氢能行业深度报告之三：质子交换膜PEM 市场空间广阔，国产替代进行时()()()()S0350521080004 S0350521080009 S0350521120005 S()2023 04 19 2 300 1M 3M 12M-6.6%-0.8%-5.3%300-1.0%3.8%-1.7%*2022-05-27*2021-09-09-0.1903-0.1303-0.0703-0.01020.04980.1098 300XVFUyRsPtQpOrPpMsPoRnM7NbP9PpNrRtRoNeRmMsOkPpNqQ9PrRzRvPtPpRMYnMvM3 EPS PE 2023/4/18 2021A 2022E/A 2023E 2021A 2022E/A 2023E0189.HK 8.30 0.98 1.73 1.57 10.81 4.49 4.64 601208.SH 12.70 0.38 0.45 0.56 45.71 25.25 22.55 002643.SZ 17.54 0.67 0.79 0.91 34.26 22.08 19.20 688386.SH 44.72 0.95 0.45 1.80 85.06 123.83 24.84 Wind Wind 0.876 4 18 2022 2022 4 2025 40 2023-2025 86.7 169.1 314.7 13.0 25.4 47.2 PEM PEM 2022-2025 PEM 0.5 1.0 1.7 2.9 2022-2025 7.5 20.9 37.9 63.6 PEM 2022-2025 26.9 59.4 115.6 219.5 PEM 140/PEM PEM 5 PEM PEM PEM 61.1.1 1.2 PEM 20 70 GE 2010 50/1.3 PVSE CO2 71.1(Proton Exchange Membrane PEM)PEM 8 Trendbank 1.1 91.1 Nafion Aciplex C Balarard-BAM 3G DAIS-/Gore-select-PTFE 101.2 PEM 20 70 GE 2010 50/2020 2010 2001 1993 1975 1973 1966 1962 Engergy Partners 30kW 2010 6 Asahi Chemical GE PEM 50/111.3 R22 TFE PVSE R22TFE PVSE 121.3(PFAR)(PFSR)PFSR(TFE)(PVSE)TFE R22 PVSE TFE CaF2H2SO4 HF CHCl3 R22 SO3 TFE TFPO PVSE PFSR PFAR131.3 PFSR PFSR CO2 CO2 PFSR PFAR PFSR PVSE TFE PFSR PVSE TFE PFSR PVSE TFE CO2 PVSE TFE CO2 CO2 PFSR 141.3 PFSR PFAR PFSR PFSR PFAR PFAR PFAR PFAR 151.3 PFSA Aquivion Gore-Select Nafion Acplex Flemion 16 PEM PEM PEM 172.PEM 2.1 BP 2021 82.7%54.7%2.2 PEM PEM 2.3 PEM PEM 2022-2025 PEM 0.5 1.0 1.7 2.9 2030 20.4 2.4 PEM 2026 15GW 2022-2026 94.8%2022-2025 7.5 20.9 37.9 63.6 182.1 BP 2021 82.7%54.7%DOE 2021 BP192.1 44MJ/Kg 42MJ/Kg 143MJ/Kg 3 90%4.1-7.5 1.4-7.6 5.3-15 MJ 0.02 0.2 0.29 m2/s 6.1 110-50.5510-51.6110-5 MJ/Kg 143 44 42 Wind 202.1 212.1 H2 CO 2 1 CO H2 CO H2O H2 CO2 CO 222.2 2020 62%2020 4%2018 2020 232.2 CCUS CCUS/Kg Kg CO2/Kg 9 22-35+CCUS 15-18 15-23 10-16+CCUS 18-27 10-16 23 33.75-43.41 ALK 22.9-27.7 0.4-0.5 242.2 Hemado 2020 4.2/0.2/1.8/2.2/Hemado,Hemado 252.2 PEM(ALK)(PEM)(SOE)AEM ALK ALK SOE AEM PEM PEM PEM PEM 262.2 PEM PEM ALK PEM SOE AEM 20%-30%KOH A/cm2 0.2-0.8 1-2 0.3-1 0.2-2 70-90 50-80 700-850 40-60 15%-100%5%-120%30%-125%5%-100%-)1-10 1-5 kWh/Kg H2 47-66 47-66 35-50 51.5-66 USD/KW 270 400 h 6000 5000-8000 