超500亿美元,氢能用新材料赛道!

文摘   2024-11-24 09:05   辽宁  

一、电解水制氢催化剂市场规模

目前电解水制氢所用催化剂主要有铂、钌、钯等贵金属催化剂;包括钴基催化剂、钼基催化剂、镍基催化剂等非贵金属催化剂;氧化物催化剂和有机催化剂。

根据qyresearch研究团队调研统计,2022年全球水电解制氢催化剂市场销售额达到了5.4亿元,预计2029年将达到85亿元,年复合增长率(CAGR)为47.5%(2023-2029)。

全球水电解制氢催化剂(Catalyst for Hydrogen Production from Water Electrolysis)核心厂商包括田中贵金属集团和庄信万丰等,前两大厂商占有全球大约75%的份额。亚太是最大的市场,占有大约75%的份额。就产品类型而言,贵金属催化剂是最大的细分,占有大约97%的份额,同时就下游来说,氢燃料电池是最大的下游领域,占有约82%的份额。

二、燃料电池催化剂市场

催化剂作为燃料电池电堆的重要组件,其市场规模的扩张主要受益于燃料电池汽车的商业化推广与高功率化发展,全球燃料电池催化剂市场规模在近年来呈现显著增长趋势。根据最新的数据,2022年全球燃料电池催化剂市场规模约为30亿美元。预计在未来五年内,该市场将以每年15%的速度增长,到2027年,市场规模有望突破60亿美元。

三、气体扩散层材料市场规模

气体扩散层(GDL)作为一个多样化的行业,可以根据使用的材料进行分类。这些材料主要包括碳纤维纸(又称碳纸)、碳纤维编织布、无纺布和碳黑纸等不同材料带来不同的特性和应用优势。例如,碳纸以其轻盈的质量、平滑的表面、良好的耐腐蚀性、均匀的孔隙结构和高强度而闻名,这些特点使其成为耐用型燃料电池的理想选择。相比之下,碳纤维编织布则改善了碳纸易脆的问题,但这种材料在平面方向上容易出现伸缩变形,这给电极的制造过程带来了额外的挑战。每种材料的选择都取决于特定应用场合的需求和优先条件。从应用领域来看,气体扩散层主要应用于商用车、轻型车辆、卡车等交通工具的燃料电池中。此外,它也可以应用于PEM电解槽等其他领域。

Business Research Insight数据显示,氢燃料电池汽车进入快速增长的时期,预计全球氢燃料电池汽车的平均年增长率将达到43%。根据预测,到2032年,全球氢燃料电池汽车的销量有望达到500万辆。若按照平均每辆50万元的价格计算,那么到2032年,氢燃料电池汽车的年市场容量将达到25000亿元。GDL(气体扩散层)的全球市场规模2021年为6.19亿美元,预计于2031年达到295.26亿美元,年复合增长率达到38.66%。

根据工信部指导、中国汽车工程学会组织全行业千余名专家修订编制的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》,国内氢燃料电池汽车2025年销量约4.8万台,2030年销量约36万台。据智研瞻预测,2024-2030年中国气体扩散层(GDL)行业市场规模增长率在28%-32.5%,2030年中国气体扩散层(GDL)行业市场规模25.49亿元,同比增长31.52%。2024-2030年中国气体扩散层(GDL)行业市场规模预测如下:

四、AEM膜材料市场规模

AEM(全称为“Anion Exchange Membrane”,即阴离子交换膜)是一种用于燃料电池和电解水制氢的关键材料。它允许阴离子通过而阻止阳离子和电子的通过,从而在电化学反应中起到关键作用。

根据GlobaInfoResearch调研报告显示,2023年全球阴离子交换膜市场规模大约为2.73亿美元,预计2030年将达到4.08亿美元,2024-2030期间年复合增长率(CAGR)为5.8%。

全球阴离子交换膜市场产值及增长率: (2018-2029)& (百万美元)

来源:GlobaInfoResearch整理研究

五、质子交换膜的市场规模

质子交换膜(Proton Exchange Membrane,PEM)是质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)的核心部件,对电池性能起着关键作用。它不仅具有阻隔作用,还具有传导质子的作用。全质子交换膜主要用氟磺酸型质子交换膜;nafion重铸膜;非氟聚合物质子交换膜;新型复合质子交换膜等。

