天海低温氢储罐相关专利获国家知识产权局受理，我国储氢瓶产业市场现状如何？
目前，氢能作为一种用途广泛，储量丰富，实用价值的绿色能源已广泛引起人们的关注，作为其储存载体的低温储罐制造也备受期待。北京天海低温设备有限公司作为储罐行业中规模化、科技化和有竞争力的制造企业之一，积极加入到液氢储罐研发行列，现已取得有效进展。
按照天海低温战略发展规划，在氢能项目组的组织和领导下，研发小组已持续开展设计图纸、选用材料、工艺验证和操作规程等工作。在研究过程中，小组成员们攻坚克难，经过多次图纸修改、讨论实验后，设计人员逐一完善细节，使储罐成功达到了质量要求。
截至目前，天海低温氢储罐项目中一个发明专利已经提交并被国家知识产权局专利局成功受理，其他两个发明也进入了撰写细化阶段。相信在不久的将来，一款全新产品将在天海低温各个部门的共同努力下进入市场，为广大客户提供更加丰富的服务，同时，也为天海低温的未来打下坚实的基础。
图源天海工业
储氢瓶简介
氢能的发展可有效地解决经济发展和生态环境间日益增长的矛盾。氢燃料汽车将处于氢能产业体系中核心地位，加快对氢燃料电池车的技术研发，大范围提高氢能源利用率，对于全世界形成以低碳排放为特征的工业体系具有重要意义。在氢能产业链中，储氢技术是氢能发展中不可或缺的一个环节，各种储氢技术已应用于氢燃料汽车。
燃料电池系统为燃料电池汽车产业的核心部件，车载高压供氢系统为燃料电池系统的关键子系统之一，是燃料电池汽车能量存储单元，用于储存以及向电堆提供氢气，其占据燃料电池汽车成本的 14%。车载高压供氢系统主要由III型储氢瓶组、管阀件、压力/温度传感器和控制系统等部分组成。车载储氢技术的改进是燃料电池车发展的重中之重，其存储体积、轻量化程度、安全性能很大程度上影响了燃料电池汽车的续驶里程和安全运行。
燃料电池汽车车载储氢技术主要包括高压气态储氢、低温液态储氢、高压低温液态储氢、金属氢化物储氢及有机液体储氢等，高压气态储氢是技术最为成熟的方式，且已率先实现大规模商业化应用。
在高压气态储氢中，根据储氢瓶材料不同，可将储氢瓶分为纯钢制金属瓶（I型）、钢制内胆纤维缠绕瓶（II型）、铝内胆纤维缠绕瓶（III型）和塑料内胆纤维缠绕瓶（IV型）4种。
如上图所示，从储运效率、轻量化、成本等角度出发，IV型瓶相较于III型瓶具备显著优势：
（1）III型瓶重容比在0.98左右，IV型瓶重容比在0.74左右；
（2）III型瓶储氢密度为3.9%，IV型瓶的储氢密度可以达到5.5%；
（3）IV型瓶单瓶气体容积可达到375升，可降低整个系统复杂性。
III型瓶的生产工艺流程如下所示。
注：停止点指工序暂停，确认前述工序合格，再进行下一道工序。
检查点指车间检验人员检查、复核的工序。
审核点指该工序的材料，需经过第三方或者监检检查确认。
见证点指根据国家特种设备法规要求，需当地质监局要现场见证的工序。
车载储氢瓶市场现状与供应商盘点
从我国现状来看，国内目前已经实现35MPa的III型瓶的规模化应用和70MPa的Ⅲ型瓶的示范应用，受限于我国技术储备现状，IV型车载储氢瓶尚未得到大规模推广应用。因此，我国车载高压供氢系统在技术水平尚落后于海外市场。数据显示，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%。
目前在储氢瓶领域，我国中材科技、佛吉亚斯林达、天海工业、中集安瑞科、丰辰氢能、奥扬科技、海控复材等多家公司展示了储氢瓶产品和技术解决方案，部分公司已将IV型瓶作为业务重点。
1、中材科技
中材科技股份有限公司（简称：中材科技）拥有完整的非金属矿物材料、玻璃纤维、纤维复合材料技术产业链，是我国特种纤维复合材料领域集研发、设计、产品制造与销售、技术装备集成于一体的高新技术企业。业务产品紧扣新能源、航空航天、节能减排等应用领域。
同时，中材科技是国内较早布局储氢瓶业务的公司，从2008年就开始从事高压储氢气瓶设计在氢燃料气瓶方面，公司率先研发完成国内最大容积165L及320L燃料电池氢气瓶，并投入市场形成销量。
