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我国PEM电解槽行业分析:关键生产环节有望规模国产 市场投融资热度较高

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%。

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

数据来源:观研天下整理

数据来源:观研天下整理

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

ITMPowerNEL(收购Proton),西门子能源,康明斯(收购水吉能)PlugPowerElogen,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Gore3MKolon

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-115117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

2024.03

IPO

/

108亿

赛克赛斯

PEM

2023.07

B

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+

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

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

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+

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

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+

数千万元

唐兴资本独家投资

2023.10

A

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+

千万级

海望资本独家投资

2023.01

A

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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