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02 碳纖維——儲(chǔ)氫瓶的核心材料

儲(chǔ)氫瓶產(chǎn)業(yè)鏈可以簡單劃分為上游原材料和零部件，中游生產(chǎn)制造和下游終端應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)。

其中，上游原材料包括鋁材、鋼材、碳纖維和樹脂等，零部件包括各種金屬閥門和各類傳感器；中游生產(chǎn)制造設(shè)備和制造工藝等；下游則是在燃料汽車、氫氣運(yùn)輸罐、加氫站等場景上的應(yīng)用。

從車載儲(chǔ)氫瓶材料成本來看，儲(chǔ)氫瓶的成本主要集中在外部纏繞用的碳纖維復(fù)合材料。對于儲(chǔ)氫質(zhì)量均為5．6kg的35MPa、70MPa高壓儲(chǔ)氫IV型瓶成本構(gòu)成來看，碳纖維復(fù)合材料成本分別占系統(tǒng)總成本的75％和78％。

根據(jù)DOE對車載高壓儲(chǔ)氫瓶項(xiàng)目的早期成本評(píng)估可以發(fā)現(xiàn)，無論是35MPa，亦或是70MPa，總體而言，III型高壓儲(chǔ)氫氣瓶成本都要略高于IV型，其主要原因在于，III型瓶儲(chǔ)罐采用大量金屬鋁材料。

與之相比，IV型瓶采用的高分子聚合物價(jià)格較低，聚合物用量也較少。Ⅲ型瓶向Ⅳ型瓶轉(zhuǎn)變，是未來的發(fā)展趨勢。

數(shù)據(jù)來源：DOE

目前，高壓儲(chǔ)氫瓶用碳纖維主要采用T700級(jí)及以上規(guī)格。從企業(yè)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)角度來看，目前碳纖維生產(chǎn)企業(yè)中，日本和美國依舊占據(jù)主導(dǎo)地位。

在儲(chǔ)氫容器基礎(chǔ)材料方面，罐體材料實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，但是高性能碳纖維材料被日本及美國壟斷；東麗的碳纖維是全球車載儲(chǔ)氫瓶企業(yè)的主要供應(yīng)商，中國的車載高壓儲(chǔ)氫瓶碳纖維基本都來自東麗。

在儲(chǔ)氫容器生產(chǎn)工藝方面，碳纖維纏繞設(shè)備與高壓罐體加工設(shè)備仍需進(jìn)口，整體國產(chǎn)化率約50％左右。

我國碳纖維經(jīng)歷近十年快速發(fā)展，重點(diǎn)龍頭企業(yè)和單位突破了干噴濕紡技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了T700、T800以及更高級(jí)別碳纖維核心技術(shù)和關(guān)鍵裝備的自主化，并逐步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域。

目前我國碳纖維企業(yè)主要以中復(fù)神鷹（688295．SH）、恒神股份、光威復(fù)材（300699．SZ）等企業(yè)為主。

目前，由于國內(nèi)70MPa碳纖維纏繞IV型瓶的制備技術(shù)不成熟、規(guī)模化生產(chǎn)難度大，因此目前成本相對較高，抑制了IV型儲(chǔ)氫瓶的需求。

據(jù)美國汽車研究理事會(huì)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模越大，儲(chǔ)氫瓶成本也就越低。如當(dāng)氣瓶生產(chǎn)規(guī)模由1萬套提高到50萬套時(shí)，氫氣瓶成本會(huì)下降20％。未來隨著氫能源汽車的快速發(fā)展，儲(chǔ)氫瓶成本有望下降。

此外，瓶口閥、減壓閥等也主要依賴進(jìn)口，未來這些關(guān)鍵材料和零部件將逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。

據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2020》規(guī)劃，2022年、2025年和2030年氫燃料電池車保有量分別為1萬、10萬和100萬輛，氫燃料電池車將在客車、重卡、物流車等車型領(lǐng)域快速放量。

業(yè)內(nèi)人士指出，2022、2025和2030年高壓儲(chǔ)氫瓶累計(jì)市場空間分別可達(dá)20億、119億和1118．4億元，2026～2030年單年市場空間有望超過200億。

車載高壓儲(chǔ)氫瓶是目前眾多儲(chǔ)氫設(shè)備中，技術(shù)相對成熟，已經(jīng)具備商業(yè)化程度的一種儲(chǔ)氫設(shè)備。受燃料電池車帶動(dòng)，車載高壓儲(chǔ)氫瓶在未來十年將迎來快速發(fā)展期。

       原文標(biāo)題 : 儲(chǔ)氫瓶：推開萬億氫能賽道的第二重門