北京世纪森朗在制（zhì）氢、储氢、用氢、氢安全等新能源方面（miàn）技术均有突破，在本体系的高压反应设备，材料、能源反应装置，欢迎咨询
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质子交（jiāo）换膜凭借特（tè）异性的质子传递功能（néng），在氢能等（děng）领域有着广泛的应用场景，其中全氟磺（huáng）酸质（zhì）子膜是主要的类型，其原料全氟磺酸树脂由PSVE单体和四氟乙烯共聚制（zhì）成，PSVE单体的制备、四氟（fú）乙烯的获取、树脂的聚合和最终成膜等环节决定（dìng）了质子（zǐ）膜的生产难度，全球仅杜邦、旭（xù）化成、旭硝子和戈尔等少数公司掌握质子膜的生产技术，而具备全（quán）产业链量产能力的企业（yè）更为稀缺。从需求来看，在下游燃料（liào）电池（chí）汽车和PEM制氢的增长驱动下，我们认为未来国内质子交换膜市场（chǎng）有较大的成长空间。国（guó）产化方面，我们看到（dào）以（yǐ）东岳未来氢能为代表的国内企业已（yǐ）经成（chéng）功实现技术上的（de）突破和质子膜的量产，有机（jī）会在这个赛道上快速成长（zhǎng）。
质子交换膜：高技术壁垒的关键氢能材料/质子交换膜：氢能产业链的关键材料
氢能作为清洁低碳、高热（rè）值（zhí）、可获得性强和储运灵活的绿色能源，在中（zhōng）国能源结构转型的（de）过程（chéng）中将扮演重要的角色，随着（zhe）光伏和风电等可再生能源（yuán）的（de）发（fā）展，我们认为度电成本（běn）的下降将显著降低电解水制氢的成本，绿氢有望大规模应（yīng）用于交通运输、工业和制造业领域，质子交换膜作为电解水制氢和燃料电池电堆的关键材料，市场规模有望迎来较（jiào）快的增长。
图表1:质子交换膜在氢能产业链中的应用场景
质子交换膜：特异性的实现质子的传递
质子交换膜(PEM)是有（yǒu）机氟化工产业的（de）终端产品（pǐn），广泛用于氯碱、燃料电池、电解水制氢和储能电（diàn）池等领域，主要在于其特异性的质（zhì）子（zǐ）传递功能，使得电（diàn）极反应顺利进行。以燃料电池质子交换膜为例，氢气通过气体扩散层，在阳极催化剂作用下失去电子变（biàn）成质子（zǐ），质子在PEM膜上特异性地传递到（dào）阴极并与氧离（lí）子反应生成水分（fèn）子。在一（yī）定的温度和（hé）湿度下，PEM膜只传递质子，而气体分子（zǐ）和其他离子无法通过。
为实现特异性的传递和广泛阻隔（gé）的功（gōng）能，PEM膜（mó）需要具（jù）备以下性能：1)较高的质子传递性，电导率一般要求达到0.1s/cm的数量级；2)较（jiào）低的气体渗透率，以避免H2和O2在电极表面发生反应并造成局部过热；3)较好的化学稳（wěn）定性，不易发生降解和失效；4)良好的机械稳定性，在干/湿条件下均具有良好的机械强度和粘（zhān）弹性，保证长期稳定运行及与催化层（céng）的良好结合；5)较强的水合作用，避免局部缺水，影响质子传导（dǎo）。
图表2:燃料电池中质子交换膜的工作原（yuán）理
从结构特点看（kàn）PEM膜的（de）特异性传递