据QYResearch调研团队最新报告“全球全氟磺酸质子交换膜市场报告2024-2030”显示,预计2030年全球全氟磺酸质子交换膜市场规模将达到28.7亿美元,未来几年年复合增长率CAGR为11.9%。

六、碳纤维储氢瓶材料

根据QYResearch的最新报告,预计到2030年,全球IV型复合材料储氢罐市场规模将达到惊人的10.9亿美元。未来几年,该市场将以44.7%的复合年增长率持续扩张。

另外,根据高工产研氢能研究所(GGII)相关公开资料,目前市场常用的车载储氢瓶容积规格为140L、165L、210L,剩余为用在乘用车上的65L储氢瓶、配套在4.5T物流车上的260L储氢瓶及用于重卡上的385L车载储氢瓶。

2021年,国内市场车载储氢瓶价格在1~4万元/支(主要为III型的35MPa和少量70MPa储氢瓶)。目前国内市场70MPa储氢系统管阀件全为进口,单只瓶口阀价格在2~3万元,是35MPa瓶口阀的8~10倍。氢气瓶、碳纤维及氢瓶阀行业市场空间测算如下:

数据来源:GGII、券商研报及氢瓶阀产业公司访谈综合整理

根据测算数据,到2025年高压储氢瓶市场空间约50亿/年规模,其中碳纤维市场约36亿左右,氢瓶阀市场约5亿左右,国家规划到2035年氢燃料电池汽车约100万辆规模,未来市场空间将呈现年化26%左右的复合增长,行业处于高速成长状态。

七、固态储氢材料市场规模

固态材料储氢因储氢密度大、安全系数高而成为最有前景的储氢技术,得到了研究者们的广泛关注。

根据QYResearch最新调研报告显示,2023年全球镁基固态储氢材料市场规模大约为16.0百万美元,预计2029年将达到263.7百万美元,未来几年年复合增长率CAGR为59.7%。

八、有机液态储氢材料市场规模

与固态储氢材料相比,有机液体储氢材料具有储氢密度高、可反复循环使用、安全稳定性好等优势,在燃料电池电站、加氢站、燃料电池汽车、城市固废利用以及分布式储能等领域需求旺盛。
有机液体储氢材料包括二苄基甲苯(DBT)、甲基环己烷(MCH)、十氢化萘、全氢二苄基甲苯等。二苄基甲苯为有机液体储氢材料代表产品,具有储氢密度大、生产成本低、毒性低、分子结构稳定等优势,在循环利用100次后,其储氢密度下降不到2%。目前,我国企业已具备二苄基甲苯量产能力,这将为有机液体储氢材料行业发展提供有利条件。

根据HengCe 调研显示,2023年全球液态有机氢载体市场规模大约为2.3亿美元,预计2030年将达到15.92亿美元,2024-2030期间年复合增长率(CAGR)为30.1%。

九、氢气分离和提纯新材料市场

制氢过程中通常会不可避免地混入其他杂质气体,如甲烷蒸汽重整制氢中含有一定量的CO2及CO,电解水及光解水制氢中含有氧气(尤其是粉体光催化制氢)。因此,在氢气利用之前,需要对其进行分离和提纯。
氢气的分离与提纯技术主要包括变压吸附、分馏/低温精馏及膜分离等技术。其中,膜分离技术因具有能耗低、可连续运行、成本低及操作简便等优点,是最具应用前景的氢气分离技术。
膜材料是膜分离技术的基础和核心,主要包括有机膜、无机膜及有机无机杂化膜三类。有机膜的典型代表是高分子膜,如纯相高分子膜、多相高分子膜及高分子混合基质膜等。这类材料是最早投入商业化应用的膜材料,也是目前市场上主流的气体分离材料,具有成本低及易制备等优点,但存在耐高温和耐腐蚀性能差等缺点。高分子膜材料的研究重点是通过优化成膜工艺,调控膜的孔道尺寸与结构,提高其分离性能。
无机膜主要包括碳基膜材料、硅基膜材料、金属类膜材料及沸石类膜材料等,研究重点是优化制备参数,调控膜的孔径及孔结构,获得与目标筛分气体相匹配的性质。与高分子膜材料相比,无机膜具有较好的耐高温及耐腐蚀性能,但因其组成与结构相对固定,调控自由度相对较低。
有机/无机杂化膜的典型代表是金属有机框架膜材料,由有机配体和金属单元自组装形成周期性的网络结构,具有多样化的孔道结构,可根据具体应用场景进行灵活调控。

