新版Ⅳ型儲氫瓶國家標(biāo)準(zhǔn)明年實施，國內(nèi)儲氫瓶產(chǎn)品將陸續(xù)產(chǎn)業(yè)化落地。2020年IV型儲氫瓶的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)都已發(fā)布，但由于國內(nèi)IV型瓶的安全性問題備受爭議，國家標(biāo)準(zhǔn)出臺緩慢。隨著國內(nèi)IV型瓶研究開發(fā)水平的提高，IV型瓶管制逐漸放開，2023年5月國家標(biāo)準(zhǔn)管理委員會正式發(fā)布《車用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》，解決了統(tǒng)一的“國標(biāo)”依據(jù)問題，預(yù)計今后一段時間四型瓶產(chǎn)品將會陸續(xù)取證、上市。

表 1：IV型儲氫瓶標(biāo)準(zhǔn)

資料來源：香橙會研究院整理

一、IV儲氫瓶簡介

儲氣瓶作為高壓氣態(tài)儲氫的儲存容器，已發(fā)展從I型儲氫瓶到IV型儲氫瓶四代產(chǎn)品，其中I、II型儲氫瓶主要用于加氫站、運(yùn)輸用高壓長管拖車，III型、IV型儲氫瓶用于氫燃料電池汽車，此外國外正在研究V型瓶尚未商業(yè)化，國內(nèi)處于空白狀態(tài)。

車載高壓儲氫瓶根據(jù)工作壓力一般分為35和70MPa。當(dāng)前70MPa Ⅳ型儲氫瓶廣泛應(yīng)用于國外，國內(nèi)市場以35MPa Ⅲ型儲氫瓶為主流，70MPa Ⅲ型儲氫瓶處于推廣期，Ⅳ型瓶由實驗研發(fā)進(jìn)入產(chǎn)品開發(fā)階段。

IV型高壓儲氫瓶是以塑料材質(zhì)作為高壓儲氫容器內(nèi)膽、外層用碳纖維纏繞包覆、固定在道路車輛上用作燃料箱的可重復(fù)充裝氣瓶。主要由復(fù)合塑料內(nèi)襯、金屬接頭、碳纖維纏繞層、外保護(hù)層及密封結(jié)構(gòu)組成，其中復(fù)合塑料用作氣體密封，碳纖維承擔(dān)載荷功能。由于IV型瓶在高壓下更具優(yōu)勢，因此70MPa IV型瓶為業(yè)內(nèi)主要研究方向。

圖 1：IV型瓶結(jié)構(gòu)

資料來源：香橙會研究院整理

1.1 IV儲氫瓶產(chǎn)業(yè)鏈上中下游

IV儲氫瓶產(chǎn)業(yè)鏈上游為尼龍材料、纖維材料、樹脂等原材料和閥門、各類傳感器等零部件；中游為生產(chǎn)制造，主要包括內(nèi)膽、罐體、內(nèi)膽成型工藝等；下游主要應(yīng)用于燃料電池車。當(dāng)前在碳纖維、瓶口閥門等依賴進(jìn)口。在碳纖維方面，主要從日本東麗、韓國曉星等日韓企業(yè)進(jìn)口，國內(nèi)碳纖維供應(yīng)商主要有中復(fù)神鷹、光威復(fù)材、江蘇恒神等。

圖 2：IV型瓶產(chǎn)業(yè)鏈

資料來源：香橙會研究院整理

1.2 IV型瓶 VS III型瓶

IV型瓶優(yōu)勢顯著，具有輕量化、抗氫脆腐蝕、高壓力、高儲氫質(zhì)量比和長壽命等特點。IV型瓶采用塑料內(nèi)膽具備良好的抗氫脆腐蝕性，產(chǎn)品安全性高，韌性和變形協(xié)調(diào)能力強(qiáng)，產(chǎn)品疲勞壽命超過45000次循環(huán)；工作壓力可達(dá)70MPa 以上，儲氫密度49g/L，重量體積比0.3-0.8kg/L，使用壽命15-20年，儲氫密度高于同規(guī)格III型瓶，長度更短、重量更輕，可為車輛輕量化、節(jié)能降耗、不同車型安裝提供保障。

表 2：III型和IV型儲氫瓶特點比較

資料來源：香橙會研究院整理

IV型儲氫瓶制造成本低于III型瓶，市場吸引力強(qiáng)。Ⅳ型儲氫瓶成本取決于外部包裹的碳纖維復(fù)合材料。儲氫質(zhì)量為5.6kg的35和70MPa IV型儲氫瓶制造成本分別為2865、3490美元，其中Ⅳ型儲氫瓶碳纖維復(fù)合材料的成本占總成本的75%以上，閥門占7%-9%，氫氣僅占比0.5%-0.6%。由于對比III型瓶儲罐采用大量金屬鋁材料，IV型瓶采用的高分子聚合物價格較低且用量較少，其造價低于III型儲氫瓶相應(yīng)成本3084、3921美元。

圖 3：35MPa IV儲氫瓶成本構(gòu)成             

數(shù)據(jù)來源：中科院寧波材料所特種纖維材料部

圖 4：70MPa IV儲氫瓶成本構(gòu)成

數(shù)據(jù)來源：中科院寧波材料所特種纖維材料部

1.3 IV型瓶國產(chǎn)化需突破關(guān)鍵技術(shù)問題

塑料內(nèi)膽成型技術(shù)、基于塑料內(nèi)膽的復(fù)合材料纏繞技術(shù)、超高壓氫氣密封技術(shù)及損傷檢測技術(shù)是車載IV型瓶國產(chǎn)化突破的關(guān)鍵技術(shù)問題。

