲能2021國電投駝山網源友好風電場儲能項目融科儲能10 MW40 MWh平滑輸出，跟蹤計劃發電，黑啟動，參與電力系統安全穩定控制等2021大唐國際鎮海網源友好風場儲能項目融科儲能10

75、 MW40 MWh平滑輸出，跟蹤計劃發電，黑啟動，參與電力系統安全穩定控制等2021華電滕州新能源熱電有限公司項目融科儲能1 MW2 MWh電網調峰，調頻和新能源消納2021汕頭智慧能源示范項目上海電氣1 MW1 MWh風能儲能，光伏儲能2022國家光伏、儲能實驗實證平臺（大慶基地）項目普能國際125 kW500 kWh光伏儲能2022大連液流電池儲能調峰電站國家示范項目融科儲能100 MW400 MWh電網調峰，黑啟動，備用電源等請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明443.2 釩電池國內項目開始涌現釩電池國內項目開始涌現續表：釩電池國內項目開始涌現（待投）續表：釩電池國內項目開始涌現（待

76、投）資料來源：相關公司官網，相關公司公告，光工匠光伏網，極星儲能網，河 項目網，國海證券研究所啟動時間啟動時間項目項目公司公司功率功率容量容量類型類型2020河北石家莊趙縣儲能電站項目中新能源300MW800MWh新能源儲能，預計2023年投產2021襄陽光儲一體電站項目一期普能國際40MW-光伏儲能2021國家電投湖北全釩液流電池儲能電站項目普能國際100MW500MWh投資額43.2億元，風電光伏儲能2021河北承德森吉圖全釩液流電池風儲示范項目豐寧建投3MW12MWh風能儲能，投資9.7億元，2023年投產2021國電鹽城射陽港全釩液流儲能電站江蘇電力20MW100MWh已完成選址工作2

77、021河北承德全釩液流儲能光熱發電示范項目河鋼承鋼2MW16MWh光伏儲能，風能儲能2021中廣核全釩液流集中式儲能電站中廣核100MW200MWh總投資達10億元，擬打造建設“集中式儲能電站”2022大唐中寧共享儲能電站項目偉力得100MW400MWh該項目由100MW/400MWh全釩液流電池和100MW/400MWh壓縮空氣儲能裝置組成2022寰泰儲能全釩液流儲能全產業鏈項目寰泰儲能110MW550MWh項目總投資約100億元，包括新建10MW/50MWh、100MW/500MWh全釩液流儲能電站項目2022上海電氣鹽城立凱儲能電站項目上海電氣-300MWh項目總投資5億元已簽約甘肅張掖

78、全釩液流儲能及光伏項目中核鈦白，偉力得200MW800MWh集中式共享儲能電站請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明453.3 新型儲能市場空間規模廣大新型儲能市場空間規模廣大 據CNESA統計，截至2021年底，中國已投運電力儲能項目累計裝機規模46.1GW，占全球市場總規模的22%。其中，抽水蓄能的累計裝機規模為39.8GW，占比為86.3%，較上年同期下降3個百分點；市場增量主要來自新型儲能，累計裝機規模達到5.73GW，同比增長75%，占比達12.5%。隨著電力市場的逐漸完善，儲能供應鏈配套，新型儲能憑借建設周期短、環境影響小、選址要求低等優勢，在市場中將呈現穩步、快速增長的趨勢。據

79、CNESA預測，保守場景下新型儲能累計裝機規模在2022-2026年的年均復合增長率為53.3%，2026年將達到48.5GW；理想場景下，在2022-2026年的年均復合增長率有望達到69.2%，預計2026年累計規模將達到79.5GW。圖表：中國電 儲能市場結構（圖表：中國電 儲能市場結構（20212021年）年）資料來源：CNESA，國海證券研究所圖表：中國新型儲能市場累計裝機規模圖表：中國新型儲能市場累計裝機規模資料來源：CNESA，國海證券研究所 新型儲能市場 累計裝機規模 新型儲能市場 累計裝機規模 水 能 新型儲能 熔融 儲 請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明463.3 2

80、026年釩電池新增裝機量有望達年釩電池新增裝機量有望達4.93GW 基于中性考慮，我們預計未來新型儲能累計裝機規模將介于 CNESA保守與理想場景之間，至2026年累計裝機規模約為63.98GW（取保守與理想預測的均值）。同時，考慮未來隨著產業鏈成熟化發展、以及伴隨規模效應降本等多種因素影響下，釩液流電池累計裝機規模將快速增長，滲透率也將逐步提升，預計到2026年將達16%。在這樣的基礎上，我們測算出到2026年釩液流電池新增裝機規模將達4.93GW，累計裝機規模將達到10.24GW。圖表：釩液流電池滲透率變化圖表：釩液流電池滲透率變化資料來源：CNESA，EVTANK，華經產業網，國海證券研