根据QYResearch调研出版2023-2029全球与中国氢气分离膜市场现状及未来发展趋势】报告,氢气分离膜市场的规模在近年来持续增长,根据最新的数据,2022年全球氢气分离膜市场销售额达到了1.9亿美元,预计到2029年将达到3亿美元,年复合增长率(CAGR)为6.6%(2023-2029)。从产品类型来看,聚合物膜是最大的细分市场,占据了超过80%的份额。在应用方面,炼油厂吹扫气的份额最大,超过了40%。

此外,全球聚合物氢气分离膜市场规模在2022年已达45亿美元,预计到2030年将突破120亿美元,复合年增长率约为13%。这一增长主要受到氢能应用领域的扩大和各国政府对低碳技术的支持政策推动。

十、碱水制氢隔膜市场规模
据恒州诚思调研统计,2023年全球碱性电解水制氢隔膜市场规模约6亿元,预计在2030年,该市场规模将接近109.8亿元人民币,六年CAGR为41.8%。
另外,我国氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)明确指出,氢能是未来社会国家能源体系的重要组成部分,到2025年,可再生能源制氢量达到10-20万吨/年。随着国内绿氢项目不断投资,金瓯新材料研究院预计,到2030年国内碱性电解槽需求量将会达到70GW。

若按照电流密度0.3A/cm2,运行电压1.8V,隔膜利用率为90%条件下计算,一台1000Nm3碱性电解槽隔膜需求量约1300平米。现在国内市场,PPS隔膜售价约380元/㎡,则单台碱性电解槽隔膜价值量近49万元。若到2030年,单台隔膜需求量不变,按照现有价格计算,隔膜的市场需求规模超65亿元。


十一、电解水制氢双极板市场规模

电解水制氢双极板是水电解制氢电解槽的关键部件之一。在电解水制氢过程中,通过直流电源施加电压,将水分解成氢气和氧气。双极板是电解池中的电极之一,通常由催化材料制成,能够促进水的电解反应,从而有效地产生氢气和氧气。双极板的设计和材料选择对于电解水制氢效率和稳定性具有重要影响,因此在氢能源技术中起着关键作用。
据QYResearch调研团队最新报告“全球电解水制氢双极板市场报告2024-2030”显示,预计2030年全球电解水制氢双极板市场规模将达到55.87亿美元,未来几年年复合增长率CAGR为47.24%。
免责申明:数据图表来源于各调研报告团队,文中已注明

第一届氢能用新材料产业发展大会

主办单位:  长三角海上风电智能运维创新联盟、江苏省船舶与海工装备技术创新中心、江苏科技大学海洋资源开发技术创新研究院、源因产研院
承办单位:上海源因信息科技有限公司
合作媒体:源因能源、中国新能源网、能源界、氢能和燃料电池

时间地点
2024年12月19-20日
中国 上海
会议地址:上海虎薇·观酒店(上海嘉定新城中心店)
上海嘉定区永盛路1190号


展位

注册报名


王经理:参会、赞助、申请报告
电话:17855813137(微信同号)

盛经理:参会、赞助、申请报告

电话:19530211992(微信同号)


 往期推荐 

【引领复材新增长】首届海洋复材大会圆满落幕

东京工业大学:解决下一代燃料电池中钙钛矿基质子传导问题

意大利初创公司开发出效率为20.7%、几何填充系数为99.6%的微型钙钛矿太阳能组件

德国瓦尔塔启动开发钠离子电池的项目


免责声明


1、本文为源因产研院整理创作;版权归原作者所有。如有异议,请联系小编:19530211992

2、本文部分数据资料来源于网络公开资料,若有不准确之处,敬请谅解。




氢能和燃料电池
汇集氢能和燃料电池的最新进展,提供最新行业资讯和动态,为企业和科研院所提供沟通桥梁
 最新文章