車載儲氫瓶背后的“挑戰(zhàn)”

氫燃料電池車車載儲氫瓶一直以來就是FCVC、UNDP盛會關(guān)注的焦點：

（來源：微信公眾號“勢銀能鏈” ID:energylink）

因工作過程高壓力，儲氫瓶本身需滿足生產(chǎn)制造過程中的各種安全要求，按壓力容器進行監(jiān)管，取證慢；

要滿足高續(xù)航、輕量化需求，對材料及制造工藝也提出了很大的挑戰(zhàn)；

車載儲氫瓶成本又對FCV車的全生命周期TCO影響較大，只有當(dāng)成本降低至一定程度后，氫燃料電池整車TCO才能跟汽、柴油車相抗衡；

在“以獎代補”政策中不屬于八大件范圍，國家層面沒有補貼；

市場方面，國外勢力、國內(nèi)力量也在逐漸滲透；

產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)方面，車載儲氫瓶核心材料及零部件如碳纖維主要依賴進口還面臨斷供，瓶口閥、減壓閥等也主要依賴進口；

基于以上現(xiàn)狀，當(dāng)下國內(nèi)車載儲氫瓶的市場可以說是“內(nèi)憂外患”。那么國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該如何應(yīng)對上述問題，如何破局車載儲氫瓶困境？

在上海舉辦的第六屆FCVC展上，勢銀研究團隊在展會現(xiàn)場通過主題論壇及分論壇、采訪環(huán)節(jié)等多方位與儲氫瓶相關(guān)企業(yè)、機構(gòu)進行溝通交流、學(xué)習(xí)，本文將內(nèi)容進行整理以饗讀者。

儲氫瓶產(chǎn)品升級、迭代，新力量進入

本次展會上，北京天海工業(yè)、佛吉亞斯林達、中集安瑞科、彼歐、山東奧揚、安徽綠動、豐辰氫能、?？貜?fù)合材料等展出了IV型車載儲氫瓶產(chǎn)品，是歷屆以來IV型產(chǎn)品最多的一次，展出產(chǎn)品參數(shù)見下表。

圖片來源：勢銀（TrendBank）

同時，佛吉亞斯林達、北京天海工業(yè)還分別展出III型70MPa/198L，35MPa 213L產(chǎn)品，目前已知裝車應(yīng)用國內(nèi)容積最大的是國富氫能配套的210L III型產(chǎn)品。

業(yè)內(nèi)熟知的儲氫瓶本土企業(yè)主要有：中材科技、國富氫能、北京科泰克、北京天海工業(yè)、沈陽斯林達、中集安瑞科，國內(nèi)氫燃料電池汽車搭載的儲氫瓶全部由本土企業(yè)配套提供。

因IV型瓶在國內(nèi)很長時間被禁用，相關(guān)的研究開發(fā)工作告停。當(dāng)IV型瓶的呼聲越加濃烈、標準逐漸放開時，本土企業(yè)因技術(shù)積累較少有些措手不及，國外力量憑借豐富的技術(shù)和經(jīng)驗優(yōu)勢入局中國市場。

同時，國內(nèi)其它領(lǐng)域的新力量也逐漸進入，比如海控復(fù)合材料，憑借LPG-IV型生產(chǎn)制造經(jīng)驗入局，還有山東奧揚，LNG方面有豐富的制造經(jīng)驗。

安全監(jiān)管試驗多，取證慢

為適應(yīng)儲氫瓶的發(fā)展需求，車用高壓燃料電池氣瓶分委員會做了系列工作。

2017年III型瓶國家標準GB/T 35544-2017《車用壓縮鋁內(nèi)膽揣纖維全纏繞氣瓶》頒布，III型儲氫瓶得到應(yīng)用并國產(chǎn)化且相對成熟，主流儲氫瓶企業(yè)7-8家，產(chǎn)品從35MPa到70MPa，水容積也逐漸增大，目前展出最大的是213L。

輕量化需求使得IV型瓶的呼聲越來越盛。

在此背景下，分委會“優(yōu)生優(yōu)育、先低后高、穩(wěn)步推進”的原則，在液化石油氣LPG上進行試點，LPG-IV型團體標準T/CATSI 02 005-2019《液化石油氣高密度聚乙烯內(nèi)膽玻璃纖維全纏繞氣瓶》，2020年團體標準T/CATSI 02007-2020《車用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》頒布。