81、究所測算圖表：釩液流電池累計裝機規模（圖表：釩液流電池累計裝機規模（GW)GW)資料來源：CNESA，EVTANK，華經產業網，國海證券研究所 釩液流電池新增裝機規模 釩液流電池累計裝機規模 年份新型儲能累計裝機規模(GW)釩電池累計裝機規模在新型儲能占比(%)釩電池累計裝機規模(GW)釩電池新增裝機規模(GW)20203.28 3.0%0.10 0.08 20215.73 4.0%0.23 0.13 2022E9.24 6.0%0.55 0.32 2023E14.93 8.5%1.27 0.72 2024E24.20 11.0%2.66 1.39 2025E39.30 13.5%5.31 2

82、.64 2026E63.98 16.0%10.24 4.93 請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明473.3 釩電池用離子交換膜市場規模釩電池用離子交換膜市場規模2026年有望突破年有望突破60億元億元 據偉力得環評報告，每生產1MW的釩電池所需要消耗的離子交換膜約為830m2，據我們測算，2022年釩液流電池新增裝機規模達到0.32GW，消耗的離子交換膜達26.9萬平方米，預計2026年釩液流電池新增裝機規模達到4.93GW，消耗的離子交換膜將達到409.33萬平方米,若按照單噸1500元/平米測算，市場規?？蛇_61.40億元。圖表：圖表：20262026年釩電池用離子交換膜市場規模有望

83、突破年釩電池用離子交換膜市場規模有望突破6060 元 元資料來源：偉 得環評報告，CNESA，EVTANK，華經產業網，高工氫電，國海證券研究所測算202020212022E2023E2024E2025E2026E2030E釩電池新增裝機規模(GW)0.080.130.320.721.392.644.939.84單位膜消耗（平米/MW）830830830830830830830830離子膜需求（萬平米）6.6410.7926.9259.35115.57219.45409.33816.72離子膜單價（元/平米）15001500150015001500150015001500離子膜市場規模（億元）

84、1.001.624.048.9017.3432.9261.40122.51請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明483.4 鐵鉻電池也有望獲得更多應用鐵鉻電池也有望獲得更多應用除釩電池外，鐵鉻液流電池具備成本低廉、耐寒性好、穩定性好等多項優異性能，也有望在儲能發展中獲得更多應用。除釩電池外，鐵鉻液流電池具備成本低廉、耐寒性好、穩定性好等多項優異性能，也有望在儲能發展中獲得更多應用。成本低廉：成本低廉：電解質溶液原材料資源豐富且成本低，不會出現短期內資源制約發展的情況。鐵鉻液流電池的電解質溶液原材料鐵、鉻資源豐富，易獲取，成本低。耐寒性好：耐寒性好：鐵鉻液流電池在沒有保溫的措施下，管道內溫度適

85、應范圍可以從-20至70，適應地域廣泛，更符合我國電力發展實際。國家電投“容和一號”大容量電池堆在張家口地區經受-40的極寒考驗，為冬奧地區持續穩定存儲，提供清潔電能超過5萬千瓦時。穩定性好：穩定性好：鐵鉻液流電池系統采用模塊化設計，以250kW一個模塊為例，一個模塊是由8個電池堆放置在一個標準集裝箱內，共用同一個管理器，因此電池堆之間一致性好，同時減少了電池的冗余配置，系統控制簡單，性能穩定可靠。圖表：鐵鉻液流電池圖表：鐵鉻液流電池與其 電池原材料對比與其 電池原材料對比資料來源：Mysteel，國海證券研究所（截至2021年3月）指標鐵鉻液流電池全釩液流電池鋰離子電池關鍵原材料鉻鐵礦五氧化

86、二釩碳酸鋰全球探明儲量鉻儲量6.85億噸釩儲量2200萬噸鋰儲量2100萬噸圖表：鐵鉻液流電池模塊化設計圖表：鐵鉻液流電池模塊化設計資料來源：Mysteel請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明493.4 2026年鐵鉻電池新增裝機量有望達年鐵鉻電池新增裝機量有望達0.69GW 基于中性考慮，我們預計未來新型儲能累計裝機規模將介于 CNESA保守與理想場景之間，至2026年累計裝機規模約為63.98GW（取保守與理想預測的均值）。同時，考慮未來隨著產業鏈成熟化發展、以及伴隨規模效應降本等多種因素影響下，鐵鉻液流電池累計裝機規模將穩步增長，滲透率也將逐步提升，預計到2026年將達2%。在這樣的

