未势能源IV型储氢瓶质量储氢密度突破6.1wt%！我国IV型储氢瓶市场现状如何？
文章来源：未势能源、全球氢能，全文转载请完整注明出处！
近日，未势能源自主研发的第二代70MPa-57L Ⅳ型储氢瓶取得突破性进展，质量储氢密度达到6.1wt%，超过美国能源部（DOE）设定的2025年质量储氢密度目标值5.5wt%，且优于当前国际市场主流品牌同类产品指标，达到世界领先水平，主要适用于氢燃料电池乘用车型车载储氢系统。
IV储氢瓶产品效果图，图源未势能源
基于市场不同场景、不同客户类型的应用需求，未势能源IV型储氢瓶全系产品规划已在同步推进中，工作压力覆盖35MPa和70MPa，包括 70MPa-23L、35MPa-210L等不同规格型号的产品序列，部分商用车载IV型储氢瓶质量储氢密度指标可达到6.8wt%，且全系产品均已实现关键核心技术100%自主可控，关键原材料（如碳纤维）与核心配套部件（如瓶口阀、内胆等）实现100%国产化，综合成本降低20%，且具备轻量化、长寿命、高安全等综合性能优势，并将于近期陆续发布，广泛适用于燃料电池乘用车、商用车（重型卡车、公交客车、冷链物流车）、船舶等多种场景及领域。
根据未势能源，其IV型储氢瓶具有以下特点：
瓶口部位金属阀座与阀门的转接头结构，摒弃常规繁杂的多部件结构设计，通过自主创新内胆、阀座密封结构与界面化设计，实现一体化“直连”。其中，金属阀座采用轻量化结构设计，外观曲线与内胆封头曲线光滑连接，充分考虑外界冲击时阀座与碳纤维复合材料的相互作用，做到防滑、防转，并配合有限元分析软件，在科学的安全系数下做到极致“轻量化”设计，重量较竞品减轻40%，并创新高性能“密封”解决方案，降低了氢气泄漏、渗透隐患，进一步提升了产品的安全性。
高压储氢气瓶结构示意图，图源未势能源
在碳纤维铺层设计方面，通过采用遗传算法、仿真模拟软件等科学设计方法，优化缠绕角度及铺层顺序，将碳纤维预浸带的纤维强度、韧性发挥到最大化，确保储氢瓶在氢燃料电池汽车整个生命运营周期的抗压性与可靠性。
在内胆成型技术方面，采用目前国内较少应用的注塑-焊接工艺，使得内胆厚度均匀性、尺寸稳定性达到行业较高水准。
干法缠绕工艺示意图，图源未势能源
首创性的采用预浸带“干法”缠绕工艺，产品性能指标的离散系数可控制在2-3%，缠绕效率较湿法提高80%以上，固化时间缩短30%，疲劳测试寿命＞44000次，在达到轻量化目标的同时，进一步确保碳纤维强度的发挥率、爆破强度和压力循环寿命一致性，有效解决内胆褶皱、屈曲等关键问题，大幅提升质量储氢密度、生产效率与质量，且缠绕过程无滴胶、漏胶等现象，生产环境更加友好，为后续规模化量产与市场供应，提供了有效的数据支撑与运营经验。
聚焦关键材料的开发与应用，未势能源联合国内多家知名高校、科研院所、供应链伙伴等共同开展深度合作，重点针对塑料内胆原材料的氢阻隔性，内胆在泄放过程中容易产生的鼓包、屈曲、塌陷，航天级铝合金的化学成分控制、热处理状态，碳纤维预浸带的加工及配套树脂的性能等共性技术“卡脖子”难题，逐层进行技术攻坚，从源头摆脱核心材料进口、高昂成本带来的应用局限。
目前，未势能源已陆续取得了包括内胆高分子原材料选型，高强度新型纤维预浸带与配套树脂配方等关键共性技术研发和应用验证，从源头上为储氢气瓶的力学优异性能、质量稳定性与国产化替代提供重要保障，具有重要的科学意义和工程应用价值。
此外，未势能源自主开发的第二代IV型储氢瓶系列，已陆续完成火烧试验、耐久性试验、使用性能试验等多个关键试验项目测试，生产线建设已进入尾声，“三新”评审相关工作正在有序推动中。
这也是未势能源聚焦氢能储运领域，以“卡脖子”技术为突破口，继70MPa储氢阀门产品之后取得的又一重大科研创新成果，标志着未势能源在储氢技术领域，从产品开发到应用，已具备成套储氢系统关键技术及核心部件设计、开发与制造能力，并将有助于未势能源拓展产业链供应端与应用端布局，进一步满足正在增长的高压氢气储运市场需求，为行业客户提供更专业、更优质、更具高性价比的解决方案，切实助推氢能储氢装备加速国产化替代，打开降本增效新空间。
我国IV型储氢瓶产业市场现状如何？
信息来源网络公开渠道，全球氢能整理
据业界统计，2022年中国市场车载储氢瓶需求量约为6.9万支，同比增长127.7%；2025年可达23万支，年复合增长率约为66%；2023可达224万支，年复合增长率约为61%。
碳中和大背景下，车载储氢瓶发展对于推动氢能源产业进步具有重要意义。相关人士预测，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。
基于此，储氢瓶企业在产能扩建方面持续加码。现阶段，国内III型车载储氢瓶较为成熟，基本不存在技术瓶颈，业界正朝着IV型瓶方向拓展，但碳纤维、阀门等核心零部件及材料仍需突破技术壁垒。
据全球氢能整理，除了上述未势能源，目前在储氢瓶领域，我国中材科技、申能集团、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、龙蟠科技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）是国内较早布局储氢瓶业务的公司，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、申能集团/浙江蓝能
上海申能集团旗下从事氢能及清洁能源产业的装备集成供应商和系统方案解决商浙江蓝能氢能科技股份有限公司（简称“浙江蓝能”）紧跟氢能大发展的趋势，积极进行新能源生态战略探索、产业布局和产品推广。
2023年1月10日，彼欧集团和浙江蓝能燃气设备有限公司联合宣布在上海成立一家合资公司（各占股50%），合资公司将为中国的商用车市场生产和提供Ⅲ型以及Ⅳ型高压储氢瓶及储氢系统。
合资公司将在上海嘉定分期投资建设首个生产基地，第一步将自2023年开始高压储氢系统的生产和销售，同时为满足不断增长的中国市场需求，合资公司还将建设一个年产可达6万支Ⅳ型高压储氢瓶的超级工厂。
