（報告出品方/作者：中航證券，鄧軻）

一、 氫能產(chǎn)業(yè)總述

1.1 氫能產(chǎn)業(yè)鏈介紹

在“碳中和”的背景下，世界各國政府做出了 NZE（近零排放）的承諾。氫能作為零碳燃 料，具有儲量豐富、熱值高、零污染、可存儲、來源廣泛等優(yōu)點，逐漸被人們關注。在全球各 國政府相繼出臺政策扶持氫能產(chǎn)業(yè)的背景下，政策端的利好有望帶動需求量的井噴，進而推 動氫能產(chǎn)業(yè)鏈相關企業(yè)充分受益；

氫氣產(chǎn)業(yè)鏈包含上游制氫、中游儲氫運氫和下游加氫用氫三部分。

制氫：目前世界上最常見的制氫方法是化石能源制氫，包括焦煤氣重整制氫、工業(yè)副 產(chǎn)氫以及天然氣制氫（也被成為灰氫或藍氫）等，而與之相對的則是在制氫過程中無 排放無污染的電解水制氫，因其對環(huán)境友好的特點，故被人們稱為綠氫；

儲運：由于目前我國制氫產(chǎn)地較為分散，同時氫氣的儲存和運輸面臨“氫脆現(xiàn)象”的 考驗（指金屬材料因為長時間在富氫環(huán)境中發(fā)生吸氫、氫滲等現(xiàn)象造成機械性能下降 從而發(fā)生脆斷的現(xiàn)象），氫氣的儲運也自然而然成為了人們關注的話題。目前主要有 四種氫氣儲運方式：高壓氣體儲運、低溫液態(tài)儲運、固態(tài)稀土儲運以及有機液體儲運；

加氫：加氫站加氫是目前燃料電池汽車最主要的加氫途徑。加氫站以自身的氫燃料儲 備服務周圍區(qū)域，而充足的加氫站覆蓋范圍亦能加速燃料電池汽車的推廣應用。氫氣 壓縮機是加氫站的核心裝備之一，是通過壓縮空氣實現(xiàn)氣體輸送的設備，目前氫氣壓 縮機主要分為液體活塞式氫氣壓縮機、隔膜式氫氣壓縮機以及離子壓縮機。

目前氫能產(chǎn)業(yè)鏈路線眾多，尚處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展前期，仍存在制氫成本較高、儲氫運氫困難 以及加氫站覆蓋少等問題。因此，為了扶持氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國出臺了一系列氫能相關的 產(chǎn)業(yè)政策來扶持相關領域的發(fā)展。

1.2 產(chǎn)業(yè)政策積極樂觀

目前世界主要發(fā)達國家和地區(qū)，如美國、日本、韓國和歐盟等均出臺了相關政策促進氫 能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。日本高度重視氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提出了“成為全球第一個實現(xiàn)氫能社會的國 家”的目標，并先后發(fā)布了《日本復興戰(zhàn)略》、《能源戰(zhàn)略計劃》、《氫能源基本戰(zhàn)略》和 《氫能及燃料電池戰(zhàn)略路線圖》等政策條例，詳細規(guī)劃了實現(xiàn)氫能社會戰(zhàn)略的技術(shù)路線；

中央重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，出臺政策推進產(chǎn)業(yè)發(fā)展：目前氫能戰(zhàn)略規(guī)劃已被歸為我國重要 的能源戰(zhàn)略，并將成為我國優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)和保障國家能源供應安全的戰(zhàn)略選擇。盡管氫 能及燃料電池技術(shù)早在 2006 年就被寫入《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006- 2020）》中，但 2014 年以前氫能都處于試驗推廣階段。2014 年，我國發(fā)布了《能源發(fā)展戰(zhàn) 略行動（2014-2020 年）》，氫能與燃料電池被歸為能源科技創(chuàng)新戰(zhàn)略方向，標志著氫能正 式進入產(chǎn)業(yè)化階段。2016 年，我國氫能產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達到 1,800 億元。2019 年 3 月，“推動 充電、加氫等基礎設施建設”被寫入《政府工作報告》，這是氫能源首次被列入《政府工作報告》，氫燃料電池的發(fā)展自此邁入了新的階段。2020 年 9 月，我國在聯(lián)合國一般性辯論及相關產(chǎn)業(yè)、技術(shù)被多次提及。

隨后，財政部、發(fā)改委等五部門聯(lián)合印發(fā)燃料電池示范應 用通知，進一步明晰了燃料電池汽車及氫能供應的獎勵條件。021 年 9 月，《2030 年前碳達峰行動方案的通知》以及《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意 見》發(fā)布，其中提到了“統(tǒng)籌推進氫能‘制儲輸用’全鏈條發(fā)展”、“推動加氫站建設”以 及“推進可再生能源制氫等低碳前沿技術(shù)攻關”等重要舉措。2021 年 9 月、2022 年 1 月， 財政部十五個部門聯(lián)合發(fā)布了《關于啟動燃料電池汽車示范應用工作的通知》，將廣東、 北京、上海列為首批示范城市，鄭州、張家口列為第二批示范城市，氫能應用進入提速階 段。2021 年 10 月以來，國家密集出臺“

雙碳”相關政策，包括《關于完整準確全面貫徹新 發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》、《2030 年前達到碳達峰行動方案的通知》、 《綜合運輸服務“十四五”發(fā)展規(guī)劃》和《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》等，加速推動氫 能、加氫站以及燃料電池汽車的發(fā)展；2022 年 3 月，發(fā)改委出臺了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期 規(guī)劃（2021-2035 年）》，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入了新階段。

地方政府氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動規(guī)劃密集出臺。產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方面，江蘇、浙江、天津、四川、上 海等省市發(fā)布了推進氫能產(chǎn)業(yè)的專項規(guī)劃。江蘇省于 2019 年發(fā)布了《江蘇省氫燃料電池汽車 產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》，計劃在 2025 年之前完成 50 個加氫站，氫燃料電池汽車 4,000 座，固定發(fā)電站500 座。浙江省 2021 年發(fā)布了《浙江省能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃（征求意見稿）》，提出到 2022 年完成建設加氫站 50 座，推廣氫燃料電池車 1,000 輛，實現(xiàn)產(chǎn)值 100 億元的目標。天 津、四川等省市提出到 2025 年，實現(xiàn)加氫站 60-70 座，氫燃料電池 6,000、10,000 座，產(chǎn)值 1,000 億元的目標。

另外，值得注意的是，隨著北京冬奧會的臨近，北京政府出臺了一系列氫 能相關的產(chǎn)業(yè)政策鼓勵氫能發(fā)展。2017 年北京發(fā)布了《北京市加快科技創(chuàng)新培育新能源智能 汽車產(chǎn)業(yè)的指導意見》，著力在整車耐久性、續(xù)駛里程和燃料電池使用壽命等領域取得突破。 此外，北京市圍繞燃料電池汽車開展規(guī)?；痉稇茫诙瑠W會和冬殘奧會的各項賽事上推 進制氫、加氫等環(huán)節(jié)核心技術(shù)的運用。冬奧會期間，綠色環(huán)保的氫燃料電池汽車將承擔接駁 等賽事保障服務，延慶區(qū)也將開發(fā)氫燃料電池公共交通線路；

目前我國在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展上存在著缺乏體系和標準、主管部門缺位、法律法規(guī)不健全等 問題。因此要大力發(fā)展氫能，必須對相關標準體系、法律法規(guī)以及示范試點區(qū)域進行統(tǒng)一規(guī) 劃管理；加快建立全面系統(tǒng)的氫能產(chǎn)業(yè)標準；有效的對企業(yè)、高校和科研院所在制氫、純化、 儲運、使用等技術(shù)領域的研究給予支持，為氫能技術(shù)的應用和發(fā)展奠定質(zhì)量基礎；