5000 272.2 PEM PEM PEM 282.3 IEA 2019 242MW 2023 5517MW 2021 350MW 2025 2000MW 2022-2025 39.9%IEA 292.3 PEM PEM MW PEM 2023 2 10000Nm3/h(50MW)2022 11 1200Nm3/h(6MW)3 2022 11 600Nm3/h(3MW)-2020 10 500Nm3/h(2.5MW)2022 12 500Nm3/h(2.5MW)2023 2 400Nm3/h(2MW)2022 7 200Nm3/h(1MW)2022 7 200Nm3/h(1MW)PEM 2022 12 200Nm3/h(1MW)PEM 2023 1 200Nm3/h(1MW)302.3 PEM 2021-2025 PEM 10%15%20%25%30%2022-2025 PEM 0.5 1.0 1.7 2.9 PEM 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2030E MW 350 730 1021.5 1429.3 2000 10729PEM 10%15%20%25%30%40%PEM MW 35 110 204 357 600 4291/MW 47.5 0.2 0.5 1.0 1.7 2.9 20.4312.4 322.4 PEM(PAFC)(SOFC)(AFC)(MCFC)(PEMFC)PEMFC PEM H3O+332.4 PEM PEM E4tech 2011 109.4MW 2021 2313.1MW 35.7%PEM 2011 49.2MW 2021 1998.3MW 44.8%PEM 45.0%86.4%2021 64.6%26.5%PEM E4tech 2021 E4tech 342.4 2017 49.6MW 2021 522.3MW 80.1%2021 202 2 1044.1MW 2026 15044.6MW 94.8%352.4 1GW 7.14 2022-2025 7.5 20.9 37.9 63.6 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2030E GW 0.5 1.0 2.9 5.3 8.9 100.3/GW 7.14 3.7 7.5 20.9 37.9 63.6 716.436 PEM PEMPEM 373.PEM 3.1 35%3.2 3.3 PEM 2026 4.93GW 10.24GW 1MW 830 2022-2026 26.9 59.4 115.6 219.5 409.3 383.1 393.1 35%403.2 13000 20 DOD 90%/4750/kWh 20 16000 0.30/kWh 0.30/kWh 项目 投资金额（亿元）建设规模单位投资成本（元/kWh)循环次数（次）全生命周期成本（元/kWh)大连液流电池储能调峰电站国家示范项目38 800MWh 4750 16000 0.30 莆田大型锂电池储能电站项目 10 500MWh 2000 4000 0.50 413.2 CNESA 性能指标 铅酸电池 钠硫电池 锂电池 钒电池工作温度/-540 300360-3060 045比能量/(Wh/kg)4080 150300 80300 1240比功率/(W/kg)150500 150230 1500 120150效率/%7278 90 95 85循环寿命/次 515年，5001000 1220年，15002500 515年，200010000 1520年，10000每月自放电率/%25 2 1 1响应时间 ms ms ms ms放电速率/C 13 5 510 3充电速率/C 0.4 1 0.251 1单位投资成本/(元/kWh)8001300 2200 8002400 25003900安全性 技术相对成熟，工作安全陶瓷隔膜比较脆，容易引起火灾或爆炸等事故过充、内部短路温升严重导致起火爆炸比较安全，即使交换膜损坏，电解液可以恢复环保指标 毒性物质 无 无 毒性物质应用类型（功率、能量）功率应用 功率应用，能量应用 功率应用 能量应用，兼顾功率应用应用等级（功率、时间）几MW几百MW；放电时间几min几h几kW几百MW；放电时间几s十几h几kW几百MW；放电时间几s几h几kW几百MW；放电时间几s几h可以更长制造商 国内外主要电池制造商 日本NGK等 国内外主要电池制造商 三友电工，普能，融科等423.2 时间 部门 政策 要点2017.08 国家发改委 能源技术创新“十三五”规划 全钒液流电池储能产业化技术列入应用推广。2019.06国家发改委，科技部，工信部，能源局贯彻落实2019-2020年行动计划推进储能设施建设及与与分布式发电、集中式新能源发电联合应用。2021.07 国家发改委，能源局关于加快推动新型储能发展的指导意见统筹开展储能专项规划，大力推进电源侧储能项目建设，积极推动电网侧储能合理化布局，积极支持用户侧储能多元化发展。