群雄聚力攻堅IV型儲氫瓶

 

1月10日，彼歐集團和申能集團旗下子公司浙江藍能聯合宣布在上海成立一家合資公司（各占股50%），合資公司將為中國的商用車市場生產和提供三型以及四型高壓儲氫瓶及儲氫系統；1月7日，龍蟠科技下屬子公司龍蟠氫能源在南京宣布，由龍蟠氫能源獨立研發、制造的首個210升IV型儲氫瓶樣瓶正式試制成功。另據高工氫電調研發現，國內不少氣瓶企業也在加快推進IV型儲氫瓶研發及量產步伐。

 

由于整個行業處于發展初期，企業收獲進展的同時，來自材料、技術、市場、驗證體系等方面的壓力依然很大。他們對IV型瓶產品的發展普遍保持著嚴謹而務實的態度，相信行穩方能致遠。

 

 

2022年以來，燃料電池汽車市場快速增長。儲氫瓶作為燃料電池汽車必不可少的關鍵零部件之一，正在釋放出巨大的市場需求。

 

相較目前普遍采用的Ⅲ型儲氫瓶，IV型儲氫瓶有著輕量化、高壓力、高儲氫質量比和長壽命等優點，發展前景被廣泛看好。尤其對于氫能重卡、乘用車等車型，Ⅳ型儲氫瓶的加速發展意義更為重大。

 

國內燃料電池有望最先實現商業化的細分市場—氫能重卡有著高續航里程、低成本及輕量化的發展需求，與IV型瓶的特點相契合。以IV型瓶為代表的輕量化技術應用，對重卡發展意義甚遠：一方面可使車輛的運載力更強勁，提升車輛的經濟效應；另一方面也能夠減少氫氣的用量，節約使用成本。同樣的加氫量，輕量化技術可以使車輛的續航里程更遠。

 

再看乘用車，其對儲氫瓶的重量及儲氫效率敏感度相對較高，Ⅳ型瓶成為燃料電池乘用車的首選儲能裝備，在國際上被主流燃料電池乘用車批量使用。2022年以長安、東風、海馬、一汽等為代表的中國品牌乘用車企業均加速了對燃料電池乘用車的研發和布局。隨著車企的入局推進，Ⅳ型瓶的配套需求將逐步釋放。

 

市場正在招手，這也讓國內企業看到了Ⅳ型瓶發展的機遇，除了前述彼歐集團聯手申能集團旗下子公司浙江藍能、龍蟠氫能源外，以中集安瑞科、佛吉亞斯林達、國富氫能、天海工業、中材科技、亞普股份、奧揚科技等為代表的各大企業已經切入Ⅳ型瓶布局，以期搶占先機，主要分為技術引進和自主研發兩種方式進行 IV 型瓶量產準備。

 

據高工氫電調研發現，目前國內企業的IV型瓶業務均感受到了來自下游市場的需求催動，開始由實驗研發進入與終端應用協同的產品開發階段。大部分在接下來兩年將聯合合作企業推進IV型瓶產品的應用，到2025年前后國內Ⅳ型瓶發展有望邁入正軌。

 

“我們已經接到了相關訂單，目前進入到定制研發的階段，有望很快開始裝樣車，預計到2025年會投入批量生產。隨著規模的上升，IV型瓶成本還有很大的降幅空間。”某企業高層透露。

 

 

在迎來進展的同時，也需要看到研發生產IV型瓶的挑戰依然很大?，F階段國內企業均面臨著材料緊缺、技術缺失、驗證缺位等共性問題。

 

一是碳纖維、內膽材料問題。“從性能來看，目前國內生產的碳纖維材料在性能上可以達到IV型瓶使用要求，但在穩定性方面還有待提升，我們在設計上考慮留多安全余量來保證IV型瓶的安全性，但這樣隨之而來的是成本的提高。”一位氣瓶企業負責人指出。

 

此外，IV型瓶內膽材料的研發生產也需要引發重視。儲氫瓶內膽材料是氫氣阻隔安全性保障的關鍵，不同生產商選用的材質也各不相同，目前國內主要選用PA、PE等材質，但材料來源基本依靠進口，由于市場尚未放量，國內塑料廠商鮮有針對IV型瓶內膽材料進行研發生產的。

 

“短期內因為產品沒有量產，碳纖維、內膽等材料缺失等問題影響不會顯現，但IV型瓶要走上國產化降本的道路，來自材料的底層支持需要到位。”一位資深業內人士認為。

 

二是關鍵生產工藝和技術尚待打磨和驗證，因IV型瓶的開發技術難度高，存在幾個關鍵技術難點，比如金屬瓶口與塑料內膽兩種不同屬性材料的密封及密封材料的選擇；塑料內膽材料與氫是否相容，材料如何選擇與評價；內膽成形過程中，無損檢測手段及評價；碳纖維纏繞過程中如何保證內膽不變形等。如何高精準地檢測到氫氣的微小泄露也是目前IV型瓶面臨的巨大挑戰。

 

如金屬瓶口與塑料內膽兩種不同屬性材料的密封技術掌握在歐美日韓企業手中，中國企業如何尋求技術突破或規避專利是個問題。

 

三是市場驗證缺位的問題。國內氫燃料電池汽車擁有量較少，且IV型儲氫瓶成本上目前只能做到與Ⅲ型瓶持平，市場存量替換需求不旺盛。前述的材料和技術等影響因素也因為實際應用缺失，難以得到反饋和改進。

 

整體看來，相較日本、韓國、美國、挪威等國家已經成熟量產的IV型瓶應用，國內IV型瓶產業處于研發階段，影響IV型瓶發展的問題需要一一被解鎖。

 

值得一提的是，國內一眾企業針對IV型瓶業務的發展態度普遍是理性而務實的，預計國產IV型瓶將持續穩健向前發展。

 

一家深入布局IV型瓶的企業負責人表示：“在前期階段，需要的就是大家扎實地耐心做產品，在實踐中推進各項技術和驗證體系的發展。此外，安全性關乎整個行業的發展，作為生產廠家，我們無論是從材料的選取還是研發生產、驗證、監管等都是謹慎為上。下一步的計劃也是將緊跟市場需求，推進IV型瓶產品的落地，在實踐中打磨產品。“