氫能源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和補貼政策相較于鋰電池產(chǎn)業(yè)更加理性克制，體現(xiàn)出我國在運用產(chǎn)業(yè)鼓 勵政策的方法上更加的嫻熟。此外，雖然氫能在補能時間、重量等方面相較于鋰電有較大優(yōu) 勢，但囿于成本、氫氣體積等因素，無法真正取代鋰電池在乘用車領域的地位；盡管如此， 在特定場景下，氫能在商用車上的 TCO（全周期成本）一樣可以持平燃油車。因此通過合理的 產(chǎn)業(yè)政策，氫能產(chǎn)業(yè)將更為有序健康的發(fā)展。

1.3 市場空間增長迅速

氫能的傳統(tǒng)需求情況：全球氫能需求自 2000 年以來強勁增長，2020 年全球氫氣需求大 約為 9000 萬噸，自 2000 年以來增長 50%。目前大部分的需求幾乎都來自于精煉環(huán)節(jié)和工業(yè) 用途；其中 2020 年精煉環(huán)節(jié)消耗 3,840 萬噸的氫氣作為原料，在這過程中氫氣也承擔了部分 燃料的需求。在工業(yè)合成領域，氫氣的需求同樣十分旺盛，2020 年氫氣在工業(yè)合成領域的消 耗超過 3,000 萬噸，大部分都用作原料。而氫能在其他領域的應用進展則相對緩慢；

氫能需求結(jié)構(gòu)即將迎來調(diào)整：根據(jù) IEA 的預測，燃料電池、能源發(fā)電和合成燃料的需求 將成為未來氫能應用的重要領域，這些改變正將氫氣從一個工業(yè)生產(chǎn)的原材料轉(zhuǎn)變?yōu)樾履茉?社會中必不可少的組成部分。根據(jù) IEA 統(tǒng)計，目前用于燃料電池的氫能大約占全球氫能需求 的 0.02%，而用于能源發(fā)電和合成燃料的氫能需求同樣占比很低，而在 2050 年，IEA 預計用 于燃料電池、能源發(fā)電以及合成燃料的氫能消耗將分別占到全球氫能總需求的 23.2%，19.2% 和 14.2%。而與之相對的則是氫能的傳統(tǒng)使用場景，如精煉和工業(yè)合成領域，在 2050 年將下 滑至 5.9%、21.9%。隨著氫能使用結(jié)構(gòu)的調(diào)整，相關產(chǎn)業(yè)將迎來更大的發(fā)展機遇；

未來氫能需求預測：根據(jù) IEA 預測分析，考慮全球共同宣言承諾的場景下（悲觀情況）， 全球氫能總需求將在 2030 年達到 1.28 億噸，在 2050 年達到 2.57 億噸。而在考慮全球凈零 排放（NZE）的場景下（樂觀情況），全球氫能總需求將在 2030 年達到 2.29 億噸，2050 年達 到 5.31 億噸。具體到我國，根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的估計，到 2030 年，我國氫氣需求量將達到3,500 萬噸，在終端能源體系中占比 5%。到 2050 年，氫能在我國終端能源體系中的占比將至 少達到 10%，屆時氫氣需求量將接近 6,000 萬噸；

總結(jié)：氫能尚處于產(chǎn)業(yè)化剛剛落地的階段，具有較大的想象空間和發(fā)展空間；但我國氫 能產(chǎn)業(yè)未來具體技術(shù)路線、生產(chǎn)工藝和應用場景尚未敲定，因此也存在較大的不確定性。而 通過國家和地方的氫能產(chǎn)業(yè)政策的正向扶持，行業(yè)需求得以快速增長，內(nèi)部需求結(jié)構(gòu)發(fā)生調(diào) 整，進而牽動了產(chǎn)業(yè)鏈中新材料的應用。而相關新材料，如上游制氫環(huán)節(jié)以及下游用氫環(huán)節(jié) 使用的質(zhì)子交換膜、中游環(huán)節(jié)的儲氫用高強度碳纖維等，也將迎來快速發(fā)展的機遇期。（報告來源：未來智庫）

二、 質(zhì)子交換膜產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展

從氫能行業(yè)層面來看，質(zhì)子交換膜主要用途為燃料電池和電解制氫。燃料電池本質(zhì)上就 是水電解的逆反應裝置，其中核心部件雙極板的原材料就是質(zhì)子交換膜。而電解制氫路線中， 有質(zhì)子交換膜（PEM）和堿性電解槽兩種方法，兩種方案各有優(yōu)劣。據(jù) 2020 年我國各制氫路 線占比數(shù)據(jù)顯示，水電解法制氫的產(chǎn)量占比不高（僅占 0.03%）。具體到水電解，2015 年以 來，質(zhì)子交換膜法制氫的比例增速明顯高于其他電解方式，但其產(chǎn)能占總電解水制氫產(chǎn)能比 例仍不高（31%）。

根據(jù)產(chǎn)業(yè)界反饋，目前質(zhì)子交換膜的國內(nèi)供給仍然不足，大部分需求方仍舊使用進口膜， 這與國產(chǎn)化替代節(jié)奏較慢有關。隨著下游需求的井噴和上游原材料生產(chǎn)企業(yè)突破技術(shù)瓶頸， 國產(chǎn)質(zhì)子交換膜的生產(chǎn)成本降低，預計質(zhì)子交換膜的國產(chǎn)化率將進一步提升。

2.1 質(zhì)子交換膜供應和國產(chǎn)化替代情況

質(zhì)子交換膜主要特性：質(zhì)子交換膜按照含氟量分為全氟磺酸膜、部分氟化聚合物膜、新 型非氟聚合物膜、復合膜等。目前全氟質(zhì)子交換膜（全氟磺酸膜）由于其優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性、 化學穩(wěn)定性、較高的力學強度以及較高的產(chǎn)業(yè)化程度而得到廣泛應用。全氟質(zhì)子交換膜主要 應用在氯堿工業(yè)、燃料電池、電解水制氫、儲能電池等領域。目前全氟質(zhì)子交換膜是主流的 技術(shù)，產(chǎn)業(yè)化程度較高；

質(zhì)子交換膜產(chǎn)業(yè)鏈梳理：質(zhì)子交換膜由于其工藝流程復雜而具有了極高的技術(shù)壁壘，全 氟質(zhì)子交換膜的制備需要以帶有磺酸基的全氟乙烯基醚單體、四氟乙烯為原材料，通過共聚 獲得全氟磺酸樹脂，然后進一步制備生成全氟質(zhì)子交換膜。用于制作質(zhì)子交換膜的全氟磺酸 樹脂技術(shù)壁壘較高，需要企業(yè)在原料選擇、合成工藝等方面有較好的技術(shù)與經(jīng)驗積累。全氟 磺酸樹脂的主要玩家有：美國杜邦、美國 3M、美國戈爾、比利時索爾維、日本旭化成等。目 前國內(nèi)全氟磺酸樹脂市場的主要生產(chǎn)廠家為東岳集團、科潤，有項目在研的廠家有：上海三 愛富、巨化集團等少數(shù)企業(yè)，但產(chǎn)能較小，無法批量供應市場。截至 2020 年，科慕（原主體 為美國杜邦）、索爾維、旭化成三家占據(jù)了全球 90%以上的產(chǎn)能，國內(nèi)對全氟磺酸樹脂進口依 賴度高達 99%；

