我国高压气态储氢行业技术逐渐成熟车用储氢瓶成本有望逐步下降

2022-01-05 09:36

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根据观研报告网发布的《2022年中国高压气态储氢行业分析报告-行业全景评估与投资规划分析》显示，高压气态储氢是目前广泛应用的储氢方式。根据材质的不同，高压储氢瓶分为纯钢制金属瓶（I型）、钢制内胆纤维缠绕瓶（II型）、金属内胆纤维缠绕瓶（III型）和塑料内胆纤维缠绕瓶（IV型）4种；根据高压氢容器的不同使用要求，可以将高压储氢分为固定式高压储氢、车载轻质高压储氢和运输用高压储氢。

高压储氢设备分类及性能

性能	固定式高压氢气储存设备	车用高压储氢容器	高压氢气输运设备
特点	容量大、固定式使用	轻质、高压	大规模点对点；主要用于将氢气从产地运输到使用地或加氢站
使用领域	主要用于在固定场所储存高压氢气，如加氢站和制氢站内的储氢罐，电厂内储存高压氢气的储罐等	是燃料电池汽车或氢内燃机汽车上用于储存高压氢气的容器	1.用大型高压无缝气瓶、“K”bottle气瓶盛装氢气，并用汽车运输；2.直接用高压氢气管道输送，在氢气的生产地或者配给地等设置输气站，将氢气输送到需要的地方

数据来源：观研天下整理

不同类型储氢瓶/罐性能对比

类别	I型：纯钢制	II型：钢制内胆纤维缠绕	III型：金属内胆纤维缠绕	IV型：塑料内胆纤维缠绕
材料	全金属（钢质）	内胆为金属（钢质），纤维环向缠绕	内胆为金属（钢/铝质），纤维全缠绕	内胆为塑料，纤维全缠绕
压强（MPa）	17.5-20	26-30	30-70	30-70
重量体积比（kg/L）	0.9-1.3	0.6-1.0	0.35-1.0	0.3-0.8
储氢密度（g/L）	14-17	14-17	40	49
成本	低	中等	高	高
使用寿命	15年	15年	15-20年	15-20年
应用场景	加氢站等固定储氢	加氢站等固定储氢	氢燃料电池汽车	氢燃料电池汽车
国内现状	压力在45MPa、容量在600-1500L的储氢容器较为成熟，更大的高压容器需要攻关		已开发35MPa、70MPa，技术和产品成熟，其中35MPa已被广泛用于氢燃料电池车，70MPa刚开始推广	处于研发阶段，面临工艺落后、碳纤维、数值性能差、标准缺失等问题
主要企业	兰石重装、巨化集团工程公司、科泰克、天海、中材、斯林达、富瑞特装等

数据来源：观研天下整理

以车用高压储氢容器为例，国内外车载储氢气瓶（III/IV型）由内至外包括内衬材料、过渡层、纤维缠绕层、外壳保护层。其中，国内内衬材料多选用铝合金，外层为玻璃纤维保护层，一般是由玻璃纤维和环氧树脂构成。因此，车用高压储氢容器主要材料是碳纤维复合材料，如对于储氢质量均为5.6kg的35MPa、70MPa高压储氢IV型瓶的碳纤维复合材料成本分别占系统总成本的75%和78%。

数据来源：观研天下整理

不过，我国70MPa碳纤维缠绕IV型瓶的制备技术不成熟、规模化生产难度大，成本较高，所以导致IV型储氢瓶需求不高。据相关资料，随着生产规模不断扩大，储氢瓶成本也随之降低，如当气瓶生产规模由1万套提高到50万套时，氢气瓶成本会下降20%。因此，未来随着氢能源汽车产业快速发展，高压储氢行业成本有望下降。

储氢瓶成本与规模化对应关系

项目（单套成本）	生产规模
项目（单套成本）	1万套	3万套	8万套	10万套	50万套
吹制加工	51.38	27.6	20.16	19.27	17.84
退火处理	31.4	11.39	5.78	7.74	5.65
湿法缠绕	2192.19	2187.45	2030.42	1934.75	1877.09
B固化	16.59	5.16	4.23	4.79	4.34
瓶肩泡沫	16	12.28	11.12	10.98	10.76
加压	63.95	12.09	6.94	8.79	7.32
阀座	35.68	28.9	25.91	25.21	24.9
液压实验	14.92	8.76	7.99	7.52	7.52
填充压注测试	52.68	21.17	17.23	14.86	14.86
储氢瓶成本合计	2474.79	2314.8	2129.78	2033.91	1970.28
与1万套成本比较		-6.5%	-13.9%	-17.8%	-20.4%