产业掘金:储氢瓶赛道是否具有发展潜力?
2021年底,氢能产业日趋火热备受瞩目。国家级和各地支持氢能发展的政策陆续落地,在多地政策利好支持下,氢能发展的高增长可以预期。氢能产业链可分为制氢、储运、应用三大环节,其中储运是实现高效利用氢能的关键。有关机构分析,氢气储运的成本占总成本约30%,经济高效将是其发展的必然趋势。
储氢瓶或将会成为氢能产业风口
2021年7月,国家发展改革委、国家能源局联合发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,特别提到“以需求为导向,探索开展储氢、储热及其他创新储能技术的研究和示范应用”。
2022年年初,氢能储存技术又有新突破——德国电子同步加速器团队开发出一种创新方法,能将氢储存在由贵金属钯制成的直径仅为1.2纳米的微小纳米粒子中。负责人表示,下一步将实验该种方法可达到怎样的储存密度。
据了解,针对氢气反应性强、易泄露等特点,目前全球主要有三种储氢方法:高压气态储氢、液态储氢和固态储氢。其中高压气态储氢技术比较成熟,也是国内主推的储氢方式,通常以储氢罐、车载储氢罐等形式存在。有业内统计机构预测,2021年-2025年中国国内的车载储氢瓶市场平均年增速将高达78%,届时国内将成为全球最大的车载储氢瓶市场。
现阶段,我国立足气态储氢充放氢气速度快、容器结构简单等优点,推进碳纤维缠绕高压氢瓶的开发应用,已实现了高压气态储氢瓶由固定式应用向车载储氢应用的转变。国外IV型瓶已成为主流技术,如上图所示,国内正由III型35MPa向IV型 70MPa 技术过渡。国产 IV 型瓶技术取得突破,将带动碳纤维需求提升。
当前高压氢气瓶主要分为四个型号:
I 型全金属气瓶(纯钢材)
II 型钢制内胆纤维缠绕气瓶
III 型金属内胆纤维缠绕气瓶
IV 型塑料内胆纤维缠绕气瓶。
其中,I型、II型气瓶由于质量过大、储氢密度低,难以满足氢燃料电池汽车的储氢需求,主要用于工业、加氢站等固定地点用途。而III型、IV型气瓶采用了纤维全缠绕的方式,具有质量轻、储氢密度高、安全性高等优点,已经被广泛应用于车载领域。
目前,国内主要采用III型储氢瓶(35MPa),相较于国际主流的IV型 70MPa 高压储氢瓶仍存在一定的技术差距,但在2020年末我国国产IV型瓶技术取得了重大突破。沈阳斯林达安科新技术有限公司生产的70MPa氢气瓶,已经通过型式检验,各项参数均满足《车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶》国家标准,成为国内首家IV型瓶通过技术评审的企业。相同体积下,压力与储氢量成正比,IV型瓶成为氢燃料电池汽车的首选储氢瓶,续航里程可以有效提高。根据中科院宁波材料所特种纤维事业部的数据,氢能商用车携带4个储氢瓶,单个储氢瓶碳纤维用量约80Kg;乘用车携带2个储氢瓶,单瓶碳纤维用量为37.5kg。在燃料电池汽车示范应用政策的推动下,我国氢燃料电池汽车保有量将会逐步增加,从而带动碳纤维需求的大幅提升,储氢瓶或将成为氢能产业风口。
氢能产业中游具有广阔发展空间
根据资料,当前,虽然我国储运市场的储氢罐市场前景很大,但是国内储运氢市场的产能和产量都较小。其中,中材科技市值在500亿以上,产能为2万只氢气瓶;中集安瑞科,市值230亿左右,规划在建产能10万只储氢瓶的生产线;京城股份,市值100亿左右,但是2019年销售量为2700只,2020年销售量为3594只。
以上公司大部分具备30MPa和35MPa的储存装置的生产能力,部分公司掌握70MPa的关键技术。可见,当前二级市场主营储氢罐的上市公司市值均偏小,市值较大的也仅有中材科技,市值在500亿左右。
不难发现,目前关键储氢设备领域的上市公司估值相对处于低位,而且具有一定的技术壁垒,由此推测,氢能产业中游发展机会和潜力较大,具有广阔的发展前景。
随着世界各国对开发利用氢能源的重视,储氢必将成为氢能利用产业的关键。高压气态储氢作为目前唯一商用的储氢技术,自1970年以来已经得到了长足的发展。其中高压储氢气瓶正不断朝着轻质高压、高质量/体积储氢密度方向发展。同时随着纤维复合材料、聚合物材料以及缠绕设备、缠绕技术的更新升级,高压储氢气瓶必将更大地拓展其应用场景。但在气瓶性能不断提升的同时,还需要进一步对高压储氢气瓶的氢脆现象、失效机制进行研究,对气瓶的生产、测试等进行标准化,不断提升高压储氢气瓶的安全性能。
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本期责任编辑:戴欣馨
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