比對海內(nèi)外企業(yè)質(zhì)子交換膜的售價，可以發(fā)現(xiàn)質(zhì)子交換膜的價格有較大的下降空間。目 前國產(chǎn)質(zhì)子交換膜主要通過主動壓低價格來獲得競爭優(yōu)勢，如果實現(xiàn)國產(chǎn)化替代，預計將降 低質(zhì)子交換膜的價格 30%-40%。同時近年來隨著技術(shù)突破，國產(chǎn)質(zhì)子交換膜的壽命逐年遞增， 單位時間的質(zhì)子交換膜的成本也隨之下降。通過拆解科慕 Nafion 質(zhì)子交換膜成本結(jié)構(gòu)可以發(fā) 現(xiàn)，技術(shù)工藝占總生產(chǎn)成本的 85%。我們相信，隨著大規(guī)模的生產(chǎn)，質(zhì)子交換膜的平均成本可 以有效降低；

受景氣度反轉(zhuǎn)影響，國內(nèi)老牌企業(yè)開始全產(chǎn)業(yè)鏈布局，新入局玩家紛紛發(fā)布擴產(chǎn)計劃。 根據(jù)國內(nèi)外主要質(zhì)子交換膜公司的主要產(chǎn)品特性來看，國內(nèi)公司中，東岳集團進展最快。2004 年東岳集團聯(lián)合上海交通大學研發(fā)出質(zhì)子交換膜，性能對標同類產(chǎn)品；2014 年至 2016 年，東 岳集團質(zhì)子交換膜壽命從 800 小時增長到 6,000 小時，其研發(fā)的 DF260 膜已經(jīng)成熟并量產(chǎn)。

東岳未來規(guī)劃的 150 萬平方米燃料電池膜和配套化學品產(chǎn)業(yè)化項目正在建設，同時配套建成 年產(chǎn) 50 噸離子膜的全氟磺酸樹脂生產(chǎn)裝置，一期項目（50 萬平米）已于 2021 年投產(chǎn)；江蘇 科潤目前已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)子交換膜的小批量供貨，目前科潤集團擁有兩條全氟離子膜生產(chǎn)線， 全氟離子膜產(chǎn)能 30 萬平米；國家電投旗下的武漢綠動氫能目前已經(jīng)完成 30 萬平米的質(zhì)子交 換膜生產(chǎn)線，可生產(chǎn) 8 微米到 20 微米的質(zhì)子交換膜；此外，浙江漢丞、東材科技等公司均有年產(chǎn) 30 萬平米以上的質(zhì)子交換膜項目或計劃落地。上述企業(yè)通過研發(fā)投入，率先實現(xiàn)質(zhì)子交換膜的國產(chǎn)化，預計將在產(chǎn)業(yè)競爭中獲得先發(fā)優(yōu)勢；

綜上分析，我們認為，以下幾點有助于質(zhì)子交換膜行業(yè)保持較好的競爭生態(tài)，利好先行 者：

技術(shù)壁壘：原材料制備難度大，要實現(xiàn)大規(guī)模制備全氟磺酸樹脂，使其滿足工業(yè)生產(chǎn)標準 具有較大難度。其中主要難點包括樹脂的鏈結(jié)構(gòu)、交換容量、分子量的調(diào)控；成本可控的 同時保證化學穩(wěn)定性、機械強度、電化學性能等條件均滿足下游應用需求；（以東岳未來 為例，歷經(jīng)多年研究，東岳未來生產(chǎn)的質(zhì)子交換膜壽命從 2014 年的 800 小時提升到 2020 年 6,000 小時，大大降低了使用的綜合成本，具有較高的技術(shù)壁壘）

資質(zhì)壁壘：質(zhì)子交換膜下游應用廠家對交換膜性能要求嚴格，由于膜電極的質(zhì)子傳導率、 厚度和穩(wěn)定性直接影響燃料電池的綜合性能，因此下游廠家對供應商有嚴格的準入認證。 例如 AFCC 公司的認證，對于所有應用于燃料電池汽車的元器件都有嚴格的規(guī)定和要求， 尤其是燃料電池膜，更是有幾十項鑒定指標，因此具有較高的資質(zhì)壁壘；

環(huán)保壁壘：由于氟化工是重污染、高能耗的行業(yè)，因此全氟磺酸樹脂和全氟質(zhì)子交換膜的 生產(chǎn)加工需要嚴格的環(huán)保審核，政府對高能耗的氟化工企業(yè)限制政策較多，在雙控政策的 影響下，后發(fā)者要進入行業(yè)需要經(jīng)過復雜的環(huán)境評測；

資金壁壘：由于質(zhì)子交換膜的車間生產(chǎn)條件要求嚴格，全程需要嚴格無塵無水，對設備需 求較高，需要配備全自動的連續(xù)成膜設備，因此對整體資金投入要求較高。（2018 年東岳未來立項建設氫燃料電池產(chǎn)業(yè)項目，投資近 10 億元建設氫燃料電池質(zhì)子交換膜的基地， 用于購買質(zhì)子交換膜生產(chǎn)、檢驗以及配套的研發(fā)、試驗設備，建設時間約 5 年）

技術(shù)、資質(zhì)、環(huán)保和資金所構(gòu)筑的綜合性壁壘將有效阻擋新玩家入場，有利于行業(yè)整體 競爭環(huán)境，且國內(nèi)企業(yè)面對的是海外企業(yè)的競爭，國內(nèi)廠商更多是競合關系，相關企業(yè)完成 預研后可以通過產(chǎn)能擴張快速降低成本，進一步提高自身競爭力。

2.2 核心業(yè)務助推質(zhì)子交換膜需求井噴

目前質(zhì)子交換膜的下游應用領域主要包括燃料電池、質(zhì)子交換膜制氫（PEM 制氫）、全 釩液流電池以及氯堿工業(yè)等領域。其中，氯堿工業(yè)使用的是全氟羧酸樹脂，與另外三類不同， 因此下面將就除氯堿工業(yè)以外的其他三塊業(yè)務（燃料電池、PEM 制氫、全釩液流儲能）分析質(zhì) 子交換膜的需求：

燃料電池是下游核心消費領域：質(zhì)子交換膜在燃料電池中主要用于雙極板的制作，按照 Mairai 公司每年生產(chǎn) 3000 套系統(tǒng)時的成本估算，單車質(zhì)子交換膜成本可達到電堆總成本的 15%以上。截至 2021 年年底，燃料電池汽車銷售量不到 2,000 輛（1,852 輛），但國家產(chǎn)業(yè)政 策明確指出要使用燃料電池汽車替代傳統(tǒng)燃油重卡等車型，并通過以獎代補的方式給予相關 車型補貼。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟給出的總體目標路線圖，將來燃料電池汽車發(fā)展分三步走：近期目標（2020-2025 年）達到 5 萬輛/年，中期目標（2026-2035 年）達到 130 萬輛/年，遠期 目標（2036-2050 年）達到 500 萬輛/年。到 2025 年，中國 氫燃料電池汽車保有量將達到 10 萬輛，2030 年氫燃料電池汽車保有量將達到 100 萬輛，2050 年氫燃料電池汽車保有量將達到 3000 萬輛；

根據(jù)上述分析，我們預計，到 2025 年，燃料電池用質(zhì)子交換膜的國內(nèi)總市場空間將達到 9 億元，到 2030 年國內(nèi)總市場空間將達到 67 億元，到 2050 年燃料電池用質(zhì)子交換膜的總市 場空間將達到 2400 億元。

電解制氫潛力十足：目前氫能的主要生產(chǎn)方式是灰氫（焦煤氣凈化和工業(yè)副產(chǎn)氫）和藍 氫（天然氣制氫），但由于灰氫對環(huán)境造成較大程度的污染，各國政策都在大力扶持綠氫（電 解制氫），預計未來氫能的制取將完成從灰氫到綠氫的過渡。而在過渡過程中，制氫成本始 終是人們考慮的重要問題，目前電解制氫主要分為堿性電解法和質(zhì)子交換膜法，下面將通過已有的三種裝置（NEL 公司堿性電解槽、Mcphy 公司堿性電解槽，GINER 公司 PEM 槽）就如何 降低制氫成本進行探討；

