国家发改委、国家能源局《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》中指出,稳步推进氢能多元化示范应用。“十四五”时期,氢能产业的创新应用除交通领域外,还包含储能、发电和工业等领域。2021年~2022年,在氢发电、热电联产、船舶、无人机等领域,燃料电池应用开始“起风”,但多数为示范项目和小批量订单,其应用仍以交通领域为主。
随着国内市场大功率电堆和系统不断推出,下游应用逐步起量,GGII预计,2025年国内氢燃料电池电堆功率需求约为5.1GW,2022-2025年年复合增长率为62%。预计到2030年国内市场氢燃料电池电堆功率需求约为125GW,2022-3030年年复合增长率为76%。
2021-2030年国内氢燃料电池电堆功率需求预测(单位:MW)
资料来源:高工产研氢电研究所(GGII),2022年5月
而电堆功率的增长,将带动上游燃料电池质子交换膜的需求量向上增长。GGII预计,到2030年国内氢燃料电池市场质子交换膜的需求量将达到947.7万m2。
2、PEM电解水制氢质子交换膜市场前景
据GGII调研统计,2021年中国电解水制氢设备市场规模超过9亿元,出货量超过350MW。目前中国电解水制氢设备以碱性制氢为主,2018年及2020年中国碱性电解水制氢设备装机规模分别为196MW和275MW。由于设备造价昂贵,PEM制氢设备在传统用氢行业应用案例较少,且制氢规模普遍在10Nm3/h以下,2021年国内PEM制氢设备规模接近20MW。
《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》将氢能视为可再生能源规模化高效利用的重要载体,鼓励在风光水电资源丰富地区开展可再生能源制氢示范,探索季节性储能和电网调峰,制氢储能成为推动电解水制氢设备市场增长的重要驱动力。《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》规划,到2025年可再生能源制氢量达到10-20万吨/年。GGII预计,可再生能源制氢比例将由2025年的3%提升至2035年的20%左右。可再生能源电解水制氢项目兴建,将带动电解水制氢设备需求爆发式增长。
GGII预计,2022年中国电解水制氢设备市场需求有望达到730MW,同比2021年接近翻番;2025年国内电解水制氢设备市场需求量将超过2GW,相比2020年增长6倍以上;2022-2025年中国碱性及PEM制氢设备装机规模年均复合增长率有望达到48%和126%,PEM制氢设备将迎来规模化示范应用。随着国内PEM制氢设备技术的发展,质子交换膜、催化剂等核心材料逐步实现国产化,叠加规模化生产降本,预计到2030年PEM电解水制氢设备的规模在2030将超2GW。
2018-2030年中国电解水制氢设备装机规模及预测(单位:MW)
资料来源:高工产研氢电研究所(GGII),2022年5月
PEM电解水制氢设备的规模增长将进一步带动PEM电解水制氢质子交换膜的需求增长,GGII预计,到2030年中国PEM制氢质子交换膜的需求规模为9万平米,国产化替代空间大。