表 3：IV型瓶技術(shù)問題

資料來源：《70MPa車載IV型儲氫氣瓶關(guān)鍵技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化研究》

二、IV型儲氫瓶市場前景廣闊

2.1 車載儲氫瓶市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，映射IV型儲氫瓶的巨大發(fā)展?jié)摿?/p>

隨著氫燃料電池汽車的推廣與普及，全球及中國車在儲氫瓶需求程逐年上升趨勢，2022年全球車載儲氫瓶市場需求達(dá)34.5萬支，中國約占全球的20%，為6.9萬支，比去年增長了127.8%。預(yù)計至2025年全球車載儲氫瓶市場需求將以28.7%的速度增長達(dá)80.5萬支，中國以69.7%的年均速度增長至23萬支。2022-2025年全球及中國車載儲氫瓶市場規(guī)模分別以年均8.4% 、43.8%的速度從120.8、24.2億元增長至161、46億元。

圖 5：全球及中國車載儲氫瓶需求量（支、%）

數(shù)據(jù)來源：香橙會研究院整理

圖 6：全球及中國車載儲氫瓶市場規(guī)模（億元、%）

數(shù)據(jù)來源：香橙會研究院整理

2.2 儲氫瓶碳纖維使用量不斷增多

與Ⅲ型儲氫瓶相比，Ⅳ型瓶的碳纖維用量多出10%，70MPa儲氫瓶碳纖維用量比35MPa多10%，重卡一般需要6-8支儲氫瓶，乘用車需要2-3支儲氫瓶，在高續(xù)航里程、大容積要求下，儲氫瓶過渡到70MPa Ⅳ型瓶意味著更大的碳纖維用量。下表列示了部分代表企業(yè)70MPa Ⅳ型瓶碳纖維復(fù)合材料的用量，平均使用碳纖維復(fù)合材料超80kg。

表 4：70MPa IV型車載儲氫瓶碳纖維復(fù)合材料使用量

數(shù)據(jù)來源：香橙會研究院整理

三、頭部企業(yè)前瞻布局 擴(kuò)產(chǎn)計劃規(guī)模龐大

目前國內(nèi)有十幾家頭部企業(yè)正在關(guān)注IV型瓶研發(fā)和生產(chǎn)，中集安瑞科、天海工業(yè)、斯林達(dá)安科、奧揚(yáng)科技等氣體儲運(yùn)裝備制造企業(yè)最為突出，龍蟠科技、未勢能源、亞普股份等汽車配套企業(yè)和中材科技、金博股份、山東通佳機(jī)械等復(fù)合材料制造企業(yè)也在積極布局；主要通過技術(shù)引進(jìn)和自主研發(fā)兩種方式，其中中集安瑞科、斯林達(dá)安科、浙江藍(lán)能、豐辰氫能等企業(yè)通過與國外公司開展合作推進(jìn)IV型儲氫瓶制造。

表 5：國內(nèi)IV型儲氫瓶生產(chǎn)企業(yè)動態(tài)

資料來源：香橙會研究院整理

從國內(nèi)主要IV型瓶生產(chǎn)商現(xiàn)有和規(guī)劃產(chǎn)線產(chǎn)能來看，合計產(chǎn)能已超33萬支，規(guī)模之大令人驚嘆。

表 6：國內(nèi)主要IV型瓶企業(yè)現(xiàn)有和規(guī)劃產(chǎn)線產(chǎn)能

資料來源：香橙會研究院整理

從IV型瓶企業(yè)分布區(qū)域來看，呈點狀分散布局，尚未形成產(chǎn)業(yè)集群，主要分布在上海、江蘇、廣東及環(huán)渤海地區(qū)，具備燃料電池汽車工業(yè)基礎(chǔ)扎實、企業(yè)研發(fā)實力強(qiáng)、政策支持力度大等地區(qū)特點。

圖 7：IV型儲氫瓶產(chǎn)業(yè)布局

資料來源：香橙會研究院

四、國內(nèi)部分企業(yè)IV型瓶產(chǎn)品情況

4.1 中集安瑞科IV型瓶車載供氫系統(tǒng)

資料來源：香橙會研究院調(diào)研數(shù)據(jù)

4.2 天海工業(yè)IV型瓶典型產(chǎn)品參數(shù)

資料來源：香橙會研究院調(diào)研數(shù)據(jù)

4.3 佛吉亞斯林達(dá)車用氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶

資料來源：香橙會研究院調(diào)研數(shù)據(jù)

4.4 龍蟠氫能源車用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶

資料來源：香橙會研究院調(diào)研數(shù)據(jù)

五、總結(jié)

IV型瓶憑借輕量化、大容積、低成本等優(yōu)勢成為儲氫瓶行業(yè)發(fā)展熱點，產(chǎn)業(yè)市場前景看好，但仍存在碳纖維、密封材料等關(guān)鍵材料依賴進(jìn)口國產(chǎn)化不足、關(guān)鍵技術(shù)尚待突破、制造工藝環(huán)節(jié)缺乏評價及檢測手段等問題。當(dāng)前以儲運(yùn)裝備制造商為主的少量市場主體搶先布局IV型儲氫瓶，著手研發(fā)、試驗、產(chǎn)線建設(shè)等前期準(zhǔn)備，現(xiàn)有與在建產(chǎn)能規(guī)模龐大，加之IV型瓶推薦性國標(biāo)出臺，明年6月實施，國內(nèi)產(chǎn)能蓄勢待發(fā)。

       原文標(biāo)題 : IV 型瓶規(guī)劃產(chǎn)能超 33 萬支，蓄勢待發(fā)！