（报告出品方/作者：方正证券，李永磊、董伯骏）
一．氢能迎发展新机遇，PEM膜将成核心组件
1.1碳中和背景下，氢能将迎来发展新机遇
年9月22日，我国在第七十五届联合国大会一般性辩论上提出在年之前实现二氧化碳排放达峰，到年实现碳中和目标。而目前碳基能源仍是我国能源结构主体，化石能源消费占比达85.1%，其中煤炭占比高达57.6%。因此，在双碳战略背景下，必须进行能源结构调整，推动能源结构向深度脱碳转型，而在这过程中，氢能由于其独有特性，将发挥重要作用。
首先，氢能是一种可再生绿色能源，应用范围广泛，无论是燃烧还是通过燃料电池化学反应，最终产物只有水，真正实现低碳甚至零排放。其次，氢能具有高能量密度和高能量转化率，相较于汽油和天然气等传统燃料，相同质量的氢气可以在应用中释放更多的能量，具有极高的效率。同时，氢能可以与可再生能源进行有效结合，通过电解水技术有效解决目前存在的可再生电力供应和用电需求时间不匹配的问题，实现可再生能源跨地域和跨季节的优化配置，提高可再生能源的利用率以及电力系统的灵活性。
在化工生产过程中，还可通过外部增加清洁绿氢的供给，有效解决化工工艺过程中碳排放的问题。氢能还可以促进电力与建筑、交通运输和工业之间的互连，通过氢气作为载体，将大量可再生能源转移到建筑、交通、工业等高排放部门，实现深度脱碳。因此，我们方正化工认为，在执行碳中和碳达峰的背景下，氢能将迎来发展新机遇。
1.2煤制氢在我国占据主导位置
氢是二次能源，地球上没有天然的氢气，目前主要通过三种较为成熟的路线制取。
一是以煤炭、天然气等传统化石能源生产氢气，这也是目前全球制氢最为成熟的技术路线。天然气制氢技术中，重整制氢较为成熟，其工艺主要有重整、变换、脱碳三个步骤，重整是强吸热反应，因此整个制氢过程能耗较高，且产生较多碳排放。目前全球48%的氢气生产来自天然气。
而我国由于煤炭资源丰富，目前62%的氢气生产来自煤炭。煤炭制氢主要工艺是将煤炭通过煤气化技术转化为合成气，再通过变换和分离提纯获得高纯度的氢气，煤气化制氢整个工艺流程同样是能耗较高，并产生较多二氧化碳。
1.3PEM电解水技术具有独特优势
在技术层面，电解水制氢技术可分为碱性电解水制氢(ALK)、质子交换膜电解水制氢(PEM)、固体氧化物电解水制氢(SOE)和阴离子交换膜电解水制氢（AEM）。
其中，碱性电解水技术最为成熟，其采用氢氧化钾水溶液作为电解质，以石棉为隔膜，分离水产生氢气和氧气。ALK由于是碱性条件，因此可以使用非贵金属电催化剂，因此电解槽造价成本较低；但是，ALK难以快速启动和变载，无法快速调节制氢速度，因此与可再生能源适配性较差。
固体氧化物电解水制氢（SOE）采用固体氧化物为电解质材料，适合在高温环境下运作，能效更高，但处于初期示范阶段。而阴离子交换膜电解水制氢（AEM）以阴离子交换膜作为电解质隔膜，目前仍处于实验室阶段，其发展主要取决于相关材料技术的突破情况。
从技术角度看，PEM电解水技术具有独特优势，许多新建项目开始转向选择PEM电解技术，近年开始获得较多的市场份额。首先，相较碱性电解水技术，PEM电解采用纯水电解，无污染、无腐蚀；其次，质子交换膜拥有更高的质子传导性，电解槽工作电流可大大提高，从而提升电解效率；同时PEM电解水技术能够提供更宽的负载范围和更短的响应启动时间，与水电、风电、光伏（发电的波动性和随机性较大）具有良好的匹配性，最适合未来能源结构的发展。
二．下游需求持续增长，PEM膜未来市场增量可期
2.1质子交换膜应用广泛
质子交换膜（PEM），也叫质子膜或者氢离子交换膜，是一种致密的离子选择性透过的膜。质子交换膜上游主要包括基础材料和过程材料两个部分：基础材料即萤石，其与硫酸反应后生成氢氟酸，再和氯仿反应，生成后续树脂制备所需的原材料二氟一氯甲烷（R22)。过程材料即根据不同类型膜的要求，利用上游原材料制备可用于后续加工的各类全氟、非全氟以及特种树脂。下游应用方面，质子交换膜可广泛应用于燃料电池、电解水、氯碱工业等领域。
2.2质子交换膜具有较高的性能要求
基于电解水和燃料电池中所起到的关键作用，高质量的质子交换膜需具备：
高的质子导电率，可以有效降低电池内阻，提高电流密度，从而提升整个系统的效率;
较好的稳定性，包括物理稳定和化学稳定，阻止聚合物链降解;
适度的吸水性，膜的质子导电性取决于膜结构及含水量，适度吸水性有利于提高导电性能；
较好的力学强度和较低的尺寸变化率，防止水吸收过程会改变膜的尺寸，造成膜与电极剥离
较低的气体渗透率，防止气体在电极表面发生反应，造成局部过热，影响电流效率;
除此之外，还应具备较高的机械强度、可加工性好以及适当的性价比。
2.3国外企业在质子交换膜市场仍占主导地位
质子交换膜由于制备工艺复杂，长期被杜邦、戈尔、旭硝子等美国和日本少数厂家垄断。杜邦是全球最早开发并销售质子交换膜的企业，早在年就开发出性能优良的全氟磺酸型质子交换膜，即Nafion系列产品，截至目前Nafion膜也是全球使用最广泛的。美国戈尔具有超过25年的增强型质子膜的开发和制造经验，公司更专注于燃料电池膜的研发，其开发的SELECT系列增强型质子膜凭借超薄、耐用、高功率密度的特性，占据全球主要燃料电池市场。国内燃料电池质子交换膜市场方面，据高工氢电统计，国内生产的膜电极目前多数使用戈尔的增强复合膜，市占率在90%以上。
三．建议