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IV型储氢瓶“起风”

北极星氢能网 来源:高工氢电  作者:司玉国  2021/3/4 11:44:38 我要投稿

北极星氢能网讯:在国际市场被广泛使用的IV型储氢瓶,在国内长期处于空白状态。这种局面随着团标发布实施及入局企业增多开始发生变化。

(来源:微信公众号“高工氢电” ID:weixin-gg-fcev 作者:司玉国)

团标是于去年10月8日开始正式实施的《车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶》团体标准,这一标准为IV型瓶在国内市场的发展打开了希望大门。

斯林达快速成为国内首家通过“三新”评审的车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶制造厂家,据悉该公司将很快会获得车用IV型储氢瓶的生产资质。这件事情让众多企业看到了行得通的、按照国家规定去推进IV型瓶产业化的一种有效路径。事实上,除斯林达加快布局IV型瓶外,佛吉亚、中集安瑞科、Hexagon等国内外企业也对中国IV型储氢瓶市场蠢蠢欲动。

多股力量“搅动”下,有人认为被长期搁置的IV型瓶终于将在国内迎来发展的曙光;有人仍坚持认为,拘囿IV型瓶关键技术难点,IV型瓶在国内要真正实现产业化还有一段路要走。国内IV型瓶走到了“风口”。

IV型储氢瓶优势显著

目前国内主流的车载储氢技术——高压气态储氢,其容器按种类可分为:纯钢制金属瓶(I型)、钢制内胆纤维缠绕瓶(II型)、铝内胆纤维缠绕瓶(III型)和塑料内胆纤维缠绕瓶(IV型)4种。

当前,铝内胆纤维缠绕III型瓶在国内市场占据主流,已开发出35MPa和70MPa两种容器,技术较为成熟,而塑料内胆纤维缠绕的IV型还处于研发阶段。与之相对,日本、韩国、美国与挪威等国的Ⅳ型瓶均已量产,其余国家也有相关计划加大Ⅳ型瓶的研究力度,如法国、英国等。

IV型储氢瓶具有轻量化、高压力、高储氢质量比和长寿命等特点,在我国的发展却长时间以来相对缓慢,一是标准法规推进难,二是技术工艺攻克难。但是,这并不妨碍IV型储氢瓶未来前景被广泛看好。

中材科技(成都)有限公司总工程师米宽指出,在相同的设计准则下,Ⅳ型瓶容量可能要比III型瓶多10%,以重容比来说,III型瓶在0.98左右,Ⅳ型瓶在0.74,所以Ⅳ型瓶的储氢密度会更有优势。再对比生产成本,Ⅳ 型储氢瓶的成本要比III型瓶的成本低,更具有市场优势。“未来Ⅳ 型储氢瓶肯定会取代III型瓶。”米宽表示。

“IV型瓶内胆方便成形,本身价格也较为便宜。”同济大学教授张存满指出,未来IV型瓶的成本可以达到目前III型瓶成本的1/4左右。随着规模的上升,IV型瓶成本还有很大的降幅空间。III型瓶的价格也会有所降低,但成本仍是IV型瓶的1.5、1.6倍。

斯林达副总经理兼总工程师杨树军也认为,相比于Ⅲ型瓶,IV型瓶有诸多优势。以斯林达首款IV型瓶为例,与相同尺寸70MPa车用Ⅲ型储氢瓶对比(下图),IV型瓶在轻量化、高压力、高储氢密度、长寿命方面都显现出明显优势。

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高工产研氢电产业研究所(GGII)预测,在未来三年内,随着国内氢燃料电池汽车市场发展,IV型瓶有望对现有的III型瓶进行部分替换。

哪些企业在布局?

在越来越多的业界同仁对Ⅳ型瓶给予充分认可之外,入局这一领域展开技术研发的企业在增多。

京城股份(600860)发布非公开发行A股股票预案(二次修订稿),提到拟使用募集资金5200万元,用于Ⅳ型瓶智能化数控生产线建设项目,该项目生产的IV型瓶主要应用于作为氢能汽车与天然气汽车中的储气装置。

亚普股份已宣布加入布局70MPa IV型储氢瓶“阵容”,并已取得阶段性进展。

中集安瑞科去年和IV型储氢瓶领域的“鼻祖”挪威Hexagon签署《战略合作意向书》。今年3月3日,中集安瑞科宣布与Hexagon成立针对中国及东南亚市场快速增长的高压氢气储运的合营公司,其中IV型储氢瓶的生产设施建设预计最早将于2021年第二季度开始。

“车载储氢系统的发展趋势为轻量化、低成本及低重容比,因此III型瓶向IV型瓶转变是符合未来发展趋势的。中集安瑞科将与Hexagon形成协同效应,抢占中国广阔的氢能市场。” 中集安瑞科执行董事兼总经理杨晓虎公开表示。

目前科泰克也已展开IV型瓶的材料选型匹配等基础性研究工作。隶属国家市场监管总局的中国特种设备检测研究院,也已经到参与到国家70MPa IV型瓶的课题研究中。

有业内人士认为,相对于之前长期被搁置,我国IV型瓶已经走到了一个新的发展阶段。

国内IV型瓶3-4年后入正轨?

尽管IV型瓶前景被看好及有越来越多的企业投身布局,但是IV型瓶距离真正产业化发展,还要一段时间。

一方面,IV型瓶的研发仍有几个关键技术难点,比如金属瓶口与塑料内胆两种不同属性材料的密封及密封材料的选择;塑料内胆材料与氢是否相容,材料如何选择与评价;内胆成形过程中,无损检测手段及评价;碳纤维缠绕过程中如何保证内胆不变形等。如何高精准地检测到氢气的微小泄露也是目前IV型瓶面临的巨大挑战。

另一方面,IV型瓶所需关键材料——碳纤维,全球供应企业有限,与塑料、环氧树脂、密封材料等一样都主要依赖于进口,价格高昂。

“与欧美日韩等西方国家相比,国内在IV型瓶的研发和应用方面都处于相对落后的状态。预计要3-4年之后,各项技术和验证逐渐成熟,国内的相关标准、法规相继出台,IV型瓶的发展才会步上正轨。”一位业内人士如此表示。

那么现在企业深入布局IV型瓶是基于什么考虑?机会在哪里?

“目前,大家发展IV型储瓶的机会在于替代70MPaIII型瓶和氢能重卡。”他如是判断。尤其在氢能重卡方面,他认为,IV型瓶基体采用塑料材料,具有重量轻、成本低、质量储氢密度大等优点,这与氢能重卡本身高续航里程、低成本及轻量化的内在需求相一致。当前国家倡导率先发展氢能重卡,这也将给IV型储氢瓶带去一定的市场机会。

在氢燃料电池汽车将成为未来汽车发展趋势的背景下,储氢瓶作为燃料电池汽车必不可少的关键零部件之一,确实正在释放出巨大的市场需求。相关数据显示,国内储氢瓶市场在未来10年将以47.7%的复合年增长率增长,2025年燃料电池车保有量将达10万辆,储氢瓶市场规模可达39.2亿元。

原标题:IV型储氢瓶“起风”

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