面向未来，浙江蓝能继续倾力和专注于氢能储运装备技术和产品的升级、氢能产业链上下游产品和业务的拓展、IV型瓶和液氢储运装备等新兴领域的探索与实践，力争早日成为世界一流的氢能及清洁能源装备制造商和创新业务集成服务商。
3、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。
4、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。
2022年3月，中集合斯康III型IV型复材氢气瓶生产组装线落户河北石家庄。此外，2022年中集合斯康与汇达交通签订谅解备忘录，中集合斯康将推出搭载IV型车载储氢瓶及供氢系统的香港首辆氢燃料电池双层巴士。
5、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。
当前，亚普股份储氢系统已经在“成渝氢走廊”和河南城市示范群开始应用，正在逐步产生收益。
亚普股份表示IV型70MPa的储氢瓶还在研发阶段，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。
6、龙蟠科技
江苏龙蟠科技股份有限公司（简称“龙蟠科技”）成立于2003年，是国内销量领先的化学品上市公司，旗下的润滑油、冷却液、车用尿素等产品市场销量均位居前列。近年来，龙蟠科技加快向新能源领域转型，在磷酸铁锂正极材料领域，已经跻身头部行业之列，成为宁德时代等电池企业的供应商。
在IV型储氢瓶领域，龙蟠科技自主研发的多款不同规格样品瓶也已经试制成功。
2022年7月5日，新创氢翼与龙蟠氢能源签署全面合作框架协议，双方将重点在氢动力无人机所需的IV型储氢瓶领域进行深度合作，龙蟠氢能源将为新创氢翼定制开发无人机专用IV型储氢瓶产品，协助新创氢翼打造出行业领先的氢动力超长航时工业级无人机。
2023年1月7日，龙蟠科技（603906）下属子公司龙蟠氢能源在南京宣布，由龙蟠氢能源独立研发、制造的首个210升IV型储氢瓶样瓶正式试制成功。
此前，龙蟠氢能源已成功生产出60升规格、主要适用于燃料电池乘用车的IV型储氢瓶产品，本次推出的210升IV型储氢瓶产品，未来将主要面向以重卡为主的燃料电池商用车市场。
据了解，2023年，龙蟠氢能源IV型储氢瓶产品将由过去的实验研发，进入到与主机厂协同的产品定制开发阶段，龙蟠氢能源将与国内主流的燃料电池整车企业密切协作，争取能将成熟的IV型储氢瓶产品早日在国内市场开展实际应用。
7、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。
科泰克是国家车用氢气瓶产业化示范项目承担单位，主要生产检测设备采用自动控制技术。目前，科泰克已掌握35MPa储氢瓶制造技术。
8、京城股份
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。
2022年11月，京城股份（600860）发布公告披露非公开发行预案，拟募资不超11.72亿元用于氢能前沿科技产业发展项目。项目包括Ⅲ型瓶、Ⅳ型瓶及供氢系统产业化、氢能储运装备实验室建设和关键零部件研发中试线（氢阀门）三部分内容。项目达产后将形成年产各类Ⅲ型瓶8000 只、Ⅳ型瓶40000只。
9、天海工业
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。
2022年10月，天海工业390L车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶（Ⅳ型瓶）成功通过全部型式试验测试。
10、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。
11、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。
12、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。
作为国内70MPa车用储氢瓶技术代表，斯林达一直致力于车用氢瓶的研发和制造。从取得包含车用Ⅳ型储氢瓶的特种设备制造许可证时，实现了70MPa车用Ⅳ型储氢瓶的国产化的基础。
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。
13、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。
14、中国石化
2022年10月10日，我国首个万吨级48K大丝束碳纤维工程第一套国产线在中国石化上海石化碳纤维产业基地投料开车，一举破除我国碳纤维生产和装备受制于人的被动局面。
当前，上海石化正在自主研发碳纤维用于缠绕气瓶的制造工艺技术，其中，35Mpa气瓶已通过检测，未来将考虑形成一定规模的气瓶生产能力。同时，上海石化积极布局碳纤维在储氢领域技术研发，包括三型、四型瓶相关技术的开发，都取得了较大突破。
15、致远新能
2022年3月，长春致远新能源装备股份有限公司（简称“致远新能”）调整了募集资金建设项目，实施新项目“压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶生产线建设项目” ，新项目建成后可实现年产 3 万只铝内胆碳纤维全缠绕氢气瓶总成产能。
16、风润智能
2022年12月16日，登封市政府与风润智能装备股份有限公司（简称“风润智能”）举行合作项目签约仪式，成功签约中氢聚力氢能设备登封生产制造项目。项目总投资2亿元，共分两期建设，一期投资6000万元，生产制造第4代70MPa碳纤维缠绕储氢瓶。
END
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编辑：戴戴
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