87、基礎上，我們測算出到2026年鐵鉻液流電池新增裝機規模將達0.69GW，累計裝機規模將達到1.28GW。圖表：鐵鉻流電池滲透率有望不斷提升圖表：鐵鉻流電池滲透率有望不斷提升資料來源：CNESA，EVTANK，國海證券研究所測算圖表：鐵鉻液流電池裝機規模有望快速增長圖表：鐵鉻液流電池裝機規模有望快速增長資料來源：CNESA，EVTANK，華經產業網，國海證券研究所測算 鐵鉻液流電池新增裝機規模 鐵鉻液流電池累計裝機規模 年份新型儲能累計裝機規模(GW)鐵鉻電池累計裝機規模在新型儲能占比(%)鐵鉻電池累計裝機規模(GW)鐵鉻電池新增裝機規模(GW)20203.28 0.0%0.0003 0.000

88、3 20215.73 0.0%0.0003 0.00 2022E9.24 0.1%0.01 0.01 2023E14.93 0.5%0.07 0.07 2024E24.20 1.0%0.24 0.17 2025E39.30 1.5%0.59 0.35 2026E63.98 2.0%1.28 0.69 請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明503.4 2026年鐵鉻電池用離子交換膜需求有望達年鐵鉻電池用離子交換膜需求有望達57.3萬平方米萬平方米 若參考每生產1MW的液流電池所需要消耗的離子交換膜約為830m2，據我們測算，預計2026年鐵鉻液流電池新增裝機規模達到0.69GW，消耗的離子交換

89、膜將達到57.3萬平方米。圖表：圖表：20252025年鐵鉻電池用離子交換膜需 有望達年鐵鉻電池用離子交換膜需 有望達 28.828.8萬平方米萬平方米資料來源：偉 得環評報告，CNESA，國海證券研究所測算20212022E2023E2024E2025E2026E2030E釩電池新增裝機規模(GW)0.000.010.070.170.350.691.41單位膜消耗（平米/MW）830830830830830830830離子膜需求（萬平米）0.00.75.413.928.857.3116.7請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明513.4 質子交換膜未來空間廣闊質子交換膜未來空間廣闊 據測算

90、，電解水制氫、氫燃料電池、釩液流電池及鐵鉻液流電池四個領域的質子交換膜需求量在2022-2025年將合計達35.6、86.7、169.1、314.7萬平米，市場規模到2025年有望達47億元。圖表：質子交換膜需 測算圖表：質子交換膜需 測算資料來源：高工氫電，弗若斯特沙利文公眾號，安徽元雋環評，偉 得環評報告，CNESA，EVTANK，華經產業網，國海證券研究所測算20212022E2023E2024E2025E2030EPEM制氫需求量（萬平米）0.20.51.01.72.920.4燃料電池需求量（萬平米）3.77.520.937.963.6716.4釩液流電池需求量（萬平米）10.826.

91、959.4115.6219.5816.7鐵鉻液流電池需求量（萬平米）0.00.75.413.928.8116.7質子交換膜合計需求量（萬平米）14.7 35.6 86.7 169.1 314.7 1670.2 離子膜單價（元/平米）150015001500150015001500離子膜市場規模（億元）2.25.313.025.447.2250.5請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明52目錄目錄質子交換膜性能優異氫能驅動PEM需求持續提升釩電發展給PEM帶來新機遇PEM國產替代加速進行國產替代加速進行建議關注標的風險提示請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明534.PEM國產替代加速進行國

92、產替代加速進行 4.1 外企在質子交換膜市場占主導地位，國內產業化裝置相繼投放外企在質子交換膜市場占主導地位，國內產業化裝置相繼投放質子交換膜由于制備工藝復雜，長期被杜邦、戈爾、旭硝子等美國和日本少數廠家壟斷。近年，質子交換膜國產化提速，東岳、科潤等企業積極布局。據我們統計，截至2022年末國內現有質子交換膜產能達140萬平米/年，其中東岳集團擁有產能50萬平米/年；武漢綠動氫能擁有產能30萬平米/年；科潤新材料和浙江漢丞科技分別擁有30萬平米/年質子交換膜。4.2 國產膜仍面臨痛點，海外企業占據國內主要市場國產膜仍面臨痛點，海外企業占據國內主要市場雖然國產質子交換膜進步明顯，但是與成熟應用多

93、年的進口品牌相比仍存在一定的差距。這種差距一方面體現在性能上；另一方面，國產質子交換膜面臨工藝周期長、工藝復雜、成膜成本高、一致性較差等問題。同時，質子交換膜國產替代最大的難點在于材料體系的適配和長周期驗證。據高工氫電，2021年國內燃料電池質子交換膜市場，外企占據88.4%市場份額；PEM制氫質子交換膜領域，外企占據78.6%市場份額；液流電池用質子交換膜領域，外企占據76.9%市場份額。4.3 國產質子交換膜替代加速國產質子交換膜替代加速國內質子交換膜生產企業近年國產替代正在提速。一方面，國內企業在不斷提升品質的同時，加快驗證擴大應用。另一方面，國內多家企業進行產能擴建，以提升規模和成本價