质子交换膜之所以（yǐ）能够特异性的通过质子，而阻断气体（tǐ）分子和（hé）其他离子，原因在于其（qí）独特的聚合物结构：以Nafion膜为例，是四氟乙烯和（hé）全氟乙烯基醚磺酰氟(PSVE)的聚合物，其主链为高疏水（shuǐ）的碳氟结构，为PEM膜提供了（le）优异的化学稳定性和机械稳定性。按照（zhào）Gierke等人在20世纪70年代设想的经典模型，Nafion膜中的（de）离子群体（tǐ）倾向于形成直径约为（wéi）4nm的致密聚集体即团簇，水分子充满团簇内部并起到连接团簇中各离子的作用，聚集（jí）体通过约 1 nm的通道相互连接（jiē），用（yòng）于质子和水分子在膜内（nèi）的扩散。具体过程为-SO3H中（zhōng）离解出H+参与结合成水，H+离去后-S又通过静电吸引附近的H+填（tián）充空位（wèi），由于电池阴极反应会（huì）消耗质子，同时在电势差（chà）的推动下，H+在膜内由阳极向阴极移（yí）动，并形（xíng）成电池回（huí）路（lù）。
图表3:质子交换膜水合后形成团簇的模型，质子传递（dì）的机理
高机械强度VS强离子交换能（néng）力：复合型质子膜的诞生
早期的质（zhì）子交换膜主要为本体(单组分)质子交换膜，由具有质子传导性的聚合物直接成膜，按化（huà）学组成可分为全氟质子交换膜、部分氟（fú）化质（zhì）子交换膜和非氟质子交换膜。杜邦公司在1962年研发的Nafion膜（mó）是典型（xíng）的全氟磺酸膜，其共聚单体全氟乙（yǐ）烯基醚磺酰氟(PSVE)的分子结构、四氟乙烯(TFE)与（yǔ）PSVE的比例决定了全氟磺酸树脂的（de）聚合度，以及用于（yú）质子传递的侧（cè）链磺酸基（jī）团（tuán）的数量（liàng），由影响质子交换膜的机械性能和（hé）离子交换能力。为了提高质子膜的离子交换能力，需要增加含有磺酸基团的侧链，但是随着分子链支化程度增加，分子间（jiān）距（jù）的增大，会（huì）导致膜的抗拉（lā）强度显著降低，因此全氟（fú）磺酸膜在应用中面临：1)树（shù）脂合成工艺复杂；2)电导率与水分含量相关，水管理较（jiào）为复杂；3)润湿环境下容易水合，导致尺寸稳定（dìng）性较差。因此如（rú）何兼顾离子交换（huàn）能力和良好的机械性能（néng），成为质子膜（mó）厂家重点关注的问题（tí）。
在不改变分子（zǐ）链（liàn）支化程度和离子（zǐ）交换能力的前提下，往往通过以下方法提高质（zhì）子（zǐ）膜的（de）机械性能：1)在碳氟主链中引入芳杂环、脂肪环等，从而增强分子链（liàn）的刚性和聚合物膜的模量，从而提升质子（zǐ）膜的机械性能；2)从外部结（jié）构入手，将全氟磺（huáng）酸树脂与机械性（xìng）能较强的基底材料结合（hé），即制备复合型质子交换膜，成为了目前的主流解（jiě）决方案，这种方案以Gore的Select膜为代表：以多孔的聚四氟乙（yǐ）烯为基底（dǐ），浸入Nafion树脂进行（háng）制备（bèi），在提高膜的机械强度和尺寸（cùn）稳定性，改善溶胀性能的同时，可以显著降低膜的厚度。
图表4:(Nafion@112)全氟磺酸质子膜和Nafion/PTFE复合膜的性能对比
全氟磺酸树（shù）脂(PFAR)的制备具有（yǒu）较高的技术（shù）壁垒
全氟磺酸树脂是质子交换膜的主要材（cái）料（liào），由PSVE单体和四氟乙烯共聚制（zhì）成，在其（qí）生产的过程当中，PSVE单体的制备、四氟乙烯的获取、树脂的聚合和（hé）最终的成膜均有一定的技术难度。
全氟磺酸树脂中的侧链磺酸基团是实现质子传导的关键，如（rú）何制备能酸化为磺酸基的磺酰基单体（tǐ）PSVE是各个（gè）厂家的研究重点，由于反应条件苛刻、工艺繁琐，PSVE单体的合成代表了现代氟化工技术水平的程度。
图（tú）表5:各种（zhǒng）全氟磺（huáng）酸型 PEM 结构（gòu）及参数
注：全氟磺酸质子交换膜（mó）离子交换能力的大小通常用离（lí）子交换当量(EW)来表征，EW是指含（hán）每摩尔离子交换基团的树脂的克数
