6 未来发展趋势
随着氢燃料电池汽车的推广与普及,全球及中国车在储氢瓶需求程逐年上升趋势,2022年全球车载储氢瓶市场需求达34.5万支,中国约占全球的20%,为6.9万支,比去年增长了127.8%。预计至2025年全球车载储氢瓶市场需求将以28.7%的速度增长达80.5万支,中国以69.7%的年均速度增长至23万支。2022-2025年全球及中国车载储氢瓶市场规模分别以年均8.4% 、43.8%的速度从120.8、24.2亿元增长至161、46亿元。
图 15 全球及中国车载储氢瓶需求量(支、%)
图16 全球及中国车载储氢瓶市场规模(亿元、%)
Ⅳ型储氢瓶市场前景十分广阔。2020年10月,中国汽车工程学会牵头修订编制的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》对氢燃料电池汽车的发展做出进一步规划,2025年规划氢能源车保有量达到10万辆,在2030-2035年期间实现氢燃料能源汽车保有量100万辆。整个氢燃料电池汽车产业链,除了燃料电池堆作为关键装备外,储氢瓶的应用推广将是氢能汽车商业化发展的重要突破口。在全球范围内广受认可的Ⅳ型储氢瓶非常符合中国要求的安全、先进和高成本效益的氢能源转型趋势。同时,中国政府提出要在2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和,这也给予Ⅳ型储氢瓶在未来低碳化出行方式转型提供了强有力的支撑。
Ⅳ型储氢瓶优势明显,符合未来氢能产业发展要求。目前,在国内应用较多的是III型储氢瓶(铝内胆纤维缠绕瓶),在国外应用较多的是Ⅳ型储氢瓶。Ⅳ型瓶优势更明显:一是从技术上来讲,其采用非金属内胆,具有优异的抗氢脆腐蚀能力,相对金属内胆的III型瓶更具安全优势;在通过相同外径、容积和压力(70MPa)条件下,Ⅳ型储氢瓶储氢密度可以达到5.5%,高于III型瓶的3.9%;成品重量为48KG,比III型瓶轻22.5%;二是从经济性上来讲,Ⅳ型储氢瓶制造成本只有III型瓶的63.5%,而且其由于内胆为塑料,不易疲劳失效,使用寿命较长,进一步降低了消费成本。车载储氢系统的发展趋势为安全、高储氢密度、轻量化、低成本、成寿命,因此III型瓶向Ⅳ型瓶转变是符合未来氢能产业发展要求的,Ⅳ型瓶也将会成为氢燃料电池乘用车的首选储能装备。
6.2 储氢瓶碳纤维使用量不断增多
与Ⅲ型储氢瓶相比,Ⅳ型瓶的碳纤维用量多出10%,70MPa储氢瓶碳纤维用量比35MPa多10%,重卡一般需要6-8支储氢瓶,乘用车需要2-3支储氢瓶,在高续航里程、大容积要求下,储氢瓶过渡到70MPa Ⅳ型瓶意味着更大的碳纤维用量。下表列示了部分代表企业70MPa Ⅳ型瓶碳纤维复合材料的用量,平均使用碳纤维复合材料超80kg。
表4 70MPa IV型车载储氢瓶碳纤维复合材料使用量
6.3 推动中国IV型储氢瓶发展的举措
逐步推动制定一批IV型储氢瓶国家标准,强化认证认可有效供给。首先,在已有的IV型储氢瓶团体标准基础上,加大国家标准的有效供给,逐步建立健全包括材料、设施要求、结构和工艺、试验方法、包装、运输及存储、检测与评价等各细分领域的标准体系。第二,建立IV型储氢瓶质量认证制度体系,促进新技术、新产品、新业态的成熟应用;支持一批技术有特色、服务有特色的专业储氢瓶检测检验认证机构发展,不断满足市场多样化、个性化需求;未来应对标国际,促进IV型储氢瓶合格评定结果的互认,推动国内产品“走出去”。纳入整体氢能产业政策体系,推动行业发展。中国政府有关部门应从战略、产业结构、科技、财政等方面,将IV型储氢瓶研发生产、推广应用纳入到氢能产业政策支持体系。在国家重点研发计划、专项行动、重点专项中,进一步明确IV型储氢瓶研究内容及考核指标,推动共性关键技术的研发,强化扶持力度。同时,选取氢能源产业发展较快的地区实施IV型储氢瓶应用试点示范工程,逐步发现并解决实际应用中的问题,探索商业应用模式,加快其在中国商业化的准入步伐。此外,有条件的地方政府可探索将IV型储氢瓶核心技术研发、产品生产及应用作为财政补助及资金奖励范畴,推动产品的推广应用。强化合作力度和弥补产业链不足。相关企业要深度开展与科研院所、高等院校的产学研合作,突破核心技术、成型工艺、关键原材料制备等“卡脖子”问题,加快IV型储氢瓶国产化的步伐。同时,应大力开展战略合作和加强标准运作,强化核心技术积累和专利布局,避免遭遇国外的专利技术壁垒。此外,应加强对氢能产业政策和氢燃料汽车市场需求的研判,及时开发或拓展IV型储氢瓶生产线项目,满足市场需求的同时,迅速占领市场,强化供给能力。