据介绍，该公司已经成功掌握70MPa铝内胆碳纤维复合氢气瓶关键技术；启动投资氢气瓶生产线技改项目及站用储氢容器生产线项目。
现阶段，中材科技（苏州）拥有成都、苏州、九江三个生产基地，年产能超过70万只（氢气瓶产能3万只/年）。产品配套国内知名汽车制造企业和能源公司。
2、国富氢能
江苏国富氢能技术装备股份有限公司（简称：国富氢能）是我国比较成熟的氢能全产业链一站式供应商之一。从上游的氢气液化工厂工程项目的设计和装备提供，到中下游的储运配送，再到终端的供氢储氢设备，国富氢能均有大量涉足，并经验丰富。
国富氢能已经实现销售的车载高压供氢系统为35MPa和70MPa两种压力规格，其核心部件车载储氢瓶均由其自主研发、设计、生产。当前，国富氢能已完成7种容积规格的35MPa车载高压储氢瓶和2种容积规格的70MPa的车载高压储氢瓶的研发生产。
国富氢能产品具有以下优势：
（1）实现碳纤维在高压容器领域应用的国产化。与国内碳纤维企业进行共同技术开发，引领国产碳纤维在高压储氢瓶的应用。
（2）自主研发的树脂体系配方，安全、可靠。火烧试验国家标准为12分钟，国富氢能储氢瓶最大耐火时间可达到28分钟不爆炸。
（3）抗疲劳性能高。疲劳次数最高达可达2万次，高于1.1万次国家标准。
（4）采用一次缠绕工艺。实现生产自动化、连续性，产品表面光滑平整。
（5）实现轻量化设计。从缠绕工艺、结构设计、内胆强旋工艺、收口工艺等不断优化改进，以140L车载储氢瓶为例，国富氢能车载储氢瓶为74kg。
3、中集安瑞科
中集安瑞科控股有限公司（简称：中集安瑞科）当前已经成为第三代氢储瓶的主要供应商之一，且与世界一流的四型（“T4”）氢气瓶及系统技术和设计供应商HEXAGON共同成立合营公司，将为中国及东南亚快速增长的高压氢气储运提供三型和四型储氢瓶的生产和储运解决方案，以及供氢系统的生产。
2006年，中集安瑞科开始布局氢能业务，同样可提供氢能全产业链的整体解决方案，业务方面涵盖了氢能制、储、运、加全产业链的产品。
2020年5月，中集安瑞科通过与Hexagon的合作，涉足IV型瓶并将其引入中国市场，双方的合营公司于2021年第二季度开始Ⅳ型储氢瓶的生产设施建设。
2021年4月，中集安瑞科宣布，公司已获得超过1亿元人民币的车载供氢系统（包括车载储氢瓶和瓶组供氢系统）订单，正发力布局氢能重卡市场，稳步推进氢能重卡示范运营项目落地。同天内，中集安瑞科宣布考虑拆分公司，上市A股。
今年5月，中集安瑞科与Hexagon Purus之氢能合资公司中集合斯康氢能系统有限公司，与香港巴士营运商汇达交通亦签订谅解备忘录。根据谅解备忘录，中集合斯康初步将为香港首辆氢燃料电池双层巴士提供IV型车载储氢瓶及供氢系统。同时，若取得香港政府相关批准，合作双方将开展更多的氢燃料电池双层巴士试点。首阶段后，中集合斯康拟将与汇达交通深化合作，计划开发安全和高性能的IV型瓶供氢系统，以零排放解决方案替换汇达交通现有车队的燃料系统。
4、亚普股份
此前，塑料燃料系统集成供应商亚普汽车部件股份有限公司（简称：亚普股份）也宣布加入布局70MPa Ⅳ型储氢瓶“阵容”，助力国内燃料电池汽车商业化。
亚普股份表示正在研发中的Ⅳ型70MPa储氢气瓶已取得了阶段性进展，产品具有以下技术优势：
容量大。存储氢气压力达70MPa，且内胆壁厚相对更薄，因此相同外径下存储容量更大；
重量轻。内胆材料高分子聚合物，重量更轻，具有更高的储氢质量比；
耐疲劳。内胆材料为高聚物，耐温度和压力交变性能更好，因此具有长寿命的优势；
更安全。即使爆破也无碎片飞出，减轻事故伤害能力、无氢脆问题，维检简便；
耐腐蚀。Ⅳ型瓶对于环境腐蚀的敏感度更低。
5、北京科泰克
北京科泰克科技有限责任公司（简称：北京科泰克）是专业生产高压容器的高新技术企业。长期从事铝合金内胆、呼吸气瓶、车用复合气瓶、高压及超高压容器的设计、生产和销售。
此外，北京科泰克也是全国气瓶标准化委员会委员单位。
6、京城股份/天海工业