電解氫成本結(jié)構(gòu)分析：電力支出占到了電解制氫 50%的成本，因此要降低電解制氫的成 本，首先就要降低電力支出的成本。在恒定的電力輸出 情況下，度電價格在 0.6 元左右時，堿性電解成本為 40 元/kg，PEM 電解制氫成本在 48.5 元 /kg,電解制氫的單位成本較高。而度電成本下降至0.1元時，堿性電解成本下降到9.2元/kg， PEM 電解制氫成本下降到 20.5 元/kg。通過拆解三種不同裝置制氫成本結(jié)構(gòu)，可以發(fā)現(xiàn)不管 是堿性電解還是 PEM 電解，電力成本都占比超過 50%。因此，控制度電成本，將有效降低制氫 成本；

考慮到電力成本是決定電解制氫成本的關鍵因素，下面將從常規(guī)電力電解制氫以及可再 生能源電解制氫兩種情形下分析堿性電解法和質(zhì)子交換膜法的經(jīng)濟性：

常規(guī)電力情況下的經(jīng)濟性分析：小規(guī)模情況下，質(zhì)子交換膜與堿性電解槽成本差距較 大；大規(guī)模情況下，差距縮小，但質(zhì)子交換膜的成本始終高于堿性電解槽。這是因為雖然規(guī) 模效應攤平了固定投資，但 PEM 制氫的過程催化劑鉑的價格過高導致整體制氫成本偏高，從 而在電源平穩(wěn)輸出的情況下經(jīng)濟性一般。

使用可再生能源進行儲氫的情況下的成本：PEM 電解制氫的優(yōu)點是響應速度快、在電 力輸出極端條件下（低于 20%負載或 150%最大負載以內(nèi)）仍可正常使用?？紤]到可再生能源 的輸出功率變化較大、處于低負載和高負載區(qū)間的時間較長的特點，因此在實際使用中使用 PEM 作為可再生能源電解儲氫的經(jīng)濟性在現(xiàn)有技術(shù)條件下反而可以超過堿性電解法制氫；

電解氫市場規(guī)模預測：到 2025 年中國電解制氫裝 機量將達到 10GW，到 2050 年將達到 500GW。其中 PEM 電解氫在市場中占比將于 2050 年達到 40%，屆時 PEM 制氫的總裝機量將超過 200GW；

根據(jù)上述分析，我們預計，到 2025 年，PEM 制氫用質(zhì)子交換膜的國內(nèi)市場空間將達到 2 億元，2030 年國內(nèi)市場空間將達到 8 億元，2050 年 PEM 制氫用質(zhì)子交換膜的市場空間將達 到 305 億元。

全釩液流電池未來可期：全釩液流電池是一種安全高效、富有潛力的儲能裝置，且由于其 安全可靠的液流系統(tǒng)，較之目前主流的儲能電池——鋰離子電池的使用壽命更長（全釩液流電池一般具有 20 年生命周期、6 萬次充放電次數(shù)）。隨著其應用場景逐漸增多，成本逐漸下 降，相信全釩液流電池在未來將會有更多的應用空間。目前大部分的全釩液流電池正負極電 解液之間使用的薄膜正是杜邦公司開發(fā)的 Nafion 系列質(zhì)子交換膜。未來隨著全釩液流電池的 推廣，質(zhì)子交換膜在全釩液流電池上的應用規(guī)模也會不斷增長；

目前儲能方式中，液流電池儲能占比較小，未來需求增長較快。目前主流的儲能技術(shù)包括 抽水蓄能、鋰離子儲能技術(shù)等，液流電池儲能技術(shù)占比不高。根據(jù)統(tǒng)計，我國 2020 年全釩液 流電池儲能項目規(guī)模在 100MW 左右。此外，根據(jù)《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》 提出的發(fā)展新型儲能電池的目標，GGII 預計到 2025 年液流電池裝機量將超過 1000MW；

根據(jù)上述分析，2020 年全釩液流電池用質(zhì)子交換膜的國內(nèi)市場空間0.4 億元，我們預計，到 2025 年，全釩液流電池用質(zhì)子交換膜的國內(nèi)市場空間將達到 2 億元。

2.3 總結(jié)

質(zhì)子交換膜由于其優(yōu)良的特性，成為了燃料電池、PEM 電解法以及全釩液流電池的重要組 件，而由于其制備過程具有較高的門檻導致質(zhì)子交換膜的供給有限，行業(yè)競爭格局良好。隨 著質(zhì)子交換膜的成本伴隨國產(chǎn)化替代和規(guī)模效應而不斷下降，下游應用的不斷拓展導致需求 抬升，增量市場下，行業(yè)內(nèi)有相關技術(shù)儲備和產(chǎn)能規(guī)劃的企業(yè)將獲得更大的發(fā)展機遇；

燃料電池汽車 2020 年銷量 1,177 輛，2025 年燃料電 池汽車保有量 10 萬輛，2030 年 100 萬輛，2050 年 3000 萬輛，考慮燃料電池汽車平均功率每 5 年增加 40kw，同時根據(jù)橡樹國家實驗室數(shù)據(jù)，質(zhì)子交換膜單位功率膜用量在 0.1~0.22 /， 推算出燃料電池汽車在 2025 年質(zhì)子交換膜總需求為 180 萬平米。電解氫比例將在 2025 年達到 3%,其中 PEM 電解制氫比例為 5%,假設平均電耗為 53kWh/kg,假設質(zhì)子交換膜的壽命為 6,000 小時，那么年 PEM 電解制氫中的關鍵材料——質(zhì)子 交換膜到2025年的總需求將達到37萬平米。

此外根據(jù)工信部下發(fā)的新型儲能電池目標指引， 全釩液流電池裝機量將在 2025 年達到 1GWh，按照平均功率 5kW/平米計算，所需的液流電池 用質(zhì)子交換膜面積在 33 萬平米左右。根據(jù)目前東岳未來、科潤新材等國內(nèi)頭部質(zhì)子交換膜生 產(chǎn)商的產(chǎn)能擴張進度，其中東岳未來的市場份額最高，我國質(zhì)子交換膜進口依賴度將進一步 下降。到 2025 年，我國的質(zhì)子交換膜總需求將達到 250 萬平米，CAGR 為 63.5%，按照 IEA 預 測，2025 年質(zhì)子交換膜價格下降至 500 元/平，潛在總市場空間 13 億元，未來發(fā)展前景廣闊。（報告來源：未來智庫）

三、儲氫需求助推碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展

隨著氫氣需求的不斷提高，氫氣的儲存成為了很大的問題，而氫氣儲運面臨的難題是氫 氣自身的特點導致的，氫氣易燃易爆炸，在空氣中的體積濃度一旦介于 4.0%到 75.6%之間，遇火就會發(fā)生爆炸，因此目前氫氣在中國屬于受管制的?；?。而要保障氫氣在儲藏和運輸 之間的安全性，工程師給出了三個解決方案：即液態(tài)儲氫、氣態(tài)儲氫以及固體氧化物儲氫。 目前液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫存在成本較高，且尚未形成產(chǎn)業(yè)化的問題，因此本文重點考慮氣態(tài) 儲氫的情形；