四氟乙烯单体难以运输（shū），需具（jù）备自主生产能力
全氟磺酸（suān）树脂的另一重要单体四氟乙烯主要通过R22热（rè）裂解制备，由于四氟乙烯聚合（hé）速率高，容易爆（bào）聚而产（chǎn）生爆炸，对生产和运输都有着较高的要（yào）求（qiú），通常难以外采而需要自主生产，因此（cǐ）全氟磺酸树脂厂家通常具备（bèi）完整的氟化工产业链。
全氟磺酰树脂(PFSR)的聚合也具（jù）有较大难度
全氟磺酰树脂(PFSR)通常以四氟乙烯、PSVE和六氟丙烯经（jīng）过两元、三元甚至（zhì）四元（yuán）共聚生成，其难点通（tōng）常体现在：1)常用的乳液聚合法由于少量磺酰氟基团会发生水（shuǐ）解从而使得高（gāo）分子链发生缔合（hé），导致加工时出（chū）现熔（róng）体粘（zhān）度增大的情况，使得加工困难（nán）；2)乳液聚合得到的磺酰树脂平（píng）均分子量不高（gāo），从（cóng）而降低成（chéng）品膜的机械强度。在完成全氟磺酰树脂（zhī）(PFSR)的制备后，进一步经水解酸化才能得到（dào）全（quán）氟磺酸质子膜的关键基体材料——全氟磺酸树脂（zhī）(PFAR)。
图表6:全氟磺酸树脂（zhī）的制备
成膜的难（nán）点：熔融（róng）挤出法后处理复（fù）杂，浇（jiāo）铸成（chéng）膜法连续化（huà）不足
熔融挤出法：适合（hé）于连续化生产，在（zài）生（shēng）产中（zhōng）没（méi）有使（shǐ）用溶剂，对环境友好，但是成膜过程（chéng）难以（yǐ）保证产品的平整度和相对较高的（de）机械强度，对于设备的要求很高。
浇铸成膜（mó）法：使用（yòng）全氟磺酸树脂溶（róng）液在平（píng）面上（shàng）延（yán）流成膜，高温挥发溶剂后得到成品膜（mó），虽然浇铸成膜法得（dé）到的产品平整度更好（hǎo）、机械强度更高，但是生产过程中使用的有机溶剂的回收和后处理要求比较高，并且在揭膜时难度较大（dà），需要更多的经验和技术的积累才能实现（xiàn）连续化。
图表7:两种常见的加工成膜工艺
燃料电池汽车市场驱动质子膜需求快速增（zēng）长
燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成（chéng）电能的化学装置，其优（yōu）点在于（yú）：1)通过电化学反（fǎn）应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部（bù）分转换成电能，不受卡（kǎ）诺循环效应限制，因此效率高； 2)使用燃料和氧气作为原料，没有机械传动（dòng）部件，电化学（xué）反应过程较（jiào）为清洁，工作可靠性较高。
从燃料种类来看：燃（rán）料电池可以分为氢燃料电（diàn）池(RFC)和甲醇燃料电池(DMFC)等。交通运输（shū）领域作为未来氢能产业有潜力的下游场景之一，氢燃料电池汽车则是交通运输领域氢能的主要应用方式。氢（qīng）燃料电池汽车可以有效缓解燃油车的碳排（pái）放较（jiào）高（gāo）带来的（de）环保压力，而与纯电（diàn）动汽车相比，燃料电池汽车具有续航里程长、快速加注、高（gāo）功率密度、低（dī）温启动的技术特点，在重载、商用领域和寒冷地区（qū）有着相对更大的应用潜力。在未（wèi）来中国交通电动化的过程之中（zhōng），我们认为氢燃料电池汽车和纯（chún）电动汽车两种（zhǒng）路（lù）线将互（hù）为（wéi）补充。
