新版IV型储氢瓶国家标准明年实施

新版Ⅳ型储氢瓶国家标准明年实施，国内储氢瓶产品将陆续产业化。IV储氢瓶的企业标准和集团标准已于2020年发布，但由于国内IV储氢瓶的安全问题备受争议，国家标准出台缓慢。随着国内IV瓶研发水平的提高，IV瓶控制逐步自由化。2023年5月，国家标准管理委员会正式发布了《汽车压缩氢塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶》“国标”根据问题，预计未来四型瓶产品将陆续取证上市。

表 1：IV储氢瓶标准

资料来源:橘子研究院整理:

IV储氢瓶简介

储气瓶作为高压气态储氢的储存容器，已开发出从I型储氢瓶到IV型储氢瓶的四代产品，其中I型储氢瓶、II型储氢瓶主要用于加氢站和高压长管拖车的运输。、氢燃料电池汽车采用IV储氢瓶，国外正在研究V型瓶尚未商业化，国内处于空白状态。

根据工作压力，车载高压储氢瓶一般分为35和70MPa。目前70MPa Ⅳ型储氢瓶广泛应用于国外，国内市场采用35MPa Ⅲ型储氢瓶是主流，70MPa Ⅲ型储氢瓶处于推广期，Ⅳ型瓶从实验研发进入产品开发阶段。

IV型高压储氢瓶是一种可重复充装的气瓶，由塑料材料制成，用作高压储氢容器的内胆，外层用碳纤维包裹，固定在道路车辆上作为燃料箱。复合塑料主要由复合塑料衬里、金属接头、碳纤维缠绕层、外保护层和密封结构组成，其中复合塑料用于气体密封，碳纤维具有承载功能。因为IV型瓶在高压下更有优势，70MPa IV型瓶是行业的主要研究方向。

图 1：IV型瓶结构

资料来源:橘子研究院整理:

1.1 IV储氢瓶产业链上下游上下游

IV储氢瓶产业链上游为尼龙材料、纤维材料、树脂等原材料、阀门、各种传感器等部件；中游为生产制造，主要包括内胆、罐体、内胆成型工艺；下游主要用于燃料电池车。目前，碳纤维和瓶口阀门依赖进口。在碳纤维方面，主要从日本东丽、韩国小星等日韩企业进口。国内碳纤维供应商主要包括中复神鹰、光威复合材料、江苏恒神等。

图 2：IV型瓶产业链

资料来源:橘子研究院整理:

1.2 IV型瓶 VS III型瓶

IV型瓶具有重量轻、耐氢脆腐蚀、压力高、储氢质量比高、寿命长等优点。IV瓶采用塑料内胆，耐氢脆腐蚀性好，产品安全性高，韧性和变形协调性强，产品疲劳寿命超过4.5万次；工作压力可达70MPa 储氢密度为49g/L，重量体积比0.3-0.8kg/L，储氢密度高于同规格III型瓶，使用寿命为15-20年，长度较短，重量较轻，为不同车型的轻量化、节能降耗、安装提供保障。

表 2：III型和IV型储氢瓶的特性比较

资料来源:橘子研究院整理:

IV型储氢瓶的制造成本低于III型储氢瓶，具有很强的市场吸引力。Ⅳ储氢瓶的成本取决于外包碳纤维复合材料。储氢质量为5.6公斤35和70MPa IV储氢瓶的制造成本分别为2865、3490美元，其中Ⅳ储氢瓶碳纤维复合材料的成本占总成本的75%以上，阀门占7%-9%，氢气仅占0.5%-0.6%。由于与大量金属铝材料相比，III型瓶使用的聚合物聚合物价格低，用量少，成本低于III储氢瓶3084的相应成本、3921美元。