高壓氫氣瓶儲氫是目前最主要的氣態(tài)儲氫方式：目前高壓氣態(tài)儲氫瓶有四種類型，Ⅰ型 是傳統(tǒng)的純鋼制金屬瓶，Ⅱ型是鋼制內(nèi)膽碳纖維纏繞瓶，Ⅲ型是鋁內(nèi)膽碳纖維纏繞瓶，Ⅳ型 是塑料內(nèi)膽碳纖維纏繞瓶。其中Ⅰ型、Ⅱ型價格相對便宜，但儲氫密度低，重量重且容易發(fā) 生氫脆問題，目前 20MPa 的Ⅰ型瓶在國內(nèi)得到廣泛的工業(yè)應用，并與 45MPa 鋼制氫瓶、98MPa 鋼帶纏繞式壓力容器組合應用于加氫站中。而Ⅲ型、Ⅳ型車載應用已經(jīng)非常廣泛，國外多是 70MPa 的碳纖維纏繞Ⅳ型瓶，而國內(nèi)由于高強度碳纖維工藝尚不成熟，Ⅳ型儲氫瓶的大規(guī)模 商用化尚待時日，目前主要是 35MPa 碳纖維纏繞Ⅲ瓶；

儲氫瓶產(chǎn)業(yè)鏈梳理：近年來，隨著儲氫瓶需求的不斷增長，國內(nèi)涌現(xiàn)出一批儲氫瓶的制 造企業(yè)。儲氫瓶的制備過程為：上游將原材料運輸至儲氫瓶制造企業(yè)，儲氫瓶制造企業(yè)通過 沖壓、拉伸、熱處理制造內(nèi)膽原胚，然后使用樹脂溶液附著碳纖維纏繞內(nèi)膽，通過固化、自 緊的方式將碳纖維固定在內(nèi)膽上，最后通過氣壓、水壓測試完成制作；

根據(jù)碳譜科技拆解分析，以 35Mpa 儲氫系統(tǒng)為例，年產(chǎn)量在 50 萬套的情況下，碳纖維的 成本占儲氫系統(tǒng)總成本的比例達到了 62%。由于儲氫瓶用碳纖維的價格顯著影響到儲氫瓶的 制作成本，而儲氫瓶用碳纖維的供求關系將決定未來幾年儲氫瓶用碳纖維的價格，因此有必 要對其進行分析。

3.1 儲氫用壓力容器碳纖維門檻高，供給有限

儲氫用碳纖維壁壘高。由于高壓氫氣具有較大的危險性，在濃度較高的情況下容易引起 爆炸，屬于特種裝備，因此國家對儲氫瓶用碳纖維的質(zhì)量要求較高，大部分儲氫瓶使用的碳 纖維復合材料原材料為 T700 及以上的碳纖維原絲，屬于高性能碳纖維，具有較高的行業(yè)壁壘：

技術(shù)壁壘高、護城河深。碳 纖維原絲以及復合材料的生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)壁壘高、護城河深，主要體現(xiàn)在三個方面：配方壁壘、 工藝壁壘和工程壁壘。盡管可以通過直接購買和挖角技術(shù)人員等方式獲取配方，配方調(diào)和仍 需要反復的校對調(diào)試和大量的經(jīng)驗積累，通常配方壁壘的突破時間需 1-2 年；若想突破工藝 壁壘，企業(yè)還要在擁有配方的技術(shù)上調(diào)試磨合，通常需要 3-5 年時間；最后，企業(yè)需要投入 大量資本設計改造、調(diào)整裝備和訓練人員，以達到各生產(chǎn)工藝之間的協(xié)調(diào)配合，通常這個環(huán)節(jié)需要 5 年以上?？傮w來說，高性能碳纖維牌號從研發(fā)到正式投產(chǎn)大約需要十年的時間，因 此已掌握成熟技術(shù)的企業(yè)先發(fā)優(yōu)勢極大，護城河深厚。就碳纖維制件的研發(fā)來說，行業(yè)內(nèi)的 相關公司均保持較高的研發(fā)投入占比；

特種裝備認證，資質(zhì)壁壘高：國家對壓力容器有完善的特種裝備認證流程，必須經(jīng)過中 國特種裝備檢驗研究院（CSEI）等官方研究機構(gòu)認證，并通過客戶的資質(zhì)認證以及多年的實 踐檢驗。（例如中復神鷹于 2018 年完成中材科技 CNG 氣瓶產(chǎn)品型式認證，于 2019 年完成江 蘇國富氫能、沈陽斯林達安科等公司的產(chǎn)品型式認證，大大提高了公司在相關公司的產(chǎn)品銷 售業(yè)績，根據(jù)招股書顯示，其在壓力容器領域的銷售收入相比 2018 年增長 150.6%，銷量較 2018 年增加 142.8%，銷售單價較 2018 年增加 3.23%）；

高性能碳纖維投產(chǎn)周期較長，資金壁壘較高：恒神股份公告中提到碳纖維行業(yè)不同于傳 統(tǒng)行業(yè)，必須建設多條單線千噸級產(chǎn)能生產(chǎn)線和完整生產(chǎn)鏈，因此建設周期長于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè) 2- 3 倍，且高性能碳纖維萬噸級投資額普遍資金需求 20 億元以上，較高的資金壁壘使得大量企 業(yè)難以進入。在前期核心技術(shù)尚未突破時，碳纖維產(chǎn)線投資額高但投資回報率低，同時還面 臨海外企業(yè)低價傾銷的壓力。以行業(yè)龍頭中復神鷹為例，2020 年碳纖維單噸凈利潤為 2.3 萬 元，投資回報期約 10 年左右。（2020 年中復神鷹產(chǎn)量 3,777 噸，凈利潤 8,500 萬）

高壁壘導致高性能碳纖維產(chǎn)能向頭部集中：2021 年國內(nèi)前四大高性能碳纖維生產(chǎn)商共擁 有等同東麗 T700 性能的碳纖維產(chǎn)能 20,076 噸（考慮國泰大成一期項目 3,000 噸產(chǎn)能），其中中復神鷹萬噸級 T700 性能碳纖維項目產(chǎn)能于 2022 年 3 月達產(chǎn)，達產(chǎn)后 T700 級碳纖維總產(chǎn) 能達到 12,500 噸/年。2020 年國內(nèi) T700 產(chǎn)能為 9,076 噸，2021 年新增產(chǎn)能 11,000 噸，同比 增長 121.2%，增速較快。預計 2022 年國內(nèi) T700級碳纖維產(chǎn)能增加 7,000 噸，同比增加 34.9%。

碳纖維行業(yè)集中度較高，其中江蘇地區(qū)，連云港中復神鷹、常州中簡科技、鎮(zhèn)江恒神股份三家碳纖維生產(chǎn)商，2020 年產(chǎn)能占到全國高端碳纖維產(chǎn)能的 90%以上，近年來隨著各企業(yè)擴產(chǎn) 進度的加快，有進一步向頭部企業(yè)集中的趨勢。而地域產(chǎn)能來看，碳纖維產(chǎn)能正在從東部沿海向西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，例如中復神鷹從 2019 年啟動的兩萬噸高性能碳纖維項目，選址在西寧地 區(qū)的可能原因包括當?shù)貎?yōu)惠政策、電力費用以及勞動力成本等綜合因素等；

頭部企業(yè)財務數(shù)據(jù)持續(xù)改善：目前從事高性能碳纖維業(yè)務的上市公司主要包括光威復材 （300699.SZ）、中簡科技（300777.SZ）、中復神鷹（已過會）、恒神股份（832397.NQ）。 通過比較上述幾家公司的經(jīng)營指標，不難看出，光威復材的產(chǎn)品單噸價格遠高于其他三家， 原因是其主要產(chǎn)品為高端航空航天件；恒神股份產(chǎn)品價格落后于同行，僅為中復神鷹和中簡 科技的一半，主要原因是其大部分業(yè)務為風電碳纖維，單噸價格較低。產(chǎn)品盈利性方面，中 簡科技毛利率領先對手，達到 80%以上，近幾年保持穩(wěn)定，主要原因是中簡科技產(chǎn)品基本為軍 用，相對于民品毛利率較高。