从电解质的类型来看：燃（rán）料电池可以分为碱性燃（rán）料电池（chí）(AFC)、直（zhí）接甲醇燃料电池(DMFC)、质子（zǐ）交（jiāo）换膜燃料（liào）电池(PEMFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池（chí）(SOFC)，其中PEMFC具有较高的效率和（hé）低温操作的特点，在（zài）交通运输领域上得到了大规模的应用，是目前燃料电池的主流技术路线，根（gēn）据E4tech的统计数据，2020年全球燃料电池产量约82400套，其中PEMFC出货（huò）量约53600台机组，在全球出货量中占比约65%。
图表8:全（quán）球燃料电池出货量中PEMFC占比
交通运输领域是全球燃料电池市场的主（zhǔ）要增（zēng）长点
燃料电池主要应用于三大领域：1)固定领域：是（shì）目前燃料（liào）电池应用（yòng）市场，主要是在固定（dìng）位置运（yùn）行的作为主电源、备用电源或者热电联产的（de）燃料电池，比如分布式发电及余（yú）热供热等。应用场景主要包括商业、工业（yè）和住宅（zhái）的主（zhǔ）要（yào）和备份发电，此外还作为动力（lì）源应用在航天器、偏远气象站、大型公园及通讯基站等场景（jǐng）。2)便携式领域：为笔记本电脑、手机、收音机及其（qí）他（tā）需（xū）要电源的移（yí）动设备提供便携动力，此外直（zhí）接甲醇燃（rán）料电池(DMFC)和质子交换膜燃料电池(PEMFC)也被应用于独（dú）立行动单位电源和移动充电装置。3)交通动力领域：包括为乘用车、客车、叉车及其他特种车辆提供（gòng）主要动力或辅助动力。
近年来全球交通运输领域的燃料电池出（chū）货量持续快（kuài）速增长，根据E4tech的统计数（shù）据，2020年全球交通（tōng）运输领域燃料电池出货量约20500套，2015-2020年CAGR达32%。从（cóng）在全部燃料电池出货中的占比来看，从（cóng）2011年（nián）的6.5%提升至2020年的24.9%，交通运输领域是燃料电池市场的（de）主（zhǔ）要（yào）增长点。
图表9:交通运输领域燃（rán）料电池的出货（huò）量占比（bǐ）持续提升
图表10:交通运输领域燃料电池（chí）的出货量（liàng）增速显著超过固定（dìng）式和便携式
质子交换膜是氢燃料电池电堆的核心材料
氢燃料电池汽车与传统燃油汽车相比，同（tóng）样（yàng）可分为四个模块：动力系统、底盘、汽车电子系统和车身，燃料电池汽车新增（zēng）了燃料电池系统和车载加氢系统，其中燃料电池系统是其核心结构。燃料电池（chí）电堆作为燃料电（diàn）池系统的（de）核心单元，能够将氢气的化学能转化为电能，并由电池作为辅助一同驱动电动机为汽（qì）车提供动力。
氢燃料电池电堆是由多个燃料电池单元以串联方式叠（dié）层组合构成，从外到内有进气管道、电极板、膜电（diàn）极组件和气体扩散通道四种不同的结构单元。其中的单体电（diàn）池主要由双极板和膜电极组成，膜电极是燃料电池中电堆的核（hé）心环节，由质子交换膜、催化剂（jì）层和气（qì）体扩散层组成。质子（zǐ）的作用（yòng）是隔离氢气（qì）和氧气并传递质（zhì）子；催化剂层作用是降低反应的活化能（néng），便于氧化和还原反应更容易进行并且提高反应速率；气体扩散层（céng）位于流场和催化层之（zhī）间，起到支撑催化层、稳定电机结构并起到传（chuán）质、传热和传电的作用。质子交换膜是氢（qīng）燃料电池电堆的核心材料（liào）。
图表11:PEM燃（rán）料电池动力系统和电堆结构
政策驱（qū）动，中国燃料电池汽车（chē）产业进入提速阶段
