2021年中國高壓氣態(tài)儲氫市場現(xiàn)狀分析

2021年中國高壓氣態(tài)儲氫市場現(xiàn)狀分析一、高壓氣態(tài)儲氫產(chǎn)業(yè)基本概述1、儲氫技術(shù)分類情況目前主要儲氫技術(shù)包括物理儲氫、化學(xué)儲氫及吸附儲氫三大類別。物理儲氫技術(shù)主要以單純改變氫壓力、溫度等條件提高氫氣密度，或通過物理吸附作用將氫氣儲存在金屬合金等儲氫材料中的技術(shù)，常見的包括高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)及低溫液態(tài)儲氫技術(shù)。其中，高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)為目前發(fā)展最為成熟、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。液態(tài)儲氫為未來重要發(fā)展方向，但目前技術(shù)主要應(yīng)用于航天領(lǐng)域，國內(nèi)民用受政策限制。2、基本特點(diǎn)高壓儲氫主要利用氣瓶作為儲存容器，對于儲氣瓶，全球呈現(xiàn)出從I型儲氫瓶到IV型儲氫瓶的技術(shù)發(fā)展趨勢。目前最為成熟且成本較低的技術(shù)是鋼制氫瓶和鋼制壓力容器，如目前工業(yè)中廣泛采用20MPa鋼制氫瓶，并可與45MPa鋼制氫瓶、98MPa鋼帶纏繞式壓力容器進(jìn)行組合應(yīng)用于加氫站，但鋼制氫氣瓶重量大，并不適宜汽車用。目前車用高壓儲氫瓶的國際主流技術(shù)通過以鋁合金/塑料作為內(nèi)膽，外層則用碳纖維進(jìn)行包覆（即III型、IV型瓶），提升氫瓶的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并盡可能減輕整體質(zhì)量。二、高壓氣態(tài)儲氫發(fā)展背景國家層面：氫能成為“十四五”期間重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，《“十四五”規(guī)劃綱要》將氫能及儲能設(shè)立為未來產(chǎn)業(yè)，將實(shí)施未來產(chǎn)業(yè)孵化與加速計(jì)劃。地方層面：各地?fù)屪淠墚a(chǎn)業(yè)布局，目前已有京津冀、長三角、珠三角、山東等30余個(gè)省市級的氫能發(fā)展規(guī)劃相繼出臺。整體政策氫能行業(yè)整體發(fā)展，儲氫需求前景廣闊。三、高壓氣態(tài)儲氫產(chǎn)業(yè)鏈1、產(chǎn)業(yè)鏈整體簡析就我國高壓氣態(tài)儲氫行業(yè)整體產(chǎn)業(yè)鏈而言，上游主要是各類原材料和生產(chǎn)設(shè)備，主要材料包括傳感器、碳纖維材料、鋁材等金屬材料和Ⅳ型瓶所需的樹脂材料。重要主要為國內(nèi)國外高壓儲氫瓶生產(chǎn)制造企業(yè)，其中國內(nèi)企業(yè)包括中材科技、中集安瑞科、天海工業(yè)、科泰克和國富氫能等。下游應(yīng)用主要包括加氫站和染料電池2、上游端就上游成本結(jié)構(gòu)而言，以我國廣泛應(yīng)用于氫燃科電池車的35Pa儲氫Ⅲ型瓶為例，碳纖維復(fù)合材料占生產(chǎn)成本的62.5%,碳纖維價(jià)格基本決定了儲氫瓶成本，目前Ⅲ、Ⅳ型儲氫瓶瓶身材料以碳纖維復(fù)合材料為主,因其高模量、高強(qiáng)度、質(zhì)量輕和抗腐蝕性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。值得注意的是，Ⅳ型儲氫瓶碳纖維復(fù)合材料成本占比更高，35MPa和70MPaⅣ型儲氫瓶分別為77%和78%左右。2020年，全球碳纖維運(yùn)行產(chǎn)能為17.17萬噸，同比增長10.81%。其中，中國大陸碳纖維運(yùn)行產(chǎn)能為3.62萬噸，同比增長34.64%，增速明顯快于全球，以至于中國大陸運(yùn)行產(chǎn)能已經(jīng)升至全球第二位。細(xì)分供應(yīng)來源來看，2020年國產(chǎn)碳纖維供應(yīng)量為1.85萬噸，進(jìn)口碳纖維3.04萬噸，同比增速分別為53.75%、17.46%。雖然當(dāng)前我國碳纖維主要依靠進(jìn)口，但是國產(chǎn)碳纖維連續(xù)三年保持了20%以上的增長速度，直觀說明國內(nèi)碳纖維企業(yè)在生產(chǎn)方面取得了不小的進(jìn)步，2020年國產(chǎn)化占比約為37.85%。3.下游端加氫站作為給燃料電池汽車提供氫氣的基礎(chǔ)設(shè)施，隨著燃料電池汽車保有量的不斷增加以及中石化、中石油等能源央企的入局持續(xù)加速，國內(nèi)加氫站數(shù)量明顯增加。