此外，中復神鷹的毛利率近幾年快速提升，主要原因包括：前期市場開拓階段主動壓低價格、因供不應求帶來的碳纖維市場價格提升、2018~2021 年原油 價格下跌和下游晴綸需求萎靡等因素影響，原材料丙烯晴價格下降、規(guī)模效應帶來綜合成本 下降、西寧生產(chǎn)基地水電費較低、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改善等。恒神股份在 2021年上半年實現(xiàn)了業(yè)績扭虧為盈且毛利率有所提升，主要受益于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改善（公司升級產(chǎn)線，T300 系列產(chǎn)品比例降 低，T700，T800 占比提升）、產(chǎn)能利用率提升帶來的規(guī)?；纫蛩兀?/p>

小結(jié)：技術(shù)研發(fā)、資質(zhì)認證和資金投入三大因素構(gòu)筑的綜合性壁壘將有效維系行業(yè)整體 競爭格局。近年來，雖然有化工行業(yè)的公司切入碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈，但幾乎都聚焦于普通碳纖維； 而目前國內(nèi)生產(chǎn) T700 及以上級別碳纖維的企業(yè)較少，相關上市公司往往會通過上市平臺募集資金來進行產(chǎn)能擴張，以加深其在行業(yè)內(nèi)的競爭優(yōu)勢。

由于我國高性能碳纖維市場中原有玩家因規(guī)?；?，在單位成本方面較新入場玩家具有優(yōu)勢;同時碳纖維生產(chǎn)線的建設周期較長、 難度較高，因此該行業(yè)將在中長期維持相對穩(wěn)定的競爭格局。在近年來我國先進材料強調(diào)國 產(chǎn)化替代的大背景下，相關上市公司多為競合關系，相互合作共同提升碳纖維的國產(chǎn)化替代 水平。由此可見，行業(yè)競爭格局在未來的 2-3 年內(nèi)會繼續(xù)向頭部集中，而光威復材、中復神 鷹和中簡科技等龍頭企業(yè)通過產(chǎn)能擴張，將進一步保持并突出自身的競爭優(yōu)勢。

3.2 儲氫用碳纖維需求井噴，有望開啟碳纖維應用新的增長點

壓力容器是現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的重要設備，傳統(tǒng)的壓力容器多是以金屬或合金為容器 壁制造，成本和質(zhì)量較低，結(jié)構(gòu)簡單，但存在應力分布不集中、高溫高壓耐受性差、耐腐蝕 性差等缺陷，難以滿足特種裝備的需求；而以碳纖維復合材料壓力容器為代表的新型復合材 料以其高安全可靠性、長使用壽命以及較大的承壓能力獲得了人們的關注。近年來，碳纖維 在壓力容器中的應用不斷增長，尤其是以航空航天、醫(yī)療、燃料電池汽車等領域增長迅速， 包括：座椅彈射器、醫(yī)療呼吸器以及儲氫瓶。而儲氫瓶作為氫能產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分，隨 著 2021 年下半年各省市開始陸續(xù)落地氫能示范應用，儲氫瓶用碳纖維的需求迅速提高；

儲氫瓶用碳纖維主要應用領域包括燃料電池汽車車載儲氫瓶、可再生能源制氫用儲氫瓶 以及加氫站用儲氫瓶等：

燃料電池汽車快速增長，帶動車用儲氫瓶市場擴大：2019 年清潔能源部長級會議中提出 了在 2020 年到 2030 年這十年間全球生產(chǎn) 1,000 萬輛燃料電池汽車的目標；2030 年全球銷售 的汽車中，氫燃料電池汽車的滲透率需達 3%；到 2050 年這一數(shù)字需達到 36%。未來我國氫燃料電池汽車 2025 年保有量 10 萬輛，2030 年保有量 100 萬輛，2050 年保有量 3000 萬輛，按照其中 90%為四瓶商用車，10%為兩瓶乘用車來估算，2025 年車用儲氫瓶總需求將達到 38 萬只，2030 年總需求將達到 380 萬只；

可再生能源催生儲能需求，氫儲能成為最后一塊拼圖：隨著風能、太陽能裝機規(guī)模的上升，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻能力已無法滿足可再生能源發(fā)電波動性儲能需求。當全國非抽水可再生能源裝機規(guī)模達到 1,500GW 到 2,000GW 以上時，傳統(tǒng) 的電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)和優(yōu)化手段將遇到天花板，在極端情況下，即使全國煤電機組全部用于為可 再生能源發(fā)電調(diào)峰，也難以滿足電力系統(tǒng)安全可靠運行的要求，即意味著傳統(tǒng)調(diào)峰方式失效。

隨著可再生能源發(fā)電規(guī)模的擴大，為平滑波動性產(chǎn)生的二次調(diào)峰儲能需求也將提高，到 2030年可再生能源功率缺口將達到 1,200GW，到 2050 年缺口將擴大至 2,600GW。在此情形下，可 再生能源必須尋求新的儲能方式，而氫能兼具清潔二次能源和高效儲能載體的角色，可以實現(xiàn)大規(guī)?？缂竟?jié)存儲，逐漸被人們關注。我國對可再生能源儲能的需要，將有效帶動儲氫瓶 在氫氣儲存層面的需求；

加氫站加速布局或?qū)⑾破饍淦坎渴馃岢保旱?2020 年年底，我國國內(nèi)累計建成加氫站 118 座，建成并運營加氫站 101 座，代運營 17 座，建設中和規(guī)劃建設的加氫站 170 座。我國的加氫站將于 2050 年達到 1.2 萬座，單座加氫站成本為 800 萬元。雖然目前大部分加氫站使用的儲氫瓶為較為便宜的鋼制儲氫瓶，但相信隨著碳纖 維的成本降低和大規(guī)模運用，碳纖維儲氫瓶的梯次利用也會成為可能；

封鎖加速國產(chǎn)化替代節(jié)奏：2021 年以來，受到新冠疫情封鎖以及日本東麗對中國高端碳 纖維市場供應限制的影響，我國壓力容器用碳纖維進口供應比例下降。目前我國儲氫瓶使用 的碳纖維一般是由國外廠商供應，日本東麗、日本東邦、韓國 SK 等是我國高端碳纖維主要供 應商，日韓企業(yè)占據(jù)我國進口儲氫瓶用碳纖維 70%以上的市場份額。由于海外供應量下降，下 游氫氣瓶制造商紛紛選擇國產(chǎn)碳纖維。目前儲氫瓶制造商主要有京城股份、中材科技、國富 氫能、科泰克、斯林達以及中集安瑞科等，儲氫瓶的平均擴產(chǎn)周期大約在 12 個月左右，相較 于碳纖維廠商 24~48 個月的擴產(chǎn)周期要短；

在大規(guī)模推廣儲氫瓶的過程中，產(chǎn)品價格成為制約需求的關鍵因素。目前有三大因素促使儲氫瓶的生產(chǎn)成本下降：1）國產(chǎn)化替代節(jié)奏。根據(jù)高工氫電的調(diào)研，目前國產(chǎn)儲氫用碳纖維價格比國外便宜 30%。2）大規(guī)模產(chǎn)能擴張促進了儲氫瓶生產(chǎn)成本的降低。根據(jù)美國國家橡樹實驗室的分析，在大規(guī)模（萬噸級）生產(chǎn)條件下，儲氫用碳纖維生產(chǎn)成本從原先的 9.88 美 元/公斤下降至 7.86 美元/公斤，下降幅度約 20%。而儲氫瓶生產(chǎn)成本在大規(guī)模生產(chǎn)條件下會 下降的更快——在 1 萬套儲氫系統(tǒng)的情況下，單位成本為 4,289 元/套，而到儲氫瓶系統(tǒng)數(shù)量 達到 50 萬套以后，單位成本為 2,630 元/套，下降約 38.7%。