“碳达峰”和“碳中和（hé）”政策的（de）推进（jìn）之下，中国氢能产业进入（rù）快速发展阶段，燃料电池汽车产销快速增长，2016-2019年产量CAGR达到65%，尽管2020年受（shòu）疫情影响略有滑坡，但根据中汽协数据，2021年全国氢燃料电池汽车（chē）产销（xiāo）数据分别为1777辆和1586辆，同比增加48.2%和34.7%，保有（yǒu）量增长至约8922辆。
国内（nèi）燃料电池质子膜市场（chǎng）规模有（yǒu）望达18.5-55.9亿元
3月23日国家发改委、国家能源局联合（hé）印发《氢能产业（yè）发展中长期规划（huá）(2021-2035年（nián）)》，提出到2025年，形成较为完善的氢能产业（yè）发展制度政策环境（jìng），产业创新（xīn）能力（lì）显著提高，基本掌（zhǎng）握核（hé）心技术和制造工艺，初步建立较为完整的供应链和产业（yè）体系。燃料电池车辆保有量约5万辆，部署建设一批加氢站。我们分别假设（shè）了2025年后（hòu）电池汽车销量（liàng）达到10.3万辆和29.12万辆两种场景。其他假设如下：
1) 根据2021年9月公（gōng）布的（de）《新能源汽车推广应用推荐车型目录》中收录的各种燃料电池车的型号信息，我们假设（shè）重卡(牵引（yǐn）车)燃料电池发动（dòng）机的额定功率为110~130kW；中型微（wēi）卡(包括厢式运输车、垃圾车等)燃料电池发动机的额定功率为110~120kW；(城市)客（kè）车燃料电池发动机的额定功（gōng）率为60~80kW；乘用车（chē）燃料电池发动机（jī）的额定功率为50~70kW.并假设各个车型近年功率规格保持不变。
2) 根据美国能源部燃料电池电堆效率和质子交换膜膜能源密度数据（jù），假设燃料电池电堆MEA能源密度为（wéi）1.24w/cm2，电堆效率为52%。
3) 假设质子（zǐ）膜的单价为1500元/平（píng）米（mǐ）并保持稳定。
我们测算1GW燃料电（diàn）池电堆装机对应质子膜需求15.2万（wàn）平方米(对应1万辆重卡的质子膜需求18.3万平方米)，场景一下假设国内燃料电池（chí）车销量达10.30万辆/年，对于质子交换膜的总需求量将有望（wàng）达到123.1万平方米，对（duì）应（yīng）市场规模有望达到18.5亿元。场景二下假设国内燃料电池车销量达29.12万辆/年，对（duì）于质子交（jiāo）换膜的总需求（qiú）量将有（yǒu）望达到372.8万平方米，对应市场规模有望达到55.9亿元。
图表12:燃（rán）料电池车行业质子交（jiāo）换膜需求空间测（cè）算
PEM电解水（shuǐ）制氢是质子膜另一重要应（yīng）用领域
多元化应用将驱动氢气需求（qiú）持续增长
根据国际能源署(IEA)数据，2019年全球氢气产量约（yuē）为7000万吨/年，下游消费方向以石油炼制、化工原料（liào）为主。其中化学工业应用占比66%，包括合成氨（ān）、甲（jiǎ）醇、尼龙原料、聚氨酯原料、盐酸、过氧化氢等，石油炼制应用占比26%，包括石油加氢裂化、加氢处理等，金属和玻璃领域应用占比7%。根据中国氢能联盟（méng）和石油化学规划院的数据，2020年中国氢（qīng）气（qì）产（chǎn）量约（yuē）3342万吨，是全（quán）球（qiú）氢气（qì）生产国和消费国。从氢气来源来看，国内煤制氢产量大，占比约63.54%，其次为工业副产氢和天然气制（zhì）氢，占比分别为21.18%和13.76%。
图表13:2019年全球氢气的（de）主要（yào）来源及用途
