1、PEM电解槽系统也由电解电堆(主机)和辅机设备两大部分构成
PEM电解水技术,将水分子电离为OH-和H+、通过质子交换膜(PEM膜)传输H+,生成氢气、氧气和可循环使用的水,不需要添加液体电解质,可以避免AWE使用强碱性液体电解质,实现洁净排放。
PEM电解槽系统由电解电堆(主机)和辅机设备两大部分构成。以1MW级别的PEM电解槽系统为例,电堆和辅机成本占比分别为60%和40%。在PEM电解槽电堆成本构成方面,双极板53%、膜电极24%、气体扩散层/多孔传输层(钛毡、碳毡)17%、电堆组装和端板3%、小组件(密封件、框架等)3%。其中,膜电极(MEA)由阴极和阳极催化剂直接喷涂在质子交换膜上构成,其制造成本大约站42%,其构成中质子交换膜29%、铱Ir基催化剂21%、铂Pt基催化剂8%。
数据来源:观研天下整理
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2、我国PEM电解槽国产供应链迎来弯道超车机会,关键环节有望规模国产
根据观研报告网发布的《中国PEM电解槽行业发展趋势研究与投资前景预测报告(2024-2031年)》显示,目前,PEM电解槽主要有四类玩家:一是建立初期就定位为PEM电解水的独立企业;二是燃料电池企业转型;三是AWE槽企业或其他领域装备厂家业务扩张;四是氢气终端用户或气体运营商向上游拓展业务。国内外PEM电解槽在前沿技术指标上的差距在缩小,随着PEM电解槽向大标方、高电密、低成本等方向发展,对核心部件PEM膜、催化剂、气体扩散层、双极板等提出新的要求,国产供应链迎来弯道超车的机会,PEM各环节均有望规模国产。
国内外PEM电解槽核心部件头部企业
环节 |
国外企业 |
国内企业 |
PEM电解槽 |
ITMPower,NEL(收购Proton),西门子能源,康明斯(收购水吉能),PlugPower,Elogen,日立造船等 |
派瑞氢能、石化机械、阳光氢能、赛克赛斯、长春绿动、中电丰业、国富氢能、卡沃罗、淳华氢能、大连物化所、融科氢能等 |
质子交换膜 |
科慕Chemours(原杜邦)、旭硝子、旭化成、陶氏、索尔维Solvay、艾杰旭AGC、富马Fumatech |
东岳集团(东岳未来氢能)、科润新材料、巨化股份、武汉绿动、国润储能、通用氢能、汉丞科技 |
催化剂 |
庄信万丰Johnson Matthey、田中贵金属TKK、优美科Umicore、贺利氏Heraeus、巴斯夫BSF |
中科科创、龙蟠科技、凯大催化、贵研铂业、中自科技、济平新能源、中石化催化剂公司、合肥动量守恒、中石大新能源、擎动科技、武汉理工氢电、枡水新能源、氢电中科、青岛创启信德新能源 |
气体扩散层 |
贝卡尔特Bekaert、梅利夫MeliCon、吉凯恩GKNSinterMetals |
合肥动量守恒、玖昱科技、浙江菲尔特、西安菲尔特、惠同新材、通用氢能(碳基)、中钛国创、安泰环境、金通科技 |
双极板与涂层 |
双极板:德纳DANA、格雷伯Grabener、法因图尔Feintool;涂层:纳锋科技Nanofilm、毅湃ImpactCoatings |
双极板:雄韬股份、上海治臻、浙江菲尔特、金泉益、西安泰金、博远新能源、三佳机械、中钛国创、安泰环境;涂层:常州翊迈、北京实力源、上海福宜、中科迈格、汇成真空 |
膜电极 |
巴拉德Ballard、西门子、BloomEnergy、庄信万丰JohnsonMatthey、迪诺拉DeNora、戈尔Gore、3M、Kolon |
专业化:鸿基创能、苏州擎动、大连化物所、武汉理工氢电、枡水新能源、氢辉能源、亿氢科技、中科科创、唐锋能源;主机厂:派瑞氢能、阳光氢能、赛克赛斯、绿动、淳华氢能、清能股份 |
资料来源:观研天下整理
具体来看,PEM膜依赖进口,2021年国内市场国外/内资企业的市占率分别79%和21%。其中,科慕公司(原美国杜邦)Nafion膜市占率达76%,具备电阻小、化学稳定性强、机械强度高等特点;而国产头部企业东岳集团(子公司东岳未来氢能)的市占率达约15%。PEM槽的贵金属基电催化剂方面,英国庄信万丰Johnson Matthey、日本田中贵金属TKK、比利时优美科Umicore三家企业占据国内九成市场份额,但是国产中科科创、龙蟠科技、凯大催化、贵研铂业、中自科技、济平新能源等企业研制的催化剂产品均已进入批量测试或应用阶段。PEM膜电极已有鸿基创能、中科科创、苏州擎动、莒纳科技、大连物化所、武理工氢电、枡水、唐锋、氢辉等企业和科研机构布局。