2022.01 国家发改委，能源局“十四五”新型储能发展实施方案明确发展目标：到2025年，新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段，其中电化学储能技术性能进一步提升，系统成本降低30%以上。要求加大关键技术装备研发力度，推动包括钒电池在内的多元化技术开发。2022.05 国家发改委，能源局关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知建立完善适应储能参与的市场机制，鼓励新型储能自主选择参与电力市场，发挥储能技术优势，提升储能总体利用水平，保障储能合理收益，促进行业健康发展。2022.06 国家能源局防止电力生产事故的二十五项重点要求（2022年版）（征求意见稿）明确了中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池，不宜选用梯次利用动力电池的要求。433.2 2011 500 kW 1 MWh 2012 20 kW 50 kWh 2013 5 MW 10 MWh 2019 Tpower 125 kW 500 kWh 2019 ReFlex 80 kW 320 kMh 2019 10 MW 40 MWh 2019 10MW 3 MW 12 MWh 2020 7.5 MW 22.5 MWh 2020 5 kW 20 kWh 2021 10 MW 40 MWh 2021 10 MW 40 MWh 2021 1 MW 2 MWh 2021 1 MW 1 MWh 2022 125 kW 500 kWh 2022 100 MW 400 MWh 443.2 2020 300MW 800MWh 2023 2021 40MW-2021 100MW 500MWh 43.22021 3MW 12MWh 9.7 2023 2021 20MW 100MWh 2021 2MW 16MWh 2021 100MW 200MWh 10 2022 100MW 400MWh 100MW/400MWh 100MW/400MWh2022 110MW 550MWh 100 10MW/50MWh 100MW/500MWh2022-300MWh 5 200MW 800MWh 453.3 CNESA 2021 46.1GW 22%39.8GW 86.3%3 5.73GW 75%12.5%CNESA 2022-2026 53.3%2026 48.5GW 2022-2026 69.2%2026 79.5GW 2021 CNESA CNESA 463.3 2026 4.93GW CNESA 2026 63.98GW 2026 16%2026 4.93GW 10.24GW CNESA EVTANK GW)CNESA EVTANK 年份新型储能累计装机规模(GW)钒电池累计装机规模在新型储能占比(%)钒电池累计装机规模(GW)钒电池新增装机规模(GW)2020 3.28 3.0%0.10 0.08 2021 5.73 4.0%0.23 0.13 2022E 9.24 6.0%0.55 0.32 2023E 14.93 8.5%1.27 0.72 2024E 24.20 11.0%2.66 1.39 2025E 39.30 13.5%5.31 2.64 2026E 63.98 16.0%10.24 4.93 473.3 2026 60 1MW 830m2 2022 0.32GW 26.9 2026 4.93GW 409.33,1500/61.40 2026 60 CNESA EVTANK 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2030E钒电池新增装机规模(GW)0.08 0.13 0.32 0.72 1.39 2.64 4.93 9.84单位膜消耗（平米/MW）830 830 830 830 830 830 830 830离子膜需求（万平米）6.64 10.79 26.92 59.35 115.57 219.45 409.33 816.72离子膜单价（元/平米）1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500离子膜市场规模（亿元）1.00 1.62 4.04 8.90 17.34 32.92 61.40 122.51483.4-2 0 7 0”-40 5 250kW 8 Mysteel 2021 3 指标 铁铬液流电池 全钒液流电池 锂离子电池关键原材料 铬铁矿 五氧化二钒 碳酸锂全球探明储量 铬储量6.85亿吨 钒储量2200万吨 锂储量2100万吨 Mysteel493.4 2026 0.69GW CNESA 2026 63.98GW 2026 2%2026 0.69GW 1.28GW CNESA EVTANK CNESA EVTANK 年份新型储能累计装机规模(GW)铁铬电池累计装机规模在新型储能占比(%)铁铬电池累计装机规模(GW)铁铬电池新增装机规模(GW)2020 3.28 0.0%0.0003 0.0003 2021 5.73 0.0%0.0003 0.00 2022E 9.24 0.1%0.01 0.01 2023E 14.93 