储氢瓶产品升级、迭代,新力量进入
业内熟知的储氢气瓶本土企业主要有:中材科技、国富氢能、北京科泰克、北京天海工业、沈阳斯林达、中集安瑞科,国内氢燃料电池汽车搭载的III型储氢气瓶全部由本土企业配套提供。
因IV型气瓶在国内长期被禁用,相关的研究开发工作告停。当IV型气瓶的呼声渐高、标准逐渐放开之时,本土企业因技术积累较少有些措手不及,国外力量凭借丰富的技术经验入局市场。
国内其它领域的新生力量悄然进入,比如海控复合材料凭借液化石油气(LPG)IV型气瓶生产制造经验入局,山东奥扬在液化天然气(LNG)制造方面也有丰富的经验。
安全监管试验多,取证慢
为适应储氢气瓶的发展需要,气瓶标准化技术委员会车用高压燃料电池气瓶分委会做了系列工作。
2017年III型气瓶标准GB/T 35544-2017《车用压缩铝内胆揣纤维全缠绕气瓶》颁布,III型储氢气瓶得到应用并国产化且相对成熟,主流储氢气瓶企业7-8家,产品从35MPa到70MPa,水容积也逐渐增大,目前大的为213L。
轻量化需求使得IV型气瓶逐渐走入人们的视野。在此背景下,分委会在液化石油气LPG上进行试点,LPG-IV型团体标准T/CATSI 02 005-2019《液化石油气高密度聚乙烯内胆玻璃纤维全缠绕气瓶》,2020年团体标准T/CATSI 02007-2020《车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶》颁布。
标准解决塑料内胆、瓶阀座与塑料内胆连接接头、密封件(材料及试验)、气瓶试验的关键问题,气瓶试验总共18项,其中常温渗透试验、扭矩试验是IV型储氢气瓶特有的,氢气循环试验、常温压力循环试验、气密性试验内容有别于III型气瓶。
目前,能开展氢循环试验、氢渗透试验相关机构较少,的机构是合肥通用机械研究所,但测试台数量有限。
据了解,不少储氢气瓶企业都在排队等候,取证速度较慢,目前IV型储氢气瓶仅佛吉亚斯林达取得证书。
核心材料碳纤维国外供应收紧,国产化能力不足
III型和IV型气瓶除内胆材料不同外,都采用碳纤维全缠绕工艺,碳纤维重量占比高可达57%,因工作压力高,对碳纤维的规格要求也高。
据调研,国内主流气瓶生产企业原材料碳纤维主要依赖进口,近两年逐渐开始国产化小批量替代,国内主要的碳纤维供应商有中复神鹰、光威复材、中简科技等。
据了解,从今年初开始,日本东丽收紧碳纤维供应,国内供应商在优先满足航天军工领域应用需求的前提下,仅有少部分产品可以供应气瓶市场。气瓶生产企业订单压力较大。
未来,随着氢燃料电池汽车的推广应用,预计储氢气瓶领域会是较大的增量空间,单辆汽车气瓶用碳纤维用量按60kg计算,50万辆车的碳纤维用量将达到30000吨,这无疑给国内碳纤维企业带来了巨大的挑战。随着中复神鹰、威海光威等新建生产线陆续投产,国内碳纤维产能将逐渐释放,届时必将填补IV型气瓶生产领域国产化替代的空白。