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燃料电池汽车储氢瓶产业深度报告2
更新时间:2021-08-14 浏览数:

3. 储氢瓶行业制约因素

3.1储氢瓶国内标准限制了本土企业技术积累

国内氢燃料电池汽车搭载的储氢瓶全部由本土企业配套提供,全部为III型产品。IV型瓶在国内很长时间被禁用,相关的研究开发工作告停。当IV型瓶的呼声越加浓烈、标准逐渐放开时,本土企业因技术积累较少有些措手不及,国外力量凭借丰富的技术和经验优势入局中国市场。

在此背景下,分委会“优生优育、先低后高、稳步推进”的原则,在液化石油气LPG上进行试点,LPG-IV型团体标准T/CATSI 02 005-2019《液化石油气高密度聚乙烯内胆玻璃纤维全缠绕气瓶》,2020年团体标准T/CATSI 02007-2020《车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶》颁布。

标准解决塑料内胆,瓶阀座与塑料内胆连接接头、密封件(材料及试验)、气瓶试验的关键问题,气瓶试验总共18项,其中常温渗透试验、扭矩试验是IV型储氢瓶特有的,氢气循环试验、常温压力循环试验、气密性试验内容有别于III型瓶。

目前能开展氢循环试验、氢渗透试验相关机构较少,最权威的要数合肥通用机械研究所,测试台数量有限。据了解,不少储氢瓶企业都在排列等候,取证速度较慢,目前IV型储氢瓶仅佛吉亚斯林达取得证书。 

 

3.2核心材料碳纤维国产化能力不足

III型车载储氢瓶、IV型车载储氢瓶除内胆材料不同外,全部采用碳纤维全缠绕工艺,碳纤维重量占整瓶比例最高可达57%以上,因工作压力高,对碳纤维的级别要求也高。据调研,国内主流储氢瓶企业碳纤维主要依赖进口,近两年逐渐开始国产化小批量替代

据了解,从今年初开始,主要供应商日本东丽收紧碳纤维供应(源于政府压力),国内供应商在优先满足航天军工领域应用外仅有少部分量可以供应,有碳纤维库存的企业目前还能保证供应,部分企业争取到国内碳纤维材料供应,但已经有大量的千台级的订单量在手的企业,压力仍旧较大。

 

 

4. 储氢瓶行业未来发展趋势

被国际主流燃料电池乘用车批量使用的70MPaIV型储氢瓶,在国内却长期空白。而随着近两年燃料电池汽车的火热,关于70MPaIV型储氢瓶的研发终于有了“破冰”迹象。在2020年日本展会上,沈阳斯林达安科新技术有限公司(下称“斯林达”)展出了一款70MPaIV型储氢瓶,这是国际舞台上首次有国产70MPaIV型储氢瓶实物展出。

高压气态储氢容器主要分为纯钢制金属瓶(I型)、钢制内胆纤维缠绕瓶(II型)、铝内胆纤维缠绕瓶(III型)及塑料内胆纤维缠绕瓶(IV型)4个类型。I型、II型储氢密度低、安全性能差,难以满足车载储氢密度要求。而凭借提高安全性、减轻重量、提高质量储氢密度等优势,III型、IV型瓶的车载应用已经较为广泛,其中国外多为IV型瓶,国内则多为III型瓶。

相比于III型瓶依然沿用金属内胆,IV型瓶的塑料内胆则完全颠覆了原有气瓶技术,凭借优异的抗氢脆腐蚀性、更轻的质量、更低的成本及更高的质量储氢密度与循环寿命,成为引领国际氢能汽车高压储氢容器发展方向的“新宠”。尤其在燃料电池乘用车领域,没有IV型瓶,可以说必定步履维艰。国外IV型瓶应用较多,正与其燃料电池乘用车销量较多有关

70MPaIV型瓶的研发生产虽然难关重重,但国际上却有挪威Hexagon、日本丰田、法国佛吉亚等公司实现了批量生产,并应用在各种车型上。

其中Hexagon是IV型瓶行业的“鼻祖”,在材料、工艺及装备上都积累了极为丰富的经验;丰田依托自身技术打造了IV型瓶行业标杆;佛吉亚与现代汽车合作,近日其与现代汽车签订合同,将从2021年开始,在接下来的4年时间里为现代汽车提供10000个储氢瓶。

随着国外IV型瓶应用的日趋成熟,以及国内企业、资本的推动,在发展氢能成为大势所趋的形势下,或许就能打开一道口子。

 

5. 储氢瓶行业竞争格局

储氢瓶发展已经有50多年的历史,从钢瓶到复合材料气瓶的研制成功,实现了向产品结构合理、质量轻的巨大转变。近年来,70MPa储氢复合材料气瓶已经进入实际应用阶段。而我国的IV型瓶还处于研发阶段,成熟的产品只有35MPa和70MPa III型瓶,其中70MPa III型瓶在乘用车上应用。

 

参考文献

1. 氢燃料电池的存储核心—储氢瓶              关婧如

2. 中国储氢罐行业市场现状与发展趋势       北极星氢能网

3. 高压储氢瓶结构与成本分析                   钱鑫

4. 氢燃料电池车关键技术—SiC与储氢罐     佐思汽车研究

5. 清洁能源装备先进智造龙头—中集安瑞科     华泰证券

6. 机械设备行业周报(第二十一周)           华泰证券

7. 燃料电池系列研究之 PEMFC                 国金证券

8. 燃料电池车用氢安全性分析                 国金证券

9. 电力设备与新能源行业深度报告             长城证券

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/dJHdZ4eUyFlyYBgiODTsWA