電動(dòng)交通給汽車行業(yè)帶來(lái)了一場(chǎng)革命。純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、氫燃料電池汽車正逐漸贏得客戶的青睞。它們無(wú)需大型電池，避免了大量能源和資源的消耗。存儲(chǔ)方面，氫燃料電池汽車生產(chǎn)商更青睞以復(fù)合材料容器取代金屬容器來(lái)存儲(chǔ)氫氣。

“今年以來(lái)，全球大宗商品價(jià)格上漲趨勢(shì)明顯，壓力容器用碳纖維也不例外。與去年同期相比，今年進(jìn)口壓力容器用碳纖維價(jià)格已上漲了10%-20%左右，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)氫瓶生產(chǎn)成本已有所提高。”一位不愿具名的業(yè)內(nèi)人士告訴記者。

據(jù)多位受訪者介紹，近日，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)氫瓶用碳纖維供應(yīng)再度出現(xiàn)緊張。當(dāng)前正值全國(guó)各地紛紛布局氫燃料電池汽車，車載儲(chǔ)氫瓶需求火爆。碳纖維作為長(zhǎng)期“堵點(diǎn)”，氫能行業(yè)應(yīng)如何破局？

進(jìn)口碳纖維價(jià)格上浮

在目前主流氫燃料電池車中，氫燃料大多以35兆帕或70兆帕的工作壓力儲(chǔ)存于儲(chǔ)氫瓶中。儲(chǔ)氫瓶可分為以下四種：全金屬氣瓶(Ⅰ型)、金屬內(nèi)膽纖維環(huán)向纏繞氣瓶(Ⅱ型)、金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶(Ⅲ型)、非金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶(Ⅳ型)。目前，國(guó)內(nèi)車載儲(chǔ)氫瓶多為Ⅲ型，Ⅳ型仍處于研發(fā)階段，而國(guó)外車載儲(chǔ)氫瓶多為Ⅳ型。

碳纖維纏繞復(fù)合材料作為儲(chǔ)氫瓶的內(nèi)膽，是氫氣儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域必不可少的關(guān)鍵部件。然而，壓力容器用碳纖維技術(shù)多年來(lái)始終由日本、美國(guó)、韓國(guó)等國(guó)壟斷。

“雖然近幾年我國(guó)國(guó)產(chǎn)碳纖維產(chǎn)能明顯增長(zhǎng)，與三四年前相比，進(jìn)口碳纖維價(jià)格也出現(xiàn)了一定程度的下降，然而今年以來(lái)，受到新冠肺炎疫情影響，國(guó)外碳纖維生產(chǎn)和交付能力跟不上，同時(shí)全球各國(guó)也加大了氫能行業(yè)布局，推高了整體需求，導(dǎo)致今年進(jìn)口碳纖維價(jià)格出現(xiàn)明顯上漲。”一位不愿具名的氫能制造業(yè)內(nèi)人士表示。“目前多家儲(chǔ)氫瓶制造商都感受到了供應(yīng)緊缺的壓力，這對(duì)出貨情況肯定會(huì)造成不利影響。”

據(jù)了解，我國(guó)儲(chǔ)氫瓶使用的碳纖維約有一半由國(guó)外廠商供應(yīng)，日本東麗、日本東邦、韓國(guó)SK等化工產(chǎn)品廠商均是我國(guó)市場(chǎng)的主要供應(yīng)商。其中，日韓企業(yè)占據(jù)我國(guó)進(jìn)口儲(chǔ)氫瓶用碳纖維70%以上的市場(chǎng)份額。

據(jù)一位資深氫能業(yè)內(nèi)人士透露，近期日本東麗方面減少了對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的碳纖維供應(yīng)，采購(gòu)企業(yè)正面臨斷供風(fēng)險(xiǎn)。

碳纖維是目前“最大瓶頸”

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，今年以來(lái)，我國(guó)已有11個(gè)省份宣布將在“十四五”期間大力推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，另外也有十多個(gè)城市將氫燃料汽車納入未來(lái)規(guī)劃，氫能市場(chǎng)需求即將爆發(fā)。

根據(jù)華泰證券最新發(fā)布的預(yù)測(cè)，在2021年至2050年期間，我國(guó)儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到3234億元；受到氫能重卡等領(lǐng)域的需求推動(dòng)，未來(lái)我國(guó)很可能成為全球最大的車載儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)。多位業(yè)內(nèi)人士向記者表示，面對(duì)即將爆發(fā)的車載儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)需求，碳纖維已經(jīng)成為了目前氫能裝備制造業(yè)的“最大瓶頸”。

上述不愿具名業(yè)內(nèi)人士指出，從目前國(guó)內(nèi)高壓儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)供應(yīng)來(lái)看，制造廠家的產(chǎn)能布局已遠(yuǎn)超過(guò)需求。“北京天海、國(guó)富氫能、科泰克、沈陽(yáng)斯林達(dá)、成都中材科技、中集能源等制造商均已開(kāi)辟了成熟的儲(chǔ)氫瓶產(chǎn)線。然而，50%依賴進(jìn)口的碳纖維卻成為了阻礙產(chǎn)能發(fā)揮的‘絆腳石’。”