根（gēn）据《氢能产业发展中长期规划（huá）(2021-2035年)》，明确了氢的能源属性，是未来国家能源体系的组成部分。根据《规划（huá）》明确的发展目标，到2035年形成氢能产业体系，构建（jiàn）涵盖交（jiāo）通、储（chǔ）能、工业等（děng）领域的多元氢能应用（yòng）生态。可再生能源制氢在终端能源消（xiāo）费中的比重明显提升（shēng），对能源绿色转型发展起到重要支撑（chēng）作用。
图表（biǎo）14:“十（shí）四五”时期氢（qīng）能产业创新应用示范工程
展望未来，我们认为（wéi）：1)交通领（lǐng）域：氢燃料电池中重型车辆仍是发展重点，可更好发挥氢气能量密度更（gèng）高的特性并提升经济性，进而构建燃（rán）料电（diàn）池汽车与锂电池汽车的互补发展（zhǎn）模式。2)储能领域：氢能可发挥其调节周期长、储能容量大的优势，应用于可再生能源消纳、电网调峰等场景。3)发电（diàn）领域：氢能将在热电联（lián）供、备用电源、发电调峰、微电（diàn）网（wǎng）等（děng）领域得到多元化的应用， 4)工业领域我们认为随氢能成本持续下降，以（yǐ）及新技术应用的逐步渗透，我们预（yù）期氢能在冶炼以及石（shí）化化工行业领域的消费量将持续快速增长。根据中国氢能联盟预测，十年内国（guó）内氢气需求量有望增长至3715万（wàn）吨。
可（kě）再生能源消纳+持续降本，电解水制氢（qīng）占比有望（wàng）显著提（tí）升
电解水制氢（qīng）是可再生能源消纳的（de）有效方式
国内风电和光伏行业保持了较快的（de）增长，2021年合计新增装机规模达到1.025亿千瓦，全国风电、光伏累计（jì）发电量 9785 亿千瓦时，同比增长35.0%，风电、光伏发电（diàn）量占全社会用电量（liàng）的比重首次突破10%，达到（dào）11.7%。按照国家能源局《2022年（nián）能源工作指导意（yì）见（jiàn）》要（yào）求，将继续大力发展风电光伏，风电（diàn）、光伏发电发电量占全社会用电量（liàng）的比重提升到12.2%左右。
图（tú）表15:国内风（fēng）电（diàn）和光伏累（lèi）计装机量持续增长
可再生能（néng）源消纳存在固有的间隙性、随（suí）机与波动性的特点，现阶段电力（lì）系统的调（diào）峰能力无法满足其消纳，导致了弃风（fēng）、弃光、弃水等现象。根据全国新能消（xiāo）源纳监测预警中心数据，2021年全国弃风电量206.1亿千瓦时，风电利用率96.9%，同比提升0.4个百分点；弃光电量（liàng）67.8亿千瓦（wǎ）时，光伏（fú）发电利用率97.9%，同比基本持平，新能源消纳利用水平仍有提升空间。氢能作为实现可再（zài）生能源大规模（mó）、跨季节存储及运（yùn）输的方案，我们认为有望成为消纳可再（zài）生能源弃电的有效方式，按照目前弃电量测（cè）算，我们预计可用于电解水制氢55万吨/年。
电解水制氢成本有望持续下降
我们测算目前国内可再生能（néng）源电解水制氢（qīng）成本超过20元/kg，远（yuǎn）高于煤制（zhì）氢8-10元/kg和工业副产氢约10元/kg的生产成本。因此目前国内制氢仍以化石制氢及工业副产氢为（wéi）主，2021年国内化石制氢和工（gōng）业副产氢占比分别达（dá）72%和28%，电解水制（zhì）氢（qīng）仅有少量示（shì）范应用。
图表16:光伏电解（jiě）水制氢及化石能源制氢（qīng）成本比较