北京京城机电股份有限公司（简称：京城股份）拥有规模可观、技术水平先进的铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶的设计测试中心及生产线。所生产的70MPa高压铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶(储氢气瓶)已批量应用于氢燃料电池汽车、燃料电池备用电源领域。
2020年3月，京城股份发布非公开发行A股股票预案（二次修订稿），拟使用募集资金5200万元，用于Ⅳ型瓶智能化数控生产线建设项目，该项目生产的IV型瓶主要应用于作为氢能汽车与天然气汽车中的储气装置，7月份已经发行完成，去年已投入建设。
碳中和的大背景叠加冬奥会契机，京城股份推动氢能源应用全面提速，氢能产业正迎来高速增长期。公司紧抓机遇，成功获取并交付冬奥会项目储氢系统订单，为冬奥会火炬提供储氢系统。加大与整车厂的合作力度，为多家厂商提供公告样车用供氢系统，并完成小批量供货。
京城股份旗下拥有北京天海工业有限公司（简称：天海工业）等三家子公司。
北京天海工业有限公司（简称：天海工业）拥有8个专业气体储运装备生产基地，甚至还有一家汽车底盘改装基地，产品种类非常之丰富，包括800余个品种规格的钢质无缝气瓶、缠绕气瓶、碳纤维全缠绕复合气瓶（含车用）等等。
2021年5月17日，天海工业推出具有完全自主知识产权的新一代车载储氢气瓶——IV型瓶。该产品与同规格III型瓶相比重量可降低约30%，质量储氢密度更高，为氢燃料电池汽车提供了轻量化车载供氢系统新选择。
现阶段，天海工业所生产的35MPa III型瓶已批量应用于氢燃料电池汽车，并成功研制出70MPa高压储氢瓶，已通过产品认证，在示范样车上安装使用。
在Ⅳ型瓶方面，该公司已建成了一条柔性化Ⅳ型瓶生产线，可以根据车型的安装空间灵活设计气瓶长度和直径参数，使气瓶使用性能最优化。
目前生产线设计产能为年产10000支气瓶，后续会随市场需求而进行扩容。
7、丰辰氢能
丰辰氢能(广州)科技有限公司（简称：丰辰氢能）是我国氢能行业的新兴势力，也是美国Steelhead Composites在中国的唯一合作伙伴。后者是全球少数掌握全部四型储氢瓶研发制造核心技术的企业之一，在产品设计和生产工艺上有着大量的知识产权，一定程度上处于垄断地位。
8、奥扬科技
山东奥扬新能源科技股份有限公司（简称：奥扬科技）成立于2011年6月，经过多年的创新研发，公司已经掌握了IV型瓶的核心技术。
目前公司已经完成了多款IV型瓶产品的研发制造，完成了塑料内胆与金属瓶嘴密封性能专利、碳纤维缠绕技术。
在新能源-高压储氢（35Mpa、70Mpa铝合金内胆Ⅲ型储氢瓶，合作开发塑料内胆Ⅳ型瓶）、轻量化（材料轻量化、供气系统轻量化）、新材料（绝热纸、氧化钯）等技术领域均在进行着“产学研”合作。
9、佛吉亚斯林达
佛吉亚集团作为全球汽车零部件的头部企业，去年2月，佛吉亚收购了我国最大高压气瓶企业沈阳斯林达安科新技术有限公司的大部分股权，成立合资公司。
后者是我国老牌的专用气瓶生产企业，产品包括铝合金无缝气瓶、液化天然气车用瓶、压缩天然气环缠瓶、呼吸用碳纤维复合气瓶及新能源车用氢气瓶等。
早在2010年上海世博会上，斯林达展示的车用氢气铝合金内胆碳纤维全缠绕气瓶就已经成功应用，这也是我国少数能够生产70MPa储氢罐的企业之一。
2019年该公司52L的70MPa储氢罐，率先通过试验，并斩获上汽集团5年2亿元订单。
10、海控复材
海控复合材料科技有限公司（简称：海控复材）也是成立于2017年的“新血液”，主要从事复合材料制品、复合材料装备、自动化设备的研发、生产、销售。
在储氢瓶方面主要方向同样也包含Ⅲ型和Ⅳ型等多种产品。
碳中和大背景下，发展车载储氢瓶对于推动氢能源产业进步具有重要意义。华泰证券预测，未来，中国将成为全球最大的车载储氢瓶市场，2020-2050年中国储氢瓶市场规模合计有望达到3234亿元。
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编辑：戴戴联系邮箱：daixinxin@acmi.org.cn
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