氢能产业链概览

氢能产业链的上游为氢的生产，主要包括4种技术路径，分别为电解水制氢、化石燃料制氢、工业尾气制氢以及其他方式制氢。

产业链的中游为氢能的供应，包括氢的储运与加氢，分别为高压储运、液氢储运、固态储运以及有机液态储运，加氢通过加氢站完成。

产业链的下游为氢能的利用，氢能的利用方式主要有三种：直接燃烧、通过燃料电池转化为电能以及核聚变。其中最安全高效的使用方式是通过燃料电池将氢能转化为电能。

氢能可以应用于电力、供热、交通等多个领域。

2060年“碳中和”的目标下，氢能源燃料电池汽车获得大力支持。

特别是在能量密度要求较高的中型和重型卡车领域，氢燃料电池汽车或将成为继锂电之后中国新能源汽车产业发展中的另一大重要发展方向。

作为氢气从生产到利用过程中的桥梁，储氢技术贯穿产业链氢能端至燃料电池端，是控制氢气成本的重要环节。

储氢：三种主要技术路径

氢气储运指的是氢气制成后运输往加氢站的过程，该过程是我国氢气实现超越燃油的成本优势的关键环节。

储氢系统是氢燃料电池汽车能量存储单元，主要有三种技术路径：高压储氢（通过提高氢气压力以减小体积，氢气为气态）；低温液化储氢（氢气为液态）和液体或固体储氢（利用液体或者固体对氢气的物理吸附或化学反应等作用，将氢储存于固体材料中，主要包括苯、合金储氢、纳米储氢）。

高压气态储氢：最成熟的储氢技术

气态氢储存是现阶段最成熟和主要应用的储氢技术，具有存储及取用快、能量损耗低的优点，且成本最低。

氢能基础设施的布局和建设，车载氢能动力系统的技术迭代，及储氢瓶的应用推广是燃料电池汽车产业商业化发展的重要突破口与关注点，直接影响燃料电池汽车的续航里程和生产成本。

以车载储氢瓶来看，高压气态储氢主要采用铝内胆纤维缠绕瓶（III型）、塑料内胆纤维缠绕瓶（IV型）作为容器。

从当前国内高压气态储氢国产化水平来看，在储氢容器基础材料方面，罐体材料实现了国产化，但是高性能碳纤维材料被日本及美国垄断。

在储氢容器生产工艺方面，碳纤维缠绕设备与高压罐体加工设备仍需进口，整体国产化率约50%左右。

国外III型、IV型车载储氢瓶技术成熟，IV型是市场中的主流产品，而我国应用以III型为主，且碳纤维等关键材料依靠进口，IV型产品还处于研发过程中。

从技术上来看，IV型瓶采用塑料内胆，相比III型瓶具有质量轻、储氢密度高、循环寿命高等优点，为国际车企的主流方案。

从成本上看，IV型瓶生产成本相比IV型瓶可节约10%以上，且更高的储氢密度可进一步提升车载储氢量、增加续航里程。

随着海外IV型瓶应用的成熟，近年来国内氢能发展趋势渐起。

2020年7月，涉及车载储氢系统的两项国标修改后正式实施，均将原范围中的工作压力不超过35MPa修改为70MPa，制约70MPa储氢罐发展的政策条件已经消除，IV型70MPa的气氢储罐发展已经具备政策基础。

据势银咨询，车载储氢瓶市场规模在2030年预计达到69亿美元，受中国市场庞大的重卡基数推动，十年内中国市场的车载储氢瓶市场份额预期提升至39%，成为全球最大的车载储氢瓶市场。

到2034年，随着IV型瓶批量生产，体积储氢密度提升至65g/L，储氢成本将大幅降低。

车载储氢系统长期趋势演变：

资料来源：罗兰贝格

车载储氢瓶市场格局

从国内车载储氢瓶市场格局来看，生产供应商主要是国富氢能、天海工业、斯林达安科、科泰克、中集安瑞科、中材科技、辽宁美托等企业，产品以35MPa III型瓶为主。

亚普股份、斯林达、中集安瑞科、京城股份、科泰克等企业已经开始进行IV型瓶的技术布局。佛吉亚、Hexagon等国外企业也对中国IV型储氢瓶市场加快开拓。

亚普股份自主研发的III型35MPa车载储氢系统正与相关方深度合作，产品将搭载成渝氢走廊项目进行示范运行；公司自主研发的IV型70MPa小容积车载储氢瓶正在搭载整车台架进行相关性能验证。

斯林达为国内70MPa车用储氢瓶技术代表，是国内第一家获得IV型储氢瓶制造许可的工厂；科泰克是是国内III型气瓶主要生产企业，也是车用氢气瓶和车载氢系统的主要供应商；中材科技现具备1-2万只35Mpa高压储氢瓶产能。

京城股份下属的天海工业公司推出具有完全自主知识产权的新一代车载储氢IV型瓶，目前已建成一条柔性化IV型瓶生产线；通过旗下附属公司中集氢能科技与Hexagon Purus 公司达成合营协议，成立高压储氢瓶合营公司和供氢系统合营公司。

预计未来3~5年内车用储氢系统仍然以高压气氢储罐为主，但将由III型35MPa向IV型70MPa气氢储罐过渡。

随着国内氢燃料电池汽车市场发展，IV型瓶有望对现有III型瓶进行部分替换。

低温液态储氢：未来重要发展方向

低温液态储氢是指在标准大气压下，将氢气冷却至-253°C形成液体，储存至低温绝热的液氢罐中，并装载于液氢槽车中进行运输。

从当前技术水平及实际应用来看，相较于国外70%左右的液氢运输，国内液氢还仅限于航天领域，国内民用受政策限制。

国内仅国富氢能、中科富海等部分企业在尝试低温液氢民用领域推广，过高的使用成本及安全法规问题限制了低温液化储氢技术的规模化应用。

从液态储氢核心设备及材料端来看，我国国产化程度相对较低，包括压缩机、膨胀机、高性能低温绝热材料、液氢储罐制造技术与装备等也尚依赖进口，国产技术有待进一步推进。

液态储氢为未来重要发展方向，未来可进一步探索混合工质预冷等技术降低液化成本。同时需研发大体积、低蒸发率的液氢储罐以降低储存成本。

氢液化装置：

资料来源：中科海富

继2019年3月氢能被首次写入政府工作报告后，国务院、国家发改委、国家能源局等多部门陆续印发了支持、规范氢能源行业的发展政策，主要包括氢能发展技术路线、氢能基础设施建设、燃料电池汽车发展等内容。

未来几年，我国储氢瓶市场将主要由燃料电池商用车推动。据目前各省市发布的氢燃料电池汽车投放量规划测算，2021-2025年我国氢燃料电池车载储氢瓶年新增市场需求的CAGR达到78%，市场前景广阔。

来源：乐晴智库精选