94、格優勢。其中，科潤新材料擬建兩個100萬平米/年質子交換膜項目，目前均已開工；東岳集團仍有100萬平米/年產能的規劃建設。同時，東材科技、泛亞微透等新進入者也積極布局，東材科技50萬平米/年質子交換膜預計2023年建成投產；源氫新能源（泛亞微透參股25%）擬建150萬平米氫質子交換膜產業化項目；萬潤股份擬實現無氟質子交換膜的產業化。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明544.1 國外企業在質子交換膜市場仍占主導地位國外企業在質子交換膜市場仍占主導地位質子交換膜由于制備工藝復雜，長期被杜邦、戈爾、旭硝子等美國和日本少數廠家壟斷。質子交換膜由于制備工藝復雜，長期被杜邦、戈爾、旭硝子等美國和日本

95、少數廠家壟斷。杜邦是全球最早開發并銷售質子交換膜的企業，早在1962年就開發出性能優良的全氟磺酸型質子交換膜，即Nafion系列產品，截至目前Nafion膜也是全球使用最廣泛的。美國戈爾具有超過25年的增強型質子膜的開發和制造經驗，公司更專注于燃料電池膜的研發，其開發的SELECT系列增強型質子膜憑借超薄、耐用、高功率密度的特性，占據全球主要燃料電池市場。圖表：市場上質子交換膜產品仍以國外品牌為主圖表：市場上質子交換膜產品仍以國外品牌為主資料來源：PEM：最具潛 的電解水制氫技術，國海證券研究所廠家廠家膜型號膜型號厚度厚度/mm每摩爾磷酸鹽基團的聚合物干重每摩爾磷酸鹽基團的聚合物干重EWEW值

96、值/(/(gmolgmol-1 1）特點特點杜邦（科慕）NafionTM系列膜25-2501100-1200全氟型磺酸膜，市場占有率高，高濕度下導電率高，低溫下電流密度大，質子傳到電阻曉，化學穩定性強陶氏XUS-B204膜125800含氟側鏈短，難合成，價格高戈爾GORE-SELECT復合膜基于膨體聚四氟乙烯的專有增強膜技術形成的改性全氟型磺酸膜，具有超薄、耐用、高功率密度的特性，適用燃料電池旭硝子Flemion系列膜50-1201000支鏈較長，性能接近Nafion膜旭化成Aciplex-S膜25-10001000-1200支鏈較長，性能接近Nafion膜東岳集團DF988/DF2801 5

97、0-150800-1200短鏈全氟磺酸膜，適用于水電解制氫、燃料電池請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明554.1 國內已實現質子交換膜產業化國內已實現質子交換膜產業化近年，質子交換膜國產化提速，東岳、科潤等企業積極布局。近年，質子交換膜國產化提速，東岳、科潤等企業積極布局。據我們統計，截至2022年末，國內現有質子交換膜產能達140萬平米/年，其中2020年11月，東岳150萬平米質子交換膜生產線一期工程投產，產能達50萬平米；2021年12月，國投氫能子公司綠動氫能投產30萬平米/年質子交換膜；同時，科潤新材料和浙江漢丞科技分別擁有30萬平米/年質子交換膜。圖表：質子交換膜國內現有產能

98、（圖表：質子交換膜國內現有產能（20222022年）年）資料來源：相關公司官網，高工氫電，國海證券研究所地區地區公司公司產能（萬平米）產能（萬平米）山東淄博東岳集團50湖北武漢綠動氫能30浙江嘉興漢丞科技30江蘇蘇州科潤新材料30總計140請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明564.2 國產質子交換膜替代過程仍面臨痛點國產質子交換膜替代過程仍面臨痛點雖然國產質子交換膜進步明顯，但是與成熟應用多年的進口品牌相比仍存在一定的差距。雖然國產質子交換膜進步明顯，但是與成熟應用多年的進口品牌相比仍存在一定的差距。這種差距一方面體現在性能上在性能上，目前在燃料電池中，質子交換膜多為復合膜，復合膜是在質

99、子交換膜合成過程中復合增強層，提升質子交換膜的機械性能，可以將質子交換膜做薄?，F階段市占率遙遙領先的戈爾已經實現了8微米的質子交換膜批量商用，而國內主要的質子交換膜企業小批量商用的產品主要停留在15微米和12微米層面，進一步做薄就會在增強層的材料和工藝方面遇到挑戰。另一方面，國產質子交換膜面臨工藝周期長、工藝復雜、成膜成本高、一致性較差工藝周期長、工藝復雜、成膜成本高、一致性較差等問題。同時，質子交換膜國產替代最大的難點在于材料體系的適配和長周期驗證材料體系的適配和長周期驗證。批量導入國產質子交換膜意味著原來的催化劑和氣體擴散層等材料都需要重新調整，這需要產業鏈多家公司配合測試驗證，且需要下游