碳譜科技則指出，在儲氫瓶系統(tǒng) 中，62%的成本為碳纖維，因此在大規(guī)模生產(chǎn)中降低碳纖維的成本是產(chǎn)業(yè)界最關心的話題。因 此，3）通過優(yōu)化碳纖維生產(chǎn)工藝，同樣有助于碳纖維生產(chǎn)成本的下降。此前的碳纖維生產(chǎn)多 使用濕噴濕紡的工藝，根據(jù)中復神鷹招股書說明，傳統(tǒng)工藝紡速約 80 米/分鐘，使用改進后 的干噴濕紡工藝，紡速可提高 4 倍，達到 300 米/分鐘，未來 2 到 3 年內(nèi)，紡速可達到 400~500 米/分鐘。此外，原絲聚合（一步法、二步法）等工藝的改善也是有效降低成本的重要方式。

3.3 總結(jié)

儲氫瓶用碳纖維需求維持高增：由于目前加氫站在建設過程中更重視成本，主要使用鋼 瓶儲氫，碳纖維的使用量較少，因此對于近五年儲氫瓶碳纖維的市場預測，暫不考慮加氫站 應用的影響。根據(jù)上述分析，碳纖維儲氫瓶未來市場主要分為兩個方面：

（1）車用儲氫瓶方 面，2020 年汽車銷量1,177 輛，2025 年中國氫能源汽車保有量 10 萬輛。按照商用車銷量占比最終 90%，乘用車銷量占比 10%計算。根據(jù)寧波材料所數(shù)據(jù)，其 中商用車單車 4 個儲氫瓶，單儲氫瓶 80kg 碳纖維，乘用車單車 2 個儲氫瓶，單儲氫瓶碳纖維 重量 37.5kg，到 2025年燃料電池電車的累計儲氫瓶用碳纖維需求約為 30,050 噸。

（2）可 再生能源制氫方面，假設 2025年氫氣調(diào)峰調(diào)頻滲透率最終達到 50%，總調(diào)峰需求氫氣 926 噸，假設其中Ⅱ型瓶滲透率 15%,Ⅲ型瓶滲透率 5%,根據(jù)《車用壓縮 氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》標準，計算可得Ⅱ型瓶碳纖維總用量為 4,633 噸，Ⅲ型瓶碳 纖維總用量為 24 噸，因此到 2025年可再生能源制氫累計需要的儲氫瓶用碳纖維需求量約為 4,657 噸。

此外，燃料電池的核心材料之一是碳紙為基礎的氣態(tài)擴散層 GDL，碳紙?zhí)祭w維含量在 10%~50%不等，每輛汽車大約使用碳紙用碳纖維 5kg，如果按照 2025 年的 10 萬臺燃料電池 汽車來估算，大約總共需要 500 噸碳紙用碳纖維，數(shù)量不如氫氣瓶龐大，但技術(shù)密集度高， 價值斐然，亦屬于燃料電池汽車的核心技術(shù)之一，也值得關注。到 2025 年，國內(nèi)儲氫瓶碳纖維總累計需求量達到 34，707 噸，市場空間達到 48.6 億元，CAGR 為 60.3%。下游儲氫用碳纖維需求將隨著氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展而快速釋放；

儲氫瓶用碳纖維供給依然有限：儲氫瓶供給國內(nèi)供給端來看，除中復神鷹以外，其余有 能力生產(chǎn) T700 及以上碳纖維原絲的企業(yè)此前鮮有涉足壓力容器用碳纖維領域，光威復材、恒 神股份在 2021 年才宣布進軍儲氫用碳纖維行業(yè)；而海外供應端，2020 年以前，海外供應了國 內(nèi)超過 70%的儲氫用碳纖維，2020 年 9 月后，受到日本政府端壓力，東麗東邦等公司對中國 碳纖維進口減少。我們預測隨著中日關系改善以及東麗等公司庫存壓力加大等因素，日本東 麗通過子公司向中國出口 T700 及以上碳纖維量可能性提高，進口依賴度或出現(xiàn)小幅反彈。隨 后隨著國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)競爭力提高，進口依賴度進一步下降；

結(jié)論：大規(guī)模高端碳纖維制造能力彌足珍貴，整體來看未來幾年儲氫用碳纖維的緊缺情 況將繼續(xù)維持。目前，很多氫氣瓶企業(yè)對碳纖維的戰(zhàn)略意義認識不足，各儲氫瓶制造商對碳 纖維需求量小，僅數(shù)百噸，通過市場采購而無需簽訂協(xié)議便可滿足當前的生產(chǎn)需求；但當碳 纖維需求達到萬噸級別時，上游碳纖維生產(chǎn)商保障大規(guī)模交付的能力，將在下游儲氫瓶企業(yè) 的擴產(chǎn)中起到重要作用。同時，我們認為，隨著氫能產(chǎn)業(yè)的景氣度不斷抬升，對于儲氫瓶擴 產(chǎn)項目的投資熱情日益高漲，對儲氫瓶用碳纖維的需求將繼續(xù)提升；然而儲氫用碳纖維的供 給能力在國內(nèi)和海外兩端增長有限；因此，整體來看儲氫用碳纖維的緊缺情況將繼續(xù)維持。

四、重點公司分析

在碳中和的背景下，氫能示范應用將加速落地；同時強調(diào)自主可控的基礎上，進口依賴 強度較高的相關氫能源新材料國產(chǎn)化替代進程加速，氫能產(chǎn)業(yè)鏈相關的新材料將迎來景氣度 的抬升。盡管同類產(chǎn)品相較于日本、歐美等國在材料的經(jīng)濟性、穩(wěn)定性以及成材率方面仍有 一定的差距。但是在政策傾斜、國外封鎖以及大規(guī)模的建設帶來的成本下降等帶來的供給缺口刺激下，將有一批企業(yè)涌現(xiàn)，國內(nèi)相關企業(yè)將迎來技術(shù)發(fā)展和業(yè)務拓展，正向循環(huán)有望開 啟；

質(zhì)子交換膜：2021 年隨著各國做出近零排放的承諾，相關領域的需求出現(xiàn)了爆發(fā)式的增 長，尤其是氫能源領域，盡管有疫情影響，相較于 2019 年全球氫能相關項目數(shù)仍增加了一倍， 下游燃料電池汽車的增長有效拉動了質(zhì)子交換膜的需求，同時全球在建和計劃的 PEM 水電解 項目也在不斷增長。氫能源以外的儲能領域，質(zhì)子交換膜也有新的進展，隨著國家對新型儲 能電池的支持不斷升級，全釩液流電池裝機量也在提升，液流電池用質(zhì)子交換膜的用量相較 于 2020 年也有較大增長。與此同時，國內(nèi)質(zhì)子交換膜嚴重依賴進口的情況得到一定程度的改 善，相關上市公司大力擴展產(chǎn)能，但日益增長的市場需求仍未能得到滿足，行業(yè)競爭環(huán)境較 為健康，供求缺口的擴大對現(xiàn)有玩家更為有利。

碳纖維：隨著 2021 年氫能示范應用城市的落地，儲氫瓶的需求也隨著快速增長。目前儲 氫瓶主要用于燃料電池汽車以及可再生能源制氫領域。同時由于高性能碳纖維參與難度大， 競爭壁壘高，擴產(chǎn)周期長，因此 T700 級別的儲氫用碳纖維產(chǎn)能供給有限。目前在日本東麗對 國內(nèi)高端碳纖維出口限制尚未解除的情況下，下游擴產(chǎn)快，上游擴產(chǎn)慢，供給缺口將持續(xù)存 在，行業(yè)景氣度持續(xù)向好，有能力提供大規(guī)模高性能碳纖維的廠商將獲得更多的議價能力。