“一方面，盡管國(guó)內(nèi)生產(chǎn)碳纖維的廠家很多，但不是所有廠家都能供貨給儲(chǔ)氫瓶，高壓容器用碳纖維需要特定的機(jī)械性能，技術(shù)壁壘相對(duì)較高。同時(shí)，國(guó)內(nèi)碳纖維生產(chǎn)廠家沒(méi)有預(yù)料到氫能產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)，從產(chǎn)能上看尚不足以滿足需求。另一方面，國(guó)產(chǎn)碳纖維的品質(zhì)控制仍存在問(wèn)題，國(guó)產(chǎn)碳纖維產(chǎn)品質(zhì)量仍不穩(wěn)定。在高壓容器用儲(chǔ)氫瓶制造過(guò)程中，制造廠商本身需要滿足嚴(yán)格的安全要求，材料生產(chǎn)以及制造工藝都有較大的難度，這也都為我國(guó)本土碳纖維生產(chǎn)商帶來(lái)了挑戰(zhàn)。”某氫能研究專家告訴記者。

目前車載儲(chǔ)氫瓶中的主流產(chǎn)品仍是35兆帕三型瓶以及35兆帕四型瓶，同時(shí)容量更大、性能更優(yōu)的70兆帕四型瓶也進(jìn)入了各大生產(chǎn)廠商的研發(fā)計(jì)劃之中。業(yè)界普遍認(rèn)為，隨著高壓儲(chǔ)氫瓶的更新?lián)Q代，碳纖維用量預(yù)計(jì)將進(jìn)一步上漲。

“除了碳纖維本身的性能外，影響碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的性能還有膠和樹(shù)脂的配方，并且涉及到復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程和固化工藝。但近年來(lái)，國(guó)內(nèi)碳纖維行業(yè)發(fā)展十分迅速，與美、日等國(guó)的差距已在不斷縮小。”

上述業(yè)內(nèi)人士告訴記者，“在龐大的市場(chǎng)需求面前，目前已有越來(lái)越多制造商進(jìn)入碳纖維這一領(lǐng)域，部分現(xiàn)有的碳纖維廠商也開(kāi)始了轉(zhuǎn)型，預(yù)計(jì)未來(lái)一至兩年內(nèi)我國(guó)碳纖維供應(yīng)緊缺的情況將有所緩解。”

目前上海石化、中復(fù)神鷹等制造企業(yè)已開(kāi)啟碳纖維國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)程。今年6月4日，中國(guó)石化所屬上海石化全資注冊(cè)成立上海金山石化碳纖維有限責(zé)任公司，正式進(jìn)入碳纖維新材料、下游復(fù)合材料等領(lǐng)域。

京城股份下屬的天海工業(yè)公司于2021年5月17日宣布，推出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代車載儲(chǔ)氫氣瓶——IV型瓶。該產(chǎn)品與同規(guī)格III型瓶相比重量可降低約30%，質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度更高，為氫燃料電池汽車提供了輕量化車載供氫系統(tǒng)新選擇。此外，公司所生產(chǎn)的35兆帕高壓鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞復(fù)合氣瓶（儲(chǔ)氫氣瓶）已批量應(yīng)用于氫燃料電池汽車領(lǐng)域。

中集安瑞科去年宣布與IV型儲(chǔ)氫瓶領(lǐng)域國(guó)際巨頭挪威Hexagon通過(guò)“云簽約”的方式，在線簽署了《戰(zhàn)略合作意向書(shū)》。根據(jù)意向書(shū)，雙方將優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，共同拓展中國(guó)氫能儲(chǔ)運(yùn)裝備市場(chǎng)。

未來(lái)中國(guó)將成全球最大的車載儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)？”

行業(yè)統(tǒng)計(jì)顯示，2021-2050年，國(guó)內(nèi)加氫站對(duì)應(yīng)累計(jì)設(shè)備新增投資額有望達(dá)到830億元。據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》規(guī)劃顯示，到2025年我國(guó)加氫站的建設(shè)目標(biāo)為至少1000座，到2035年加氫站的建設(shè)目標(biāo)為至少5000座。 　

分析師則預(yù)測(cè)，中國(guó)將成為全球最大的車載儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)，2020-2050年中國(guó)儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)有望達(dá)到3234億元。此外，勢(shì)銀咨詢研究表明，車載儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)規(guī)模在2030年預(yù)計(jì)達(dá)到69億美元，受中國(guó)市場(chǎng)龐大的重卡基數(shù)推動(dòng)，十年內(nèi)中國(guó)市場(chǎng)的車載儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)份額預(yù)期提升至39%。考慮到一輛車車載氣瓶在3-6個(gè)不等，如按規(guī)劃2025年燃料電池車保有量為10萬(wàn)輛，則儲(chǔ)氫瓶年需求約為30.95萬(wàn)個(gè)，2020-2050年中國(guó)儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)有望達(dá)到3234億元。

由于我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)推廣緩慢，早年事故頻出，導(dǎo)致此前儲(chǔ)氫瓶應(yīng)用受阻。同時(shí)，我國(guó)對(duì)儲(chǔ)氫瓶制造工藝中的很多環(huán)節(jié)尚缺乏標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)手段、上游關(guān)鍵材料碳纖維由國(guó)際企業(yè)把控，也導(dǎo)致國(guó)內(nèi)市場(chǎng)缺乏有效供給。但這正給了整個(gè)產(chǎn)業(yè)以足夠大的想象預(yù)期和落地空間。

目前，多家整車公司和專業(yè)制造公司已開(kāi)展前瞻性布局和技術(shù)突破，預(yù)期在未來(lái)3-5年中，儲(chǔ)氫瓶這一細(xì)分行業(yè)必將迎來(lái)蓬勃發(fā)展。隨著中復(fù)神鷹、威海光威等新建產(chǎn)線陸續(xù)投產(chǎn)，國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)能將逐漸釋放，屆時(shí)必將填補(bǔ)IV型氣瓶生產(chǎn)領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)化替代的空白。

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原文始發(fā)于：復(fù)合材料車載儲(chǔ)氫瓶，這一波機(jī)遇不能錯(cuò)過(guò)