远（yuǎn）期来看，电解水制氢成本有望受益于（yú）：1)规模化：目（mù）前（qián）电解槽制氢装置普遍较小，通过将多电解（jiě）槽堆（duī）组合（hé）以增加系统整体容量可有效降低系统单位（wèi）资本支出；同时制造端的规模化生产（chǎn）亦可（kě）实现电解槽成本的下降；2)技术进步：根据美国能源部预测，PEM膜电极能（néng）源密度(单位功率所需的膜电极面积)在2025年将达（dá）到（dào）55KW/m2,2030年有望达（dá）到65KW/m2，膜电极能源密度的提（tí）高，可以有效地减少膜的使用量从（cóng）而（ér）降低设备成本（běn）。此外随着PEM水电解（jiě）装置的核心材料质子交换膜的国产（chǎn）化，电（diàn）解槽的设备成本有望（wàng）显著下降。3)可（kě）再（zài）生能源度电（diàn）成本持续下降：我们预（yù）计2025年后可再生能源电价有望下降至0.2元/kWh以下，电解水制氢成（chéng）本在2030年有望下降至约10元/kWh，并在2040年前实现与（yǔ）煤制氢成本平价。
图表17:光伏电解水制氢（qīng）与天（tiān）然气制氢成（chéng）本比较（jiào）
图表18:风（fēng）电电解水制氢与天然气制氢成本（běn）比较
PEM有望成为主（zhǔ）流的电解水制氢路线
根据电解槽隔膜材料的不同，电解水制（zhì）氢可（kě）以分为质子交换膜(PEM)水电解、碱性阴离子（zǐ）交换膜(AEM)水电解、碱（jiǎn）性水电解(ALK)以及高温固体氧化物(SOEC)水电解等路线。其（qí）中，AEM制（zhì）氢技术成熟度低、规模小，目前处在商业化前期；SOEC制氢技术具备无需使用贵金属催化剂、效率高的优点，但是（shì）启动慢、衰减快，目前处在（zài）研究发展阶段；ALK制氢技术具备成（chéng）本低、产氢规模大、技术（shù）成（chéng）熟度（dù）高等优点，是目前应用广泛的制氢技术，但是存在负荷调节幅度小、启动响应慢、需要碱液处理等工艺，因此不适合连续性差、波动性大（dà）的风光（guāng）水电等可再生能源电力的水电解制氢储能；PEM制氢技术具备（bèi）启动速度快、负荷调节幅度大、氢气产品压（yā）力高，可以实现波动性较大的电（diàn）力调峰运行以及对弃（qì）电资源的充（chōng）分利用，是较为适（shì）合风光水（shuǐ）电等可再生能源（yuán）电解水制氢的路线。
图（tú）表19:水电（diàn）解制（zhì）氢（qīng）技术对比（bǐ）
电解水制氢质子膜和（hé）燃（rán）料电池膜的差异：两者同为使用全氟磺酸树脂原料，区别主要在于电解（jiě）水（shuǐ）用的是均质膜，无（wú）需经过增强的处理，而对于燃料电池的质子交（jiāo）换膜，需要使用ePTFE进行增强，在ePTFE基膜上进行全氟（fú）磺酸树脂的涂覆。应用端的需求（qiú）决定了二者的差别，电解水（shuǐ）是单侧通水，两侧产（chǎn）气体，由于氢气和氧气两侧（cè）产气量不一样，导致两侧有一定的压差，对质子膜的耐压强度有较高的要求，而且在较高的压差之下，要求氢气和氧气的互串不能太严重（chóng），在得到的气体中，要求氢气中的氧含量、氧气中的氢含量尽可能（néng）的低，所以电解水用质（zhì）子膜相对较厚。
目前碱（jiǎn）性电解水制（zhì）氢仍是主（zhǔ）流和充分产（chǎn）业化的电解水制氢路线（xiàn），昂（áng）贵的组件和材（cái）料成本则（zé）成为限制PEM电解（jiě）槽（cáo）推广的障碍，随着PEM核心零部件及质子膜等关键（jiàn）材料的国产替代，我们预计在（zài）未来电解水制氢（qīng）市场的占比有望持续提升。
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