4.1 東岳集團（東岳未來）

東岳集團是國內(nèi)領先的氟硅材料老牌龍頭化工企業(yè)，公司多項產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)處于領先地 位，包括含氟高分子材料、氯堿離子膜、有機硅以及質(zhì)子交換膜等。公司產(chǎn)品在全球競爭力 強，應用行業(yè)廣泛，受到下游供應商的認可；

產(chǎn)能擴張，龍頭地位進一步凸顯。東岳集團是亞洲產(chǎn)能最大的氟硅生產(chǎn)商，氟樹脂積極 投入研發(fā)，目前公司市占率達到 40%，隨著新產(chǎn)能投放，公司繼續(xù)領跑行業(yè)。子公司東岳硅材 募投項目建成后，公司產(chǎn)能將翻倍，有助于進一步加深產(chǎn)品競爭護城河，獲取良好的利潤回 報；

東岳未來分拆上市，現(xiàn)已進入上市輔導期。集團多年前布局氫能源領域，子公司未來氫 能在氫能燃料電池核心技術(shù)——質(zhì)子交換膜上取得突破，大規(guī)模生產(chǎn)質(zhì)子交換膜能力領先行 業(yè)，隨著下游氫能的不斷拓展，子公司將發(fā)力中國最大的氫能質(zhì)子交換膜制造商。公司 2020年 4 月發(fā)布公告宣布子公司已進入上市輔導期，若能上市拓寬融資渠道，將進一步鞏固其在 行業(yè)中的領導者地位。

4.2 東材科技

新材料巨頭，重點布局光學膜、電子樹脂業(yè)務。公司是平臺型功能膜企業(yè)，業(yè)務包括新 型絕緣材料、光學膜、電子材料和環(huán)保阻燃材料等，其中公司重點發(fā)力光學材料和電子材料 領域，公司光學基膜主要應用與智能手機、高端 MLCC 制程配套等領域。公司近幾年對外擴張 步伐穩(wěn)健，于 2015 年收購太湖金張、2018 年投資建設 2 萬噸 OLLED 光學基膜項目和 1.5 萬 噸特種聚酯薄膜項目。2020 年公司收購勝通光科，整合產(chǎn)業(yè)資源，建立起從光學聚酯切片、 光學級聚酯基膜到光學膜的完整產(chǎn)業(yè)鏈。同時公司也著力電子材料業(yè)務的發(fā)展，公司重點聚 焦 PCB 板的高性能覆銅板方向，先后入股埃蒙特，投資建設特種樹脂產(chǎn)業(yè)化項目，手握多項 專利和在建產(chǎn)能，公司將享受 PCB 板需求快速增長的市場紅利；

絕緣材料、環(huán)保阻燃業(yè)務保持穩(wěn)定。公司主要的絕緣材料產(chǎn)品下游客戶為光伏及特高壓 行業(yè)，光伏和特高壓領域景氣度持續(xù)向好，公司將受益于整體行業(yè)的景氣度抬升。同時，公 司生產(chǎn)的阻燃材料為環(huán)保材阻燃聚酯纖維的原材料，隨著環(huán)保阻燃產(chǎn)品的增長，公司的環(huán)保 業(yè)務也將保持穩(wěn)健增長；

發(fā)揮優(yōu)勢建設質(zhì)子交換膜項目和高性能樹脂項目。公司 2021 年 9 月發(fā)布公告，布局質(zhì)子 交換膜與樹脂項目，進一步完善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，公司擬投資 5,320 萬元建設年產(chǎn) 50 萬平米的質(zhì)子 交換膜生產(chǎn)線，項目建成后將形成一條質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線、一條交換膜試驗線及配套工藝。 此外公司擬投資 4.8 億元建設年產(chǎn) 16 萬噸高性能樹脂及甲醛項目。項目建成后將形成 14 套 樹脂合成生產(chǎn)裝置、1 套配套甲醛生產(chǎn)裝置，有助于彌補高性能樹脂在國內(nèi)的供應缺口，完善 公司在電子材料領域的布局。

4.3 光威復材

軍民兩用碳纖維龍頭，協(xié)同發(fā)力打開增長空間。公司是軍工航空航天領頭羊，前身是威 海碳素魚竿廠，目前主要從事原絲、碳纖維、碳纖維織物、碳纖維預浸料等碳纖維相關行業(yè)， 也是目前國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)批中品種最齊全、生產(chǎn)技術(shù)最先進、產(chǎn)業(yè)鏈最完備的龍頭企業(yè)。

深度綁定優(yōu)質(zhì)客戶，產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同促使民品業(yè)務延續(xù)高增。公司與下游航空航天業(yè)務客戶 深度綁定，航空用碳纖維的驗證采用累進式積木驗證法，想要成為合格供應商至少需要十年 時間，因此具有認證資格的企業(yè)擁有較高的資質(zhì)壁壘。公司憑借在 T300 及 T800 級產(chǎn)品上的 布局，取得了大量優(yōu)質(zhì)的訂單，毛利率較高。同時公司在風電業(yè)務上深度綁定歐洲核心客戶 Vestas，幫助其開拓國內(nèi)市場，同時在民用航空上，公司已經(jīng)通過商飛適航認證。

布局氫能儲氫瓶業(yè)務，高性能碳纖維產(chǎn)能即將爆發(fā)。公司積極參與下游儲氫瓶廠家的試 制，并通過了多家客戶的認證，通過布局 2,000t 高性能壓力容器用碳纖維，公司預計在兩年 內(nèi)將現(xiàn)有 T700 產(chǎn)能擴大幾倍，從而形成規(guī)?；瑢⒈驹鲂У耐瑫r刺激壓力容器用碳纖維 的平價時代到來。

4.4 中復神鷹

中建旗下碳纖維龍頭企業(yè)，打破壟斷。中復神鷹是由中國建材集團控股的，集原絲、碳 絲及復合材料研發(fā)生產(chǎn)銷售為一體的高新技術(shù)企業(yè)。中復神鷹同時掌握濕法紡絲、干噴濕紡 的核心工藝，實現(xiàn)了國產(chǎn) T700、T800、M30 碳纖維批量供應。在日本東麗禁止對中國出口高 性能碳纖維的情況，中復神鷹承擔了國產(chǎn)化替代的領軍者的職責，帶領國內(nèi)企業(yè)不斷優(yōu)化工藝、降低成本，最終成功突破了 T700 及以上干濕透紡的技術(shù)工藝。

干法濕紡工藝提升效率，西寧項目如期落地。2009 年到 2012 年，公司專心研發(fā) T700 以 上高性能碳纖維的干噴濕紡的工藝，干噴濕紡的技術(shù)不僅可以提高碳纖維的強度，自身的編 織速度也比傳統(tǒng)濕噴濕紡工藝快 2-6 倍。2019 年公司在西寧啟動 2 萬噸高性能碳纖維項目的 建設，目前一期項目已經(jīng)基本建成，預計于 2022 年 3 月完成項目的滿產(chǎn)運營。同時，由于國 內(nèi)需求尚未釋放，目前二期項目暫緩實行。

壓力容器業(yè)務協(xié)同效應初現(xiàn)，進軍高性能碳纖維領導者。中國建材集團下屬企業(yè)相互之 間協(xié)同效應明顯，公司下游主要客戶是兄弟單位中材科技。中材科技是中復神鷹實控人中國 建材集團控制的上市公司平臺中材科技的全資子公司，因此中復神鷹財報中有較多的關聯(lián)客戶交易。通過產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，公司可以更加專注于產(chǎn)能擴張和新市場拓展，從而加強高性能碳 纖維行業(yè)領軍者的身份。

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精選報告來源：【未來智庫】。未來智庫 - 官方網(wǎng)站