中國儲氫罐行業市場現狀與發展趨勢,國產儲氫罐風生水起「圖」
一、儲氫罐行業概況
儲氫罐根據製造材料不同共分為四種類型:全金屬氣罐(I型)、金屬內膽纖維環向纏繞氣罐(II型)、金屬內膽纖維全纏繞氣罐(II型)、非金屬內膽纖維全纏繞氣罐(IV型);根據氣瓶壓力不同可以分為高壓儲氫罐和常壓儲氫罐;根據氫氣儲存狀態不同可以分為固態儲氫罐、氣態儲氫罐和液態儲氫罐。目前最常用的標準是根據儲氫罐製造材料的不同而進行的分類標準。
儲氫罐的分類
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不同類型儲氫罐,其適用場景和相關性能也有所不同,目前I型、II型技術較為成熟,主要用於常温常壓下的大容量氫氣儲存,I型和IV型儲氫罐主要是高壓、液體儲氫,適用於氫燃料汽車,加氫站等。目前中國主要運用35MPa的I儲氫罐,而性能更優、儲量更大的IV儲氫罐目前國外技術較為成熟,國內還處於研發階段。
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儲氫罐產業鏈上游是原材料和零部件,包括鋁和鋁合金材料、鋼材料、纖維材料以及金屬門閥、壓力傳感器等零部件;中游是生產製造,包括儲氫罐內膽的生產、罐體纏繞生產等;下游是具體應用,包括氫燃料汽車、車載氫氣運輸罐體以及加氫站等。
儲氫罐行業產業鏈分析
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二、儲氫罐行業上游關鍵材料分析
1、玻璃纖維
玻璃纖維是一種無機非金屬材料,以葉臘石、石英砂、石灰石等天然無機非金屬礦石為原料,按-定的配方經高温、拉絲、絡紗等數道工藝加工而成。玻纖具有質輕、高強度、耐高温、吸音隔熱等多方面優良特性,本質上作為新型材料對鋼、鋁、木材、水泥、PVC等多種傳統材料形成替代,且下游差異化顯著。
2018年,全球玻璃纖維產量是736萬噸,中國玻璃纖維產量是468萬噸,佔全球市場份額的50%以上;截止2019年10月,全球玻璃纖維市場中,中國巨石市場份額為24%,泰山玻纖佔比超過13%,重慶國際佔比為11%,為全球玻璃纖維的主要供應廠商。
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2、碳纖維
碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量的新型纖維材料,具有質量輕、強度高、耐腐蝕、高模量、密度低、無蠕變、良好的導電導熱性能、非氧化環境下耐超高温、耐疲勞性好等特性,碳纖維複合材料被廣泛應用於航空航天、電纜芯、建築建材、儲氫罐、船舶、碳碳復材、電子電器等多個領域。
2018年全球碳纖維需求量達到9.26萬噸,截止至2017年,中國碳纖維需求量實現高速增長,突破2萬噸,達到2.35萬噸,2018年中國碳纖維需求量約為2.5萬噸。
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3、傳感器
傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,並能將感受到的信息,按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求,目前儲氫罐使用的主要是壓力傳感器和濕度傳感器等等。
從全球來看,2018年美日仍是全球傳感器市場主要佔有者,分別佔據全球份額的29%和21%;中國市場份額仍只有10%,且集中在中低端需求領域;
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相關報告:華經產業研究院發佈的《2020-2025年中國儲氫罐行業市場深度分析及發展前景預測報告》
三、高壓儲氫罐生產流程分析
高壓儲氫罐有着嚴格的生產流程,首先要對材料進行胚料檢驗以及按照相關標準進行下料,
然後對材料進行衝壓、拉伸以及旋壓收口;在經歷熱處理和超聲探傷之後,輔助以樹脂膠液對纖維材料進行纏繞成型和固化以及自緊罐裝成型;最後是對儲氫罐進行常温壓力測試和水壓測試,裝|門閥和進行氣密性試驗,完成整個流程。
高壓儲氫罐生產流程
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四、中國儲氫罐行業發展趨勢分析
被國際主流燃料電池乘用車批量使用的70MPaIV型儲氫瓶,在國內卻長期空白,令人遺憾。而隨着近兩年燃料電池汽車的火熱,關於70MPaIV型儲氫瓶的研發終於有了“破冰”跡象。
在2020年日本展會上,瀋陽斯林達安科新技術有限公司(下稱“斯林達”)展出了一款70MPaIV型儲氫瓶,這是國際舞台上首次有國產70MPaIV型儲氫瓶實物展出。
1、技術工藝攻克難,需協同多方力量
高壓氣態儲氫容器主要分為純鋼製金屬瓶(I型)、鋼製內膽纖維纏繞瓶(II型)、鋁內膽纖維纏繞瓶(III型)及塑料內膽纖維纏繞瓶(IV型)4個類型。I型、II型儲氫密度低、安全性能差,難以滿足車載儲氫密度要求。而憑藉提高安全性、減輕重量、提高質量儲氫密度等優勢,III型、IV型瓶的車載應用已經較為廣泛,其中國外多為IV型瓶,國內則多為III型瓶。
相比於III型瓶依然沿用金屬內膽,IV型瓶的塑料內膽則完全顛覆了原有氣瓶技術,憑藉優異的抗氫脆腐蝕性、更輕的質量、更低的成本及更高的質量儲氫密度與循環壽命,成為引領國際氫能汽車高壓儲氫容器發展方向的“新寵”。尤其在燃料電池乘用車領域,沒有IV型瓶,可以説必定步履維艱。國外IV型瓶應用較多,正與其燃料電池乘用車銷量較多有關。
2、標準法規推進難,需謹慎積極對待
70MPaIV型瓶的研發生產雖然難關重重,但國際上卻有挪威Hexagon、日本豐田、法國佛吉亞等公司實現了批量生產,並應用在各種車型上。
其中Hexagon是IV型瓶行業的“鼻祖”,在材料、工藝及裝備上都積累了極為豐富的經驗;豐田依託自身技術打造了IV型瓶行業標杆;佛吉亞與現代汽車合作,近日其與現代汽車簽訂合同,將從2021年開始,在接下來的4年時間裏為現代汽車提供10000個儲氫瓶。
隨着國外IV型瓶應用的日趨成熟,以及國內企業、資本的推動,在發展氫能成為大勢所趨的形勢下,或許就能打開一道口子。而當前正處於打開這道口子的關鍵時刻。
【來源:華經情報網】
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