100、客戶愿意提供訂單和運營測試的場景。同時，質子交換膜在電堆層面的缺陷和不足需要長時間驗證才能體現出來。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明574.2 海外龍頭占據主要市場，國產質子交換膜逐步替代海外龍頭占據主要市場，國產質子交換膜逐步替代目前，國內質子交換膜市場主要被海外龍頭占據，國內企業替代率逐步提升。燃料電池質子交換膜領域，2021年戈爾占據85.0%的市場份額，國產質子交換膜市占率從2020年的7.5%，提升至2021年的11.6%，其中東岳市場份額達9.0%。PEM制氫用質子交換膜領域，2021年科慕（杜邦）占據國內76.0%市場份額，國產質子交換膜市占率達21.5%，其中東岳已完成

101、部分客戶前期應用驗證開始國產化替代，市占率約15%。液流電池用質子交換膜領域，2021年科慕（杜邦）占據國內75.0%市場份額，國產質子交換膜市占率達23.2%。其 國外 商 其 國內 商 圖表：科慕占據國內液流電池質子交換膜主要市場圖表：科慕占據國內液流電池質子交換膜主要市場資料來源：高工氫電，國海證券研究所（2021年）圖表：科慕占據國內圖表：科慕占據國內PEMPEM制氫質子交換膜主要市場制氫質子交換膜主要市場資料來源：高工氫電，國海證券研究所（2021年）圖表：戈爾占據國內燃料電池質子交換膜主要市場圖表：戈爾占據國內燃料電池質子交換膜主要市場資料來源：高工氫電，國海證券研究所（2021年

102、）科 其 國外 商 其 國內 商 科 其 國外 商 國內 商 請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明584.3 國產質子交換膜替代加速國產質子交換膜替代加速國內質子交換膜生產企業近年國產替代正在提速。國內質子交換膜生產企業近年國產替代正在提速。一方面，國內企業在不斷提升產品品質的同時，加快驗證擴大應用。其中，東岳同時進入五大燃料電池汽車示范城市群，已累計裝車超300臺，在氫能重卡、公交等領域開啟示范運營；2022年冬奧會配套的200輛氫能大巴使用了綠動氫能的質子交換膜產品；浙江漢丞、科潤新材料等企業也實現了小批量的供貨。另一方面國內多家企業進行產能擴建，以提升規模和成本價格優勢。其中，科潤新

103、材料擬在江蘇淮安和江蘇蘇州各建設100萬平米/年質子交換膜項目，目前兩個項目均已開工；東岳集團除已投產50萬平米/年產能外，仍有100萬平米/年產能規劃建設，同時2022年11月，東岳披露未來還將建設500萬平米/年質子交換膜項目。同時，東材科技、泛亞微透、萬潤股份等新進入者也積極布局，其中，東材科技50萬平米/年質子交換膜預計2023年建成投產；泛亞微透聯合多家公司成立源氫新能源（泛亞微透參股25%），擬建設150萬平米氫質子交換膜產業化項目，該項目已于2022年8月開工；萬潤股份擬實現無氟質子交換膜的產業化。圖表：質子交換膜國內在建產能（圖表：質子交換膜國內在建產能（20222022年底）

104、年底）資料來源：東岳集團公司官網，科潤新材料公司官網，東材科技公司公告，相關項目環評，武進區政府官網，Wind，國海證券研究所公司公司地區地區產能（萬平米產能（萬平米/年）年）備注備注東材科技四川綿陽50預計2023年二季度建成科潤新材料江蘇淮安1002021.2開工，預計2023年建成江蘇蘇州1002022.10開工，預計2025年建成源氫新能源江蘇常州1502022.8開工，預計2024年建成東岳集團山東淄博100山東淄博500總計1000請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明59目錄目錄質子交換膜性能優異氫能驅動PEM需求持續提升釩電發展給PEM帶來新機遇PEM國產替代加速進行建議關注

105、標的建議關注標的風險提示請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明60建議關注標的建議關注標的投資建議：投資建議：建議關注質子交換膜生產及在建企業：東岳集團、東材科技、萬潤股份、泛亞微透。綜合考慮新能源快速發展帶動質子交換膜需求的高速提升，進而給基礎化工行業帶來的發展機會，維持基礎化工行業“推薦”評級。圖表：建議關注標的圖表：建議關注標的重點公司代碼股票名稱股價EPSPE投資評級2023/4/182021A2022E/A2023E2021A2022E/A2023E0189.HK東岳集團8.300.981.731.5710.814.494.64未評級601208.SH東材科技12.700.380.

