IV型儲氫瓶攥住了市場接力棒

市場對儲氫瓶性能提出更高要求，70兆帕IV型瓶開始獲得氣瓶生產(chǎn)企業(yè)接力捧。但IV型儲氫瓶仍處于初步推廣階段，在此過程中如何通過市場化路徑降本、進一步提升IV型儲氫瓶應(yīng)用規(guī)模正持續(xù)考驗整個行業(yè)。

隨著燃料電池汽車產(chǎn)銷量攀升、示范規(guī)模加速擴大，儲氫瓶需求將大幅度增加，同時也對儲氫瓶性能提出更高要求。70兆帕IV型瓶憑借安全、高儲氫密度、輕量化、低成本等顯著優(yōu)勢，開始獲得氣瓶生產(chǎn)企業(yè)接力捧。不過，當前，我國市場仍以35兆帕III型瓶為主，IV型儲氫瓶仍處于初步推廣階段，在此過程中如何通過市場化路徑降本、進一步提升IV型儲氫瓶應(yīng)用規(guī)模正持續(xù)考驗整個行業(yè)。

企業(yè)加速布局

隨著《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》的落地，氫能產(chǎn)業(yè)將進入技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展期，作為關(guān)鍵儲運設(shè)備，儲氫瓶迎來新的發(fā)展機遇。國聯(lián)證券分析認為，車載高壓儲氫瓶是目前眾多儲氫承壓設(shè)備中，技術(shù)相對成熟且已具備商業(yè)化程度的一種儲氫設(shè)備，未來10年內(nèi)將迎來快速發(fā)展期。

今年以來，在政策激勵及市場需求提升背景下，氣瓶企業(yè)在儲氫瓶產(chǎn)能建設(shè)和市場擴展方面持續(xù)加碼，中材科技、中集、致遠新能等國內(nèi)企業(yè)均加速建設(shè)儲氫瓶產(chǎn)線。

其中，中材科技已成功開發(fā)并掌握了氫氣瓶國產(chǎn)碳纖維應(yīng)用技術(shù)，氫氣瓶產(chǎn)能為7萬只/年，目前年產(chǎn)2萬只氫氣瓶纏繞項目、年產(chǎn)1500只站用儲氫氣瓶在建中，且正在進行III型瓶技改升級、IV型瓶項目研發(fā)。今年3月，中集集團與合斯康成立合資公司，針對中國及東南亞快速增長的高壓氫氣儲運市場需求，提供儲運解決方案，并加緊建設(shè)車載儲氫IV型瓶及供氫系統(tǒng)生產(chǎn)線。

巨大的市場前景也吸引了外資布局。今年8月，上海市嘉定區(qū)安亭鎮(zhèn)與彼歐新能源（上海）有限公司簽約，將在嘉定氫能港建設(shè)首個世界級規(guī)模的超級工廠，專門用于生產(chǎn)IV型高壓儲氫瓶，將于2025年開始運營。

此外，天海工業(yè)、中集安瑞科、山東奧揚新能源科技股份有限公司等也陸續(xù)開始建設(shè)IV型瓶生產(chǎn)線，部分企業(yè)已將IV型瓶作為業(yè)務(wù)重點。

性能優(yōu)勢更符合產(chǎn)業(yè)需求

浙江大學建筑工程學院教授白勇表示，自2020年起，我國儲氫瓶市場開始受到更多關(guān)注。相比于之前的I型和II型儲氫瓶，III型、IV型儲氫瓶采用碳纖維全纏繞的方式加強罐體，具備輕量化特點，實現(xiàn)了高壓氣態(tài)儲氫由固定式應(yīng)用向車載儲氫應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。

國聯(lián)證券分析指出，目前我國車載儲氫方式大多為35兆帕碳纖維纏繞III型瓶，70兆帕碳纖維纏繞III型瓶也已少量用于國產(chǎn)汽車中。據(jù)統(tǒng)計，2021年，70兆帕儲氫瓶出貨量為1203只，占比僅為4%，但目前70兆帕車載儲氫瓶出貨多屬于項目型，短期較難有大規(guī)模市場增長。

“III型瓶重容比偏大，生產(chǎn)成本高，且70兆帕壓力下更容易發(fā)生氫脆。相比之下，Ⅳ型儲氫瓶優(yōu)勢明顯，更符合未來氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求。”白勇表示，與III型瓶相比，IV型瓶優(yōu)勢更顯著。首先，IV型瓶采用非金屬內(nèi)膽，能夠抗氫脆腐蝕，相對金屬內(nèi)膽的III型瓶也更具安全優(yōu)勢；其次，在相同容積和壓力條件下，IV型儲氫瓶儲氫密度高于III型瓶，重量卻更輕；第三，IV型儲氫瓶制造成本更低，而且由于其內(nèi)膽為塑料，不易疲勞失效，使用壽命也更長，進一步降低了消費成本。

此外，氫能重卡對燃料電池在高續(xù)航里程、低成本及輕量化方面要求較高，與IV型瓶的特點相契合。同時，氫燃料電池乘用車由于空間有限，對儲氫瓶的重量及儲氫密度等有較高要求，IV型儲氫瓶更符合乘用車需求。

仍需補齊短板

不過，也有業(yè)內(nèi)人士指出，當前，我國IV型儲氫瓶仍存在幾個關(guān)鍵技術(shù)難點，如金屬瓶口與塑料內(nèi)膽兩種不同屬性材料的密封及密封材料的選擇、碳纖維纏繞過程中如何保證內(nèi)膽不變形、如何精準檢測氫氣泄漏等。

技術(shù)難題將直接導(dǎo)致成本攀升。國聯(lián)證券援引業(yè)內(nèi)測算指出，對于儲氫質(zhì)量均為5.6公斤的35兆帕、70兆帕高壓儲氫III型、IV型瓶來說，碳纖維復(fù)合材料成本均占總成本的70%左右。此外，當III型及IV型瓶儲氫壓力增至70兆帕時，碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用成本及比例將大幅提升，因此降低碳纖維應(yīng)用成本是儲氫瓶降本的關(guān)鍵。

對此，中材科技（蘇州）副總經(jīng)理袁卓偉公開表示，儲氫瓶廠商除了關(guān)注碳纖維的基本設(shè)計、保證值、強度、模量之外，也要關(guān)注碳纖維之間的界面性能。在纏繞工藝方面，纖維塑料在機械性能上有差異，工藝處理需要進行相應(yīng)的匹配與改善。

此外，白勇還指出，法規(guī)、標準體系不健全也極大阻礙了國內(nèi)IV型儲氫瓶的推廣應(yīng)用。目前，行業(yè)內(nèi)已有《車用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》團體標準，但關(guān)于產(chǎn)品及技術(shù)檢測等諸多環(huán)節(jié)都缺乏具體、統(tǒng)一的標準。“事實上，儲氫瓶除應(yīng)用在汽車領(lǐng)域，在船舶、管道、無人機等領(lǐng)域都擁有廣闊的應(yīng)用前景。因此，行業(yè)應(yīng)持續(xù)完善法規(guī)、標準體系建設(shè)，為IV型儲氫瓶推廣應(yīng)用提供支撐。”