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2020年中國加氫站數(shù)量上升至118座，其中，已投入運(yùn)營101座，待運(yùn)營17座。截止2021年底，我國加氫站已建成218座。整體來看。我國加氫站數(shù)量增長增速較快，帶動(dòng)高壓儲氫需求持續(xù)上升。隨著“雙碳政策推進(jìn)”，我國氫能源車產(chǎn)量銷量增長迅速。2016-2019年產(chǎn)量CAGR達(dá)到65%。2020受疫情影響略有滑坡，2021年銷量達(dá)1586輛，同比2020年增長35%左右，近五年整體呈產(chǎn)銷量上升趨勢。從2022年前兩個(gè)月氫能源汽車產(chǎn)銷量而言，根據(jù)中汽協(xié)分別達(dá)到了355輛和370輛，行業(yè)或?qū)⒂瓉肀l(fā)期。就氫能源汽車格局而言，目前行業(yè)整體市場集中較高，上汽大通、宇通客車等五家企業(yè)占比銷量超7成。四、高壓液態(tài)儲氫市場現(xiàn)狀1、市場規(guī)模目前我國氫能源汽車發(fā)展整體較慢，行業(yè)規(guī)模較小。根據(jù)測算數(shù)據(jù)顯示，目前我國高壓儲氫瓶（III型、IV型瓶）市場規(guī)模約為千萬左右。預(yù)計(jì)隨著氫能源持續(xù)發(fā)展，整體規(guī)模有望持續(xù)增長。從2022年前兩個(gè)月氫能源汽車銷量而言，根據(jù)中汽協(xié)達(dá)到了391輛，同比2021年1月和2月分別增長7.5倍和5.4倍，行業(yè)或?qū)⒂瓉肀l(fā)期。注：以氫能源汽車銷量*單車儲氫瓶（一般約為3個(gè)）*儲氫瓶單價(jià)測算而得2、出貨量根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2019年我國儲氫罐出貨量約為13000個(gè)，同比2018年增長2倍以上。目前國內(nèi)儲氫罐主要35MPaIII型儲氫罐為主，70MPaIII型儲氫罐整體出貨量較小。3、市場結(jié)構(gòu)就儲氫罐市場結(jié)構(gòu)而言，國外氫燃料電池汽車已經(jīng)廣泛使用70MPa碳纖維纏繞IV型瓶；目前我國車載儲氫方式大多為35MPa碳纖維纏繞III型瓶，70MPa碳纖維纏繞III型瓶也已少量用于國產(chǎn)汽車中。IV型瓶國內(nèi)曾進(jìn)行過研制，但受限于技術(shù)與監(jiān)測不成熟，目前仍處于“卡脖子”狀態(tài)。目前國內(nèi)企業(yè)采用III型（金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶）儲氫密度為3.9％，而IV型的儲氫密度可以達(dá)到5.5％。就趨勢而言，成本更低和密度更高的IV型瓶是未來主要的發(fā)展趨勢。五、高壓液態(tài)儲氫競爭格局就高壓氣態(tài)儲氫行業(yè)競爭格局而言，2019年市占率情況為國富氫能第一（市占率42%）、科泰克第二（市占率29%）、天海工業(yè)第三（市占率26%）。目前國內(nèi)仍有不少企業(yè)存在正在建設(shè)的生產(chǎn)線，如中集安瑞科公告合營公司預(yù)計(jì)2025年達(dá)產(chǎn)產(chǎn)能為年產(chǎn)10萬個(gè)儲氫瓶，對應(yīng)2025年30.95萬個(gè)儲氫瓶的市場總量，待投產(chǎn)時(shí)或?qū)⒄紦?jù)市場主要份額，成為行業(yè)龍頭。六、高壓氣態(tài)儲氫發(fā)展趨勢1、降本是發(fā)展關(guān)鍵III型高壓儲氫氣瓶成本略高于IV型，原因?yàn)镮II型瓶儲罐采用大量金屬鋁材料，IV型瓶采用的高分子聚合物價(jià)格較低，聚合物用量也較少。兩種型號成本的主要增量為由于采用T700碳纖維后的成本上升，III型儲氫瓶碳纖維占系統(tǒng)總成本的63%~65%，IV型儲氫瓶碳纖維占系統(tǒng)總成本的77%~78%，碳纖維的成本降低將是降低儲氫瓶成本的關(guān)鍵。2、IV型瓶為主流技術(shù)路線國外對70MPa氫氣瓶的研究起步較早，應(yīng)用相對成熟。主要研發(fā)機(jī)構(gòu)包括挪威HexagonComposites、美國Quantum、日本豐田、韓國ILJINComposite等，目前產(chǎn)品以IV型瓶為主，儲氫密度均在5.0wt%左右，已在重卡和乘用車領(lǐng)域得到應(yīng)用，少數(shù)產(chǎn)品采用III型瓶。國內(nèi)主要以搭載III型35MPa儲氫瓶為主，已成功開發(fā)出III型70