106、450.5645.7125.2522.55未評級002643.SZ萬潤股份17.540.670.790.9134.2622.0819.20買入688386.SH泛亞微透44.720.950.451.8085.06123.8324.84未評級資料來源：Wind資訊，國海證券研究所注：除萬潤股份外，其余標的盈利預測取自Wind一致預期；東岳集團股價單位為港幣（港幣兌人民幣為0.876，截至4月18日）；東材科技、泛亞微透已發布2022年年報，2022年數據為實際數據。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明615.1 東岳集團東岳集團 東岳集團是亞洲規模最大的氟硅材料生產基地、中國氟硅行業龍頭企業

107、、中國第一個氟硅材料產業園區，主要業務包括高分子材料、有機硅、制冷劑、二氯甲烷、PVC及燒堿、以及開發物業業務，是大金、三菱、海爾、海信、格力、美的等國內外著名企業的優秀供應商。公司科研實力雄厚，擁有國家級企業技術中心、博士后工作站、泰山學者崗位，承擔著國家重點火炬計劃、國家863計劃、“十一五”國家科技支撐計劃以及山東省高新技術“一號工程”等重大科技項目，是全國重點高新技術企業、國家新材料產業化基地骨干企業和國家商務部、科技部確定的18個“國家科技興貿出口創新基地”之一。公司抓住氫能發展機遇，積極布局質子交換膜相關產業，子公司東岳未來氫能目前是國內最為領先的質子交換膜生產廠商，2020年11

108、月，東岳未來氫能150萬平米質子交換膜生產線一期工程投產，主要產能包括50萬平米/年燃料電池交換膜。東岳未來氫能的巨大市場前景及東岳集團強有力的產業鏈和信用保證，使其倍受資本市場關注，2020年4月，東岳集團發布公告稱，擬分拆東岳未來氫能在科創板上市。2022年4月，東岳未來輔導狀態更新為“輔導驗收”。資料來源：東岳集團公司官網，東岳集團公司公告，Wind，氟化工有機硅CAFSI公眾號，國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明625.2 東材科技東材科技 東材科技是一家專業從事新材料研發、制造、銷售的科技型上市公司，主要從事化工新材料的研發、制造和銷售，以新型絕緣材料為基礎，重點

109、發展光學膜材料、電子材料、環保阻燃材料等系列產品，廣泛應用于發電設備、特高壓輸變電、智能電網、新能源汽車、軌道交通、消費電子、平板顯示、電工電器、5G通信等領域。公司是國內首批涉足晶硅太陽能電池背板基膜、電工/電子聚丙烯薄膜的廠商之一，自主研發能力強，制造技術成熟，產品技術領先，與國內的主流光伏背板、薄膜電容器制造廠商建立了穩定的供貨關系。公司應用于光學膜行業的主要產品為光學級聚酯基膜，目前主導產品為增亮膜基膜、貼合膜基膜、OCA離型膜基膜、ITO高溫保護基膜、MLCC離型膜基膜、偏光片離保膜基膜、窗膜基膜等，制造技術成熟、性能指標日趨穩定，近幾年，公司主動融入消費電子、新型顯示、5G通訊等領

110、域的配套化建設，不斷完善光學膜板塊的產業化布局，提升公司在中高端領域的綜合配套能力。為推動公司中長期發展戰略的布局，2021年9月，公司擬通過全資子公司廣州艾蒙特新材料科技有限公司在廣州投資建設“年產50萬平方米質子交換膜項目”，致力于電解水制氫、燃料電池等領域用質子交換膜的研發和制造，拓展全新業務領域，提升綜合競爭力。資料來源：東材科技公司公告，國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明635.3 萬潤股份萬潤股份 萬潤股份自成立以來一直專注于化學合成技術的研發與產業化應用，依托于強大的研發團隊和自主創新能力，公司年均開發產品數百種，現擁有超過6000種化合物的生產技術，先后涉足

111、電子信息材料產業、環保材料產業和大健康產業三大領域。電子信息材料產業方面，公司除顯示材料外，積極布局聚酰亞胺材料和光刻膠材料等領域。環保材料產業方面，公司研究、開發并生產了多種新型尾氣凈化用沸石系列環保材料，同時積極布局新能源電池用電解液添加劑及其他環保材料。大健康產業方面，公司經過多年對醫藥市場的開拓和醫藥技術的儲備，先后涉足醫藥中間體、成藥制劑、原料藥、生命科學、體外診斷等多個領域。公司控股子公司九目化學于2021年承接山東省新舊動能轉換重大產業攻關項目“無氟高穩定支狀多元嵌段式燃料電池質子膜材料項目”，目前該項目正在積極推進產品開發工作。資料來源：萬潤股份公司公告，國海證券研究所請務必閱

