Ⅳ型储氢瓶攥住了市场接力棒
市场对储氢瓶性能提出更高要求，70兆帕IV型瓶开始获得气瓶生产企业接力捧。但IV型储氢瓶仍处于初步推广阶段，在此过程中如何通过市场化路径降本、逐步提升IV型储氢瓶应用规模正持续考验整个行业。
随着燃料电池汽车产销量攀升、示范规模加速扩大，储氢瓶需求将大幅度增加，同时也对储氢瓶性能提出更加高的要求。70兆帕IV型瓶凭借安全、高储氢密度、轻量化、低成本等显著优势，开始获得气瓶生产企业接力捧。不过，当前，我国市场仍以35兆帕III型瓶为主，IV型储氢瓶仍处于初步推广阶段，在此过程中如何通过市场化路径降本、逐步提升IV型储氢瓶应用规模正持续考验整个行业。
随着《氢能产业高质量发展中长期规划（2021-2035年）》的落地，氢能产业将进入技术和产业化的加快速度进行发展期，作为关键储运设备，储氢瓶迎来新的发展机遇。国联证券分析认为，车载高压储氢瓶是目前众多储氢承压设备中，技术相对成熟且已具备商业化程度的一种储氢设备，未来10年内将迎来加快速度进行发展期。
今年以来，在政策激励及市场需求提升背景下，气瓶企业在储氢瓶产能建设和市场扩展方面持续加码，中材科技、中集、致远新能等国内企业均加速建设储氢瓶产线。
其中，中材科技已成功开发并掌握了氢气瓶国产碳纤维应用技术，氢气瓶产能为7万只/年，目前年产2万只氢气瓶缠绕项目、年产1500只站用储氢气瓶在建中，且正在进行III型瓶技改升级、IV型瓶项目研发。今年3月，中集集团与合斯康成立合资公司，针对中国及东南亚迅速增加的高压氢气储运市场需求，提供储运解决方案，并加紧建设车载储氢IV型瓶及供氢系统生产线。
巨大的未来市场发展的潜力也吸引了外资布局。今年8月，上海市嘉定区安亭镇与彼欧新能源（上海）有限公司签约，将在嘉定氢能港建设首个世界级规模的超级工厂，专门用于生产IV型高压储氢瓶，将于2025年开始运营。
此外，天海工业、中集安瑞科、山东奥扬新能源科技股份有限公司等也陆续开始建设IV型瓶生产线，部分企业已将IV型瓶作为业务重点。
浙江大学建筑工程学院教授白勇表示，自2020年起，我国储氢瓶市场开始受到更多关注。相比于之前的I型和II型储氢瓶，III型、IV型储氢瓶采用碳纤维全缠绕的方式加强罐体，具备轻量化特点，实现了高压气态储氢由固定式应用向车载储氢应用的转变。
国联证券分析指出，目前我国车载储氢方式大多为35兆帕碳纤维缠绕III型瓶，70兆帕碳纤维缠绕III型瓶也已少量用于国产汽车中。据统计，2021年，70兆帕储氢瓶出货量为1203只，占比仅为4%，但目前70兆帕车载储氢瓶出货多属于项目型，短期较难有大规模市场增长。
“III型瓶重容比偏大，生产所带来的成本高，且70兆帕压力下更容易发生氢脆。相比之下，Ⅳ型储氢瓶优势显著，更符合未来氢能产业高质量发展要求。”白勇表示，与III型瓶相比，IV型瓶优势更显著。首先，IV型瓶采用非金属内胆，能够抗氢脆腐蚀，相对金属内胆的III型瓶也更具安全优势；其次，在相同容积和压力条件下，IV型储氢瓶储氢密度高于III型瓶，重量却更轻；第三，IV型储氢瓶制造成本更低，而且由于其内胆为塑料，不易疲劳失效，常规使用的寿命也更长，逐步降低了消费成本。
此外，氢能重卡对燃料电池在高续航能力、低成本及轻量化方面要求比较高，与IV型瓶的特点相契合。同时，氢燃料电池乘用车由于空间存在限制，对储氢瓶的重量及储氢密度等有较高要求，IV型储氢瓶更符合乘用车需求。
不过，也有业内人士指出，当前，我国IV型储氢瓶仍存在几个关键技术难点，如金属瓶口与塑料内胆两种不一样的属性材料的密封及密封材料的选择、碳纤维缠绕过程中如何保证内胆不变形、如何精准检测氢气泄漏等。
技术难题将直接引发成本攀升。国联证券援引业内测算指出，对于储氢质量均为5.6公斤的35兆帕、70兆帕高压储氢III型、IV型瓶来说，碳纤维复合材料成本均占总成本的70%左右。此外，当III型及IV型瓶储氢压力增至70兆帕时，碳纤维复合材料应用成本及比例将大幅度的提高，因此降低碳纤维应用成本是储氢瓶降本的关键。
对此，中材科技（苏州）副总经理袁卓伟公开表示，储氢瓶厂商除了关注碳纤维的基本设计、保证值、强度、模量之外，也要关注碳纤维之间的界面性能。在缠绕工艺方面，纤维塑料在机械性能上有差异，工艺处理有必要进行相应的匹配与改善。
此外，白勇还指出，法规、标准体系不健全也极大阻碍了国内IV型储氢瓶的推广应用。目前，行业内已有《车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶》团体标准，但关于产品及技术检验测试等诸多环节都缺乏具体、统一的标准。“事实上，储氢瓶除应用在汽车领域，在船舶、管道、无人机等领域都拥有广阔的应用前景。因此，行业应持续完善法规、标准体系建设，为IV型储氢瓶推广应用提供支撑。”
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