PEM电解槽核心部件重点国产企业的进展
环节 |
国内企业 |
产能建设等具体进展 |
质子交换膜 |
东岳未来 |
电解水制氢用质子交换膜已通过国内下游龙头企业的技术验证,已开启小规模批量化采购并应用于商业化项目。正在规划建设年产50万平方米的电解水质子交换膜产线。 |
科润新材料 |
在工业制氢上,公司成熟产品主要有NEPEM-115、117系列膜。拥有3条质子交换膜生产线,现有总体产能30万平方米/年,其中液流电池与电解水制氢共用20万平米/年的产能。 |
|
催化剂 |
中科科创 |
先后推出了氧化铱、铱黑和铱钌黑等相关催化剂产品,并且已经具备了单批次公斤级的生产能力,且与多家质子交换膜制氢设备生产企业达成了合作和产品交付。 |
济平新能源 |
产品有PEM槽阴阳极催化剂和碱槽电极材料,其中PEM催化剂年产能可达1000Kg。 |
|
气体扩散层 |
西安菲尔特 |
产品处于试验阶段且已经和多家PEM电解槽头部企业开展合作,对相关产品进行测试。 |
浙江菲尔特 |
目前已建有500平方米/月的气体扩散层产线。未来随着质子交换膜制氢设备的应用推广,公司会将相应产线扩建至1万平方米/月。 |
|
双极板 |
治臻新能源 |
苏州双极板生产基地产能350万片/年,为燃料电池和电解水制氢用双极板的混合产线。 |
金泉益 |
具备150万片/年的燃料电池双极板产能和7万片/年的PEM电解槽双极板产能。 |
资料来源:观研天下整理
3、PEM电解槽行业投融资热度较高
在投资市场,近几年,我国PEM电解槽行业产业链各个环节投融资热度较高,在膜电极、质子交换膜、气体扩散层、PEM电解槽等环节均有多家公司获取千万级及以上的投资。其中,质子交换膜和膜电极环节获得投资较多,如2024年4月,科润新材料通过C+轮融资到1.4亿元。
2023年以来我国PEM电解槽产业链投融资情况
融资企业 |
核心产品 |
时间 |
获投轮次 |
融资金额 |
投资机构 |
重塑股份 |
PEM槽 |
2024.03 |
IPO |
/ |
108亿 |
赛克赛斯 |
PEM槽 |
2023.07 |
B轮 |
数亿元 |
朝希资本领投,海通并购资本联合领投,铁泰基金等跟投 |
暗流科技 |
PEM槽、膜电极 |
2024.04 |
天使+轮 |
数百万 |
佛山汇智伟创科技投资有限公司 |
鸿基创能 |
膜电极 |
2024.05 |
/ |
/ |
涌铧投资、新鼎资本、凯鼎投资、远见资本 |
唐锋能源 |
膜电极 |
2023.10 |
C轮 |
3亿元 |
金浦智能、前沿投资、东风资管联合领投,陕煤秦岭科创投、上银国际、久奕投资、石雀投资跟投,高瓴创投和朗玛峰创投作为老股东持续追加投资 |
莒纳科技 |
膜电极 |
2023.10 |
Pre-A轮 |
近亿元 |
长江创新领投,东方嘉富、阳光照明跟投 |
涌氢能源 |
膜电极 |
2023.10 |
天使轮 |
数千万元 |
GRC富华资本独家领投 |
动氢新能 |
膜电极 |
2023.11 |
种子轮 |
千万级 |
遨问创投 |
清氢科技 |
膜电极 |
2023.09 |
种子轮 |
千万级 |
启迪之星创投独家投资 |
动量守恒 |
膜电极、催化剂、气体扩散层 |
2024.05 |
天使轮 |
千万级 |
当看同创资本 |
2023.06 |
/ |
千万级 |
合肥市种子基金和合肥北城天使基金领投,长丰县长氢企业管理咨询中心(有限合伙)以及个人投资者共同参与投资 |
||
科润新材料 |
质子交换膜 |
2024.04 |
C+轮 |
1.4亿元 |
由老股东架桥资本领投,建信北京投资等联合完成 |
2023.10 |
C轮 |
2.4亿 |
红杉中国领投,北汽产投、未势能源、宇通集团、通用技术资本、架桥资本盈鼎投资等联合投资 |
||
福氢氢能 |
质子交换膜 |
2023.12 |
A+轮 |
数千万元 |
唐兴资本独家投资 |
2023.10 |
A轮 |
数千万元 |
金浦智能领投,金鼎资本、前沿投资、苏创投、苏高新股份等机构跟投 |
||
2023.05 |
天使轮 |
数千万元 |
苏高新金控、苏州高新区科创天使基金及个人共同投资 |
||
上海碳际 |
气体扩散层 |
2023.05 |
A+轮 |
千万级 |
海望资本独家投资 |
2023.01 |
A轮 |
数千万元 |
武岳峰资本独家投资 |
资料来源:观研天下整理(WYD)
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