图 3：35MPa 成本构成IV储氢瓶             

数据来源：中国科学院宁波材料研究所特种纤维材料部

图 4：70MPa 成本构成IV储氢瓶

数据来源：中国科学院宁波材料研究所特种纤维材料部

1.3 IV瓶国产化需要突破关键技术问题

塑料内胆成型技术、基于塑料内胆的复合材料缠绕技术、超高压氢气密封技术和损伤检测技术是车载IV瓶定位突破的关键技术问题。

表 3：IV瓶技术问题

数据来源：70MPa车载IV储氢气瓶关键技术及标准化研究

二、IV储氢瓶市场前景广阔

2.1 车载储氢瓶市场规模不断扩大，映射了IV储氢瓶的巨大发展潜力

随着氢燃料电池汽车的推广和普及，全球和中国汽车对储氢瓶的需求逐年上升。2022年，全球汽车储氢瓶市场需求达到34.5万辆，约占全球20%，为6.9万辆，比去年增长了127.8%。预计到2025年，全球车载储氢瓶市场需求将以28.7%的速度增长到80.5万个，中国年均速度将以69.7%的速度增长到23万个。2022-2025年，全球和中国车载储氢瓶市场规模分别为8.4% 、43.8%的速度是120.8、24.2亿元增长至161亿元、46亿元。

图 5：全球和中国车载储氢瓶需求(支、%)

数据来源：橙色研究所整理

图 6：全球和中国车载储氢瓶市场规模(亿元，%)

数据来源：橙色研究所整理

2.2 储氢瓶碳纤维的使用量不断增加

与Ⅲ与型储氢瓶相比，型储氢瓶，Ⅳ型瓶碳纤维用量超过10%，70MPa储氢瓶碳纤维用量超过35MPa10%。重型卡车一般需要6-8个储氢瓶，乘用车需要2-3个储氢瓶。在高范围和大容量的要求下，储氢瓶过渡到70MPa Ⅳ型瓶意味着碳纤维的消耗量更大。下表列出了70MPa企业的一些代表 Ⅳ平均使用碳纤维复合材料的型瓶碳纤维复合材料量超过80kg。

表 4：70MPa IV型车载储氢瓶碳纤维复合材料使用量

数据来源：橙色研究所整理

三、龙头企业前瞻布局 扩产计划规模巨大

目前，中国十多家龙头企业正在关注IV瓶的研发和生产。中集安瑞科、天海工业、斯林达安科、奥阳科技等气体储运设备制造企业最为突出。龙盘科技、无势能源、亚普等汽车配套企业、中材科技、金博、山东通佳机械等复合材料制造企业也在积极布局；主要通过技术引进和自主研发，其中，集安瑞科、斯林达安科、浙江蓝能、丰辰氢能等企业与国外公司合作，推动IV储氢瓶制造。

表 5：国内IV型储氢瓶生产企业动态

资料来源:橘子研究院整理:

从国内主要IV瓶生产厂家现有和规划生产线产能来看，总产能已超过33万，规模惊人。

表 6：现有的国内主要IV型瓶企业和规划生产线产能

资料来源:橘子研究院整理:

从IV瓶企业分布区的角度来看，它呈点分散布局，尚未形成产业集群，主要分布在上海、江苏、广东和环渤海，具有燃料电池汽车产业基础扎实、企业研发实力强、政策支持强的特点。

图 7：IV型储氢瓶产业布局布局

资料来源：橙色研究所

四、国内部分企业IV型瓶产品情况

4.1 集中集安瑞科IV型瓶车供氢系统

数据来源：橙色研究所研究数据

4.2 天海工业IV型瓶典型产品参数

数据来源：橙色研究所研究数据

4.3 佛吉亚斯林汽车氢塑料内胆碳纤维完全缠绕气瓶

数据来源：橙色研究所研究数据

4.4 龙盘氢能汽车压缩氢塑料内胆碳纤维完全缠绕气瓶

数据来源：橙色研究所研究数据

五、总结

IV瓶具有重量轻、体积大、成本低等优点，已成为储氢瓶行业的发展热点。工业市场前景乐观，但仍存在碳纤维、密封材料等关键材料进口定位不足、关键技术需要突破、制造工艺缺乏评价和检测手段等问题。目前，以储运设备制造商为主的少数市场实体率先布局IV储氢瓶，开始研发、试验、生产线建设等前期准备工作。现有和在建产能规模巨大。此外，IV瓶推荐国家标准将于明年6月实施，国内产能准备就绪。