车载储氢系统市场：高水平、低成本才是未来

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文章来源：全球氢能

随着氢燃料电池汽车的迅速发展与产业化，车载储氢技术引发了越来越多的关注。

车载储氢系统是燃料电池车的重要组成部分，如图1所示，包括高压储氢瓶、集成瓶阀、加注口、单向阀、过滤器、减压阀、高压与低压压力传感器、氢气管路等零部件，其主要功能是为燃料电池系统提供具有稳定压力和流量的氢气。美国能源部DOE先后提出车载储氢技术研发目标，其终极目标必须达到质量储氢密度为7.5%，体积能量密度为70g·L^-1，操作温度为40~60℃。

图1 氢燃料电池汽车车载储氢系统示意图

储氢技术是氢能应用走向规模化的关键。目前，常见的储氢方式有三种：气态储氢、液态储氢、固态储氢。其中，高压氢气瓶储氢为目前最主要的气态储氢方式。三种储氢方式对比如下图所示。

图2 三种典型储氢方式对比

当前，高压气态储氢技术成熟，应用广泛，车用储氢容器承压已从35MPa提升到70MPa。其车载用储氢罐装备方面，35MPa高压储氢罐目前已经是成熟产品，国内生产的氢燃料电池汽车配备的储氢罐主要以35MPaⅢ型瓶为主；而IV型高压储氢罐，国外已经实现在车用领域70MPa的应用，但国内的研究还处于起步阶段，相关使用标准尚未制订。

因此，我国车载储氢领域，未来主要的研发方向在高质量的碳纤维材料和更轻、承压能力能强的高压储罐上，研制出安全可靠、低成本和大容量的车载储氢容器。

图3 碳纤维高压储氢瓶

近年来，全球氢燃料汽车市场增长迅速，燃料电池汽车销量及保有量大幅增长。根据统计，2021年全球氢能源汽车销量达16313辆，同比2020年增长68%，截止2021年保有量已达49562辆。

图4 2017-2021国内燃料汽车产销量，数据来源中汽协

根据中汽协数据，从中国市场来看，氢燃料汽车近五年整体呈产销量上升趋势。2017-2019年产量复合年均增长率达到50%。2020年受到疫情的影响数据有所下降，2021年销量达1586辆，同比2020年增长35%左右。

此外，据工信部数据显示，2022年前三个月中国氢能源汽车产销量分别为856辆和738辆，同比分别增长7.2倍和3.9倍。从各个示范城市群的规划目标来看，到2025年，预计可以推广超3.8万辆氢燃料电池汽车。再加上国内其它地区的氢燃料电池汽车推广规划，到2025年，我国氢燃料电池汽车总计规划推广数量达6.6万辆。同时，结合3月底国内氢能顶层设计氢能产业中长期发展规划的落地，可以预测，行业或将迎来爆发期。

国内车载储氢系统市场随着燃料电池汽车产业成熟而快速增长，同时，市场格局从集中逐渐走向分散。据统计，2021年中国车载储氢系统市场规模为9亿元，同比增长12.50%。预计未来市场保持快速增长趋势，2025年市场规模达到48亿元。2021年中国车载储氢系统出货量前五企业集中度（CR5）为80.23%，相较2020年下降7.33pct，比2019年下降17.31pct。2020~2021年前三家分别为国富氢能、舜华新能源、科泰克。2019~2021年国富氢能市占率从43.7%下降到37.9%，保持第一，逐年略有下降。

图5 2019-2021车载储氢系统行业集中度变化，数据来源华经产业研究院

就储氢罐市场结构而言，目前我国车载储氢方式大多为35MPa碳纤维缠绕III型瓶，70MPa碳纤维缠绕III型瓶也已少量用于国产汽车中，国外氢燃料电池汽车已经广泛使用70MPa碳纤维缠绕IV型瓶。

据GGII调研统计，2021年中国市场氢燃料电池车载储氢系统出货4129套，同比上年增长67.85%；车载储氢瓶出货量为30284支，同比上年增长122.43%。预计2022年国内氢燃料电池汽车销量在1.1万辆，对应车载储氢系统配套数量将达到1.1万套。

当前，车载储氢技术取得了快速发展，高压气态储氢、低温液态储氢、高压低温液态储氢、固体金属储氢及有机物储氢已在车载储氢中有应用案例，气态储氢技术也已经大规模商业化应用。随着政策的不断完善与研究的不断深入，未来，车载储氢技术将会向高水平、低成本方向等发展，在氢燃料电池汽车领域开拓新的局面，为全球的绿色低碳经济做出贡献。

参考资料

[1]丁镠,唐涛,王耀萱,康宁,许鑫.氢储运技术研究进展与发展趋势[J/OL].天然气化工—C1化学与化工:1-6[2022-04-19].

[2]华经产业研究院-《2021年中国车载储氢系统行业现状》

[3]GGII-《中国车载储氢瓶及系统市场“全景”》

[4]徐达成,高怡晨,谢欢.氢燃料电池混合动力车制氢和充电技术的现状与展望[J].世界科技研究与发展,2020,42(05):483-492.

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 编辑：戴戴联系邮箱：[e-mail]

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