標準解決塑料內(nèi)膽，瓶閥座與塑料內(nèi)膽連接接頭、密封件（材料及試驗）、氣瓶試驗的關(guān)鍵問題，氣瓶試驗總共18項，其中常溫滲透試驗、扭矩試驗是IV型儲氫瓶特有的，氫氣循環(huán)試驗、常溫壓力循環(huán)試驗、氣密性試驗內(nèi)容有別于III型瓶。

目前能開展氫循環(huán)試驗、氫滲透試驗相關(guān)機構(gòu)較少，最權(quán)威的要數(shù)合肥通用機械研究所，測試臺數(shù)量有限。

據(jù)了解，不少儲氫瓶企業(yè)都在排列等候，取證速度較慢，目前IV型儲氫瓶僅佛吉亞斯林達取得證書。

核心材料碳纖維國外供應(yīng)收緊，國產(chǎn)化能力不足

III型車載儲氫瓶、IV型車載儲氫瓶除內(nèi)膽材料不同外，全部采用碳纖維全纏繞工藝，碳纖維重量占整瓶比例最高可達57%以上，因工作壓力高，對碳纖維的級別要求也高。

據(jù)調(diào)研，國內(nèi)主流儲氫瓶企業(yè)碳纖維主要依賴進口，近兩年逐漸開始國產(chǎn)化小批量替代，碳纖維供應(yīng)商國內(nèi)主要有中復(fù)神鷹、光威復(fù)材、中簡科技等，還有楚江新材、博云新材。

據(jù)了解，從今年初開始，主要供應(yīng)商日本東麗收緊碳纖維供應(yīng)（源于政府壓力），國內(nèi)供應(yīng)商在優(yōu)先滿足航天軍工領(lǐng)域應(yīng)用外僅有少部分量可以供應(yīng)，有碳纖維庫存的企業(yè)訂單量大目前還能保證供應(yīng)，部分企業(yè)爭取到國內(nèi)碳纖維材料供應(yīng)，但已經(jīng)有大量的可能是千臺級的訂單量在手壓力仍舊較大。

在FCVC展上，上海城市示范群已經(jīng)率先官宣，示范期內(nèi)推廣5000輛車，除官宣數(shù)量外勢銀預(yù)計示范期內(nèi)社會車輛數(shù)量還會增加，京津冀、河南、廣東城市群可續(xù)也將迎來官宣。屆時，中國氫燃料電池車數(shù)量訂單會猛增，如果供應(yīng)不能解決勢必會影響到應(yīng)用推廣。

碳纖維復(fù)合材料的下游應(yīng)用主要航空航天、體育休閑、風(fēng)電葉片、汽車應(yīng)用、壓力容器、混配模成型、建筑應(yīng)用、碳碳復(fù)材、電子電氣、船舶應(yīng)用、電纜芯等。

其中航空航天的應(yīng)用需求目前占比最大，年超2萬噸；其次是風(fēng)電葉片、體育休閑、汽車應(yīng)用。

隨著氫燃料電池汽車的推廣應(yīng)用，預(yù)計儲氫瓶方面的應(yīng)用會是個比較大的增量市場，單輛汽車碳纖維用量按60kg計算，則50萬輛車規(guī)模碳纖維用量30000噸。

國際形勢如中美關(guān)系以及中國與美國西方盟國的關(guān)系變化對碳纖維產(chǎn)業(yè)形成一定影響，碳纖維核心設(shè)備出口許可難度大，周期長，輔助設(shè)備也從自由出口至管控。

通過多年的努力，碳纖維領(lǐng)域基本解決了“卡脖子”問題，各種型號的碳纖維基本都有制備能力。自由市場打拼出來的中復(fù)神鷹，宣布了20000噸的擴產(chǎn)計劃，據(jù)消息，光威準備在內(nèi)蒙古建設(shè)10000噸碳纖維， 勢銀期待國產(chǎn)碳纖維產(chǎn)線能早日投產(chǎn)。