0.5%0.07 0.07 2024E 24.20 1.0%0.24 0.17 2025E 39.30 1.5%0.59 0.35 2026E 63.98 2.0%1.28 0.69 503.4 2026 57.3 1MW 830m2 2026 0.69GW 57.3 2025 28.8 CNESA 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2030E钒电池新增装机规模(GW)0.00 0.01 0.07 0.17 0.35 0.69 1.41单位膜消耗（平米/MW）830 830 830 830 830 830 830离子膜需求（万平米）0.0 0.7 5.4 13.9 28.8 57.3 116.7513.4 2022-2025 35.6 86.7 169.1 314.7 2025 47 CNESA EVTANK 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2030EPEM制氢需求量（万平米）0.2 0.5 1.0 1.7 2.9 20.4燃料电池需求量（万平米）3.7 7.5 20.9 37.9 63.6 716.4钒液流电池需求量（万平米）10.8 26.9 59.4 115.6 219.5 816.7铁铬液流电池需求量（万平米）0.0 0.7 5.4 13.9 28.8 116.7质子交换膜合计需求量（万平米）14.7 35.6 86.7 169.1 314.7 1670.2 离子膜单价（元/平米）1500 1500 1500 1500 1500 1500离子膜市场规模（亿元）2.2 5.3 13.0 25.4 47.2 250.552 PEM PEM PEM 534.PEM 4.1 2022 140/50/30/30/4.2 2021 88.4%PEM 78.6%76.9%4.3 100/100/50/2023 25%150 544.1 1962 Nafion Nafion 25 SELECT PEM/m/(-1 NafionTM 25-250 1100-1200 XUS-B204 125 800 GORE-SELECT Flemion 50-120 1000 Nafion Aciplex-S 25-1000 1000-1200 Nafion DF988/DF2801 50-150 800-1200 554.1 2022 140/2020 11 150 50 2021 12 30/30/2022 50 30 30 30 140564.2 8 15 12 574.2 2021 85.0%2020 7.5%202111.6%9.0%PEM 2021 76.0%21.5%15%2021 75.0%23.2%其 国外 商 其 国内 商 2021 PEM 2021 2021 科 其 国外 商 其 国内 商 科 其 国外 商 国内 商 584.3 300 2022 200 100/50/100/2022 11 500/50/2023 25%150 2022 8 2022 Wind/50 2023 100 2021.2 2023 100 2022.10 2025 150 2022.8 2024 100 500 100059 PEM PEM PEM 60 EPS PE 2023/4/18 2021A 2022E/A 2023E 2021A 2022E/A 2023E0189.HK 8.30 0.98 1.73 1.57 10.81 4.49 4.64 601208.SH 12.70 0.38 0.45 0.56 45.71 25.25 22.55 002643.SZ 17.54 0.67 0.79 0.91 34.26 22.08 19.20 688386.SH 44.72 0.95 0.45 1.80 85.06 123.83 24.84 Wind Wind 0.876 4 18 2022 2022 615.1 PVC 863 18 2020 11 150 50/2020 4 2022 4 Wind CAFSI 625.2 5G/OCA ITO MLCC 5G 2021 9 50 635.3 6000 2021 645.4 ePTFE SiO2 ePTFE CMD 10 ePTFE ePTFE ePTFE 2022 655.5 90%40 2021 2 100 2023 2022 10 100 66 PEM PEM PEM 67 PEM PEM PEM 68 7 7 2 4 1 1 1 5 3 2 5,300 300 300 300 20%300 10%20%300-10%10%300 10%69 R3/国 海 28F 518041 0755-83706353 C1 200023 021-61981300 168 25F 100044 010-88576597&70 前沿报告库是中国新经济产业咨询报告共享平台。行业范围涵盖新一代信息技术、5G、物联网、新能源、新材料、新消费、大健康、大数据、智能制造等新兴领域。为企事业单位、科研院所、投融资机构等提供研究和决策参考。扫一扫免费获取海量报告