112、讀報告附注中的風險提示和免責聲明645.4 泛亞微透泛亞微透 泛亞微透主要從事膨體聚四氟乙烯膜（ePTFE）、SiO2氣凝膠等微觀多孔材料及其改性衍生產品的研發、生產及銷售，主要產品包括ePTFE 微透產品、吸隔聲產品、氣體管理產品、CMD、擋水膜、密封件、氣凝膠產品以及機械設備等，已經成功應用于汽車、消費電子、新能源、航天軍工等行業，未來隨著產品種類的不斷豐富，公司還將向醫療健康、電力通信等行業不斷拓展。公司設有江蘇省膨體聚四氟乙烯與氣凝膠復合材料工程技術研究中心，具有較強的研發創新實力，目前擁有10項核心技術，并利用這些核心技術建立起了完整的ePTFE膜及其組件技術體系，覆蓋了從ePTFE

113、膜的生產制造到改性、復合以及組件應用的全部主要過程，可生產具有不同特性的ePTFE膜材料。為了發揮公司自身優勢，實現質子交換膜國產化配套，2022 年初公司聯合多家投資人發起設立的江蘇源氫新能源科技股份有限公司旨在關鍵材料氫質子交換膜上進行創新研發和產業布局，致力于我國氫能產業積極發展，為國產化配套解決關鍵性原材料“卡脖子”難題貢獻自己的力量。目前項目已開工建設，項目正積極推進中。資料來源：泛亞微透公司公告，國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明655.5 蘇州科潤新材料（未上市）蘇州科潤新材料（未上市）蘇州科潤新材料公司長期致力于離子膜的研究與開發，是國內僅有的能夠量產氫燃料

114、電池用質子交換膜的企業之一。目前公司開發的全氟離子膜已在燃料電池、釩電池、電解水制氫等領域得到了廣泛應用，與上海電氣、國網南瑞、大力電工、北京普能、國電投等公司達成長期合作關系，產品出口日本、韓國、德國、新加坡等。并為我國釩電池行業提供了90%以上的國產全氟離子膜產品?？萍寂c創新是公司的發展動力，公司目前擁有全氟離子膜方面的技術專利40余項，研發人員占公司員工總人數一半以上。公司建立了原料選型與評測、膜料液制備、膜制備、膜性能檢測、膜應用測試五大實驗室，長期以來與廈門大學、北京化工大學、常州大學等高校開展技術合作，設立全球化信息部門，力求與全球最新的制膜技術同步發展。2021年2月，公司全資子

115、公司江蘇科潤膜材料有限公司年產100萬平米質子交換膜項目順利開工，預計于2023年分兩期建設完成。2022年10月，蘇州科潤年產100萬平方米全氟質子膜項目暨科潤新材料氫能產業園總部項目順利開工。隨著這些項目的投產，公司將填補國內在超薄質子交換膜產業化方面的空白、打通整條燃料電池國內產業鏈。資料來源：科潤新材料公司官網，國海證券研究所請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明66目錄目錄質子交換膜性能優異氫能驅動PEM需求持續提升釩電發展給PEM帶來新機遇PEM國產替代加速進行建議關注標的風險提示風險提示請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明67風險提示風險提示 釩電池推廣進度不及預期：釩電池

116、推廣進度不及預期：質子交換膜關鍵應用領域釩電池推廣進度不及預期。PEM制氫及燃料電池發展不及預期：制氫及燃料電池發展不及預期：質子交換膜關鍵應用領域PEM電解槽、燃料電池推廣進度不及預期。項目建設不及預期項目建設不及預期：相關上市公司質子交換膜規劃產能建設投產進度不及預期風險。原材料價格大幅波動：原材料價格大幅波動：質子交換膜上游原料聚四氟乙烯、三氧化硫等價格大幅波動給產品盈利帶來影響的風險。重點關注公司未來業績的不確定性：重點關注公司未來業績的不確定性：重點關注公司東岳集團、東材科技、萬潤股份、泛亞微透未來業績不及預期。PEM國產替代進程不及預期國產替代進程不及預期：國內質子交換膜對海外廠商

117、的替代不及預期。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明68化工小組介紹化工小組介紹李永磊，天津大學應用化學碩士，化工行業首席分析師。7年化工實業工作經驗，7年化工行業研究經驗。董伯駿，清華大學化工系碩士、學士，化工聯席首席分析師。2年上市公司資本運作經驗，4年半化工行業研究經驗。賈冰，浙江大學化學工程碩士，1年半化工實業工作經驗，1年化工行業研究經驗。湯永俊，悉尼大學金融與會計碩士，應用化學本科，化工行業研究助理，1年半化工行業研究經驗。劉學，美國賓夕法尼亞大學化工碩士，化工行業研究助理。5年化工期貨研究經驗。陳云，香港科技大學工程企業管理碩士，化工行業研究助理，3年金融企業數據分析經驗陳雨

118、，天津大學材料學本碩，化工行業研究助理。2年半化工央企實業工作經驗。楊麗蓉，浙江大學金融碩士、化學工程與工藝本科，化工行業研究助理。公共事業小組介紹公共事業小組介紹楊陽，中央財經大學會計碩士，湖南大學電氣工程本科，5年證券從業經驗，現任國海證券公用事業和中小盤團隊首席。研究小組介紹研究小組介紹李永磊,董伯駿,楊陽,本報告中的分析師均具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格并注冊為證券分析師，以勤勉的職業態度，獨立，客觀的出具本報告。本報告清晰準確的反映了分析師本人的研究觀點。分析師本人不曾因，不因，也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點而直接或間接收取到任何形式的補償。分析分析師承師承諾諾

119、行業投資評級行業投資評級國海證券投資評級標準國海證券投資評級標準推薦：行業基本面向好，行業指數領先滬深300指數；中性：行業基本面穩定，行業指數跟隨滬深300指數；回避：行業基本面向淡，行業指數落后滬深300指數。股票投資評級股票投資評級買入：相對滬深300 指數漲幅20%以上；增持：相對滬深300 指數漲幅介于10%20%之間；中性：相對滬深300 指數漲幅介于-10%10%之間；賣出：相對滬深300 指數跌幅10%以上。請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明69免責聲明和風險提示免責聲明和風險提示本報告的風險等級定級為R3，僅供符合國海證券股份有限公司（簡稱“本公司”）投資者適當性管理要

120、求的的客戶（簡稱“客戶”）使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶?？蛻艏?或投資者應當認識到有關本報告的短信提示、電話推薦等只是研究觀點的簡要溝通，需以本公司的完整報告為準，本公司接受客戶的后續問詢。本公司具有中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格。本報告中的信息均來源于公開資料及合法獲得的相關內部外部報告資料，本公司對這些信息的準確性及完整性不作任何保證，不保證其中的信息已做最新變更，也不保證相關的建議不會發生任何變更。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷，本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可能會波動。在不同時期，本公司可發出與本報告所載資料、意

121、見及推測不一致的報告。報告中的內容和意見僅供參考，在任何情況下，本報告中所表達的意見并不構成對所述證券買賣的出價和征價。本公司及其本公司員工對使用本報告及其內容所引發的任何直接或間接損失概不負責。本公司或關聯機構可能會持有報告中所提到的公司所發行的證券頭寸并進行交易，還可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行、財務顧問或者金融產品等服務。本公司在知曉范圍內依法合規地履行披露義務。免責聲明免責聲明市場有風險，投資需謹慎。投資者不應將本報告為作出投資決策的唯一參考因素，亦不應認為本報告可以取代自己的判斷。在決定投資前，如有需要，投資者務必向本公司或其他專業人士咨詢并謹慎決策。在任何情況下，本報告中的信

122、息或所表述的意見均不構成對任何人的投資建議。投資者務必注意，其據此做出的任何投資決策與本公司、本公司員工或者關聯機構無關。若本公司以外的其他機構（以下簡稱“該機構”）發送本報告，則由該機構獨自為此發送行為負責。通過此途徑獲得本報告的投資者應自行聯系該機構以要求獲悉更詳細信息。本報告不構成本公司向該機構之客戶提供的投資建議。任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。本公司、本公司員工或者關聯機構亦不為該機構之客戶因使用本報告或報告所載內容引起的任何損失承擔任何責任。風險提示風險提示本報告版權歸國海證券所有。未經本公司的明確書面特別授權或協議約定，除法律規定的情況外，

123、任何人不得對本報告的任何內容進行發布、復制、編輯、改編、轉載、播放、展示或以其他任何方式非法使用本報告的部分或者全部內容，否則均構成對本公司版權的侵害，本公司有權依法追究其法律責任。鄭重聲明鄭重聲明心懷家國，洞悉四海國海研究深圳國海研究深圳深圳市福田區竹子林四路光大銀行大廈28F郵編：518041電話：0755-83706353國海研究上海國海研究上海上海市黃浦區綠地外灘中心C1棟國海證券大廈郵編：200023電話：021-61981300國海研究北京國海研究北京北京市海淀區西直門外大街168號騰達大廈25F郵編：100044電話：010-88576597國海證券國海證券研究所研究所化工研究化工研究團隊團隊&公共事業團隊公共事業團隊70