勢銀：2022車載供氫系統產業發展藍皮書（107頁）.pdf

《勢銀：2022車載供氫系統產業發展藍皮書（107頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《勢銀：2022車載供氫系統產業發展藍皮書（107頁）.pdf（107頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、 1 氫能一直以來都是全球能源界關注的重點，燃料電池汽車則是氫能應用與發展道路上的重要領域之一。作為具有戰略意義的清潔能源，全球多個國家已經將其納入國家戰略規劃中，并加快推進燃料電池汽車商業化示范和應用，如日本、韓國及歐洲部分國家，中國也明確將氫能寫入中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要中。自 2017 年以來，中國氫能與燃料電池汽車發展極為迅速。截至 2022 年 6 月底，國內燃料電池汽車保有量已超 10000 輛，累計銷量 9487 輛；2022 年上半年，國內燃料電池汽車銷量為1033 輛，同比 2021 上半年的 637 輛大幅提升，增幅達 6

2、2%。車載供氫系統是氫燃料電池車的關鍵組成部分，主要功能有兩點：一是儲存氫氣，二是車輛行駛過程中向電堆（即化學能轉化為電能部件）提供滿足壓力、流量需求的氫氣。氫氣屬于易燃易爆且小分子易泄漏氣體，因而在整個調壓輸送過程中，密封是很重要的環節。同時，電堆對于氫氣流量的穩定輸送以及快速響應流量需求變化有較高要求，而且供氫系統中調壓模塊的設計可以有效改善氫燃料利用效率，因而供氫系統的設計對燃料電池整車的安全與穩定性具有重要意義。高壓氣態儲氫具有結構簡單，充放氫速度快等優點，是目前最主要的車載儲氫方案。車載儲氫瓶與工業氣瓶的服役要求，工作環境不同，具備的特點也不同，其特點主要包含體積受限，充裝要求特殊，

3、服役時間長，使用環境復雜等。儲氫瓶一共有四類，依次被稱為 I 型、II 型、III 型與 IV 型瓶。目前，輕量化，高密度已成為車載儲氫瓶的主要要求，故 III 型瓶與 IV 型瓶已成為各大廠家生產的主要類型。2 隨著燃料電池汽車市場逐步火熱，供氫系統產業鏈也逐步迎來了產業降本期，眾多國產企業紛紛入局，零部件供應企業也在逐步增多，供氫系統市場規模正在快速提高。勢銀（TrendBank）作為國內最早從事氫能與燃料電池產業研究的咨詢機構，深耕氫能產業多年，結合已有研究及產業最新動態編寫藍皮書，重點介紹供氫系統技術、市場、供應鏈現狀，為業內企業、政府、投資機構等服務，讓業界更多的了解和關注中國供氫系

4、統產業發展情況。3 4 序言 近期很多人在問，氫燃料電池車何時才能商業化、市場化？我想對于每一位投身于氫能行業的人來說，這個問題只有一個答案厲兵秣馬，蓄勢待發。近年，氫能在交通領域的熱度逐年上升，比如圍繞燃料電池關鍵材料和核心技術的加速攻關，以城市客運、重卡、物流等商用車型為先導逐步開展的規?；痉哆\行，以及加氫基礎設施建設的提速等。2022 年北京綠色冬奧的成功舉辦，更是以燃料電池汽車為代表的氫能交通系統發展的示范性體現。冬奧的微火點燃了中國冬季運動的蓬勃發展的信心，同時也點亮了中國重視氫能產業、努力完成脫碳目標的信心。作為氫燃料電池車的關鍵部件，車載供氫系統直接影響到汽車的性能與安全。當更

5、多人的焦點聚焦在燃料電池系統時，中材科技（蘇州）有限公司與勢銀（TrendBank）聯合推出 2022 車載供氫系統產業發展藍皮書，也是希望讓行業內外越來越多的人，關注車載供氫系統、儲氫氣瓶的發展，推動該環節的技術進步與新型產品的不斷涌現。希望很快，更安全、更高效、更輕量化的儲氫氣瓶、供氫系統應用在越來越多的乘用車上，走進百姓人家。5 序言 在雙碳目標及“十四五”氫能產業政策指導下，氫能發展前景一片向好。氫能作為清潔智慧能源體系中能源儲存和轉換的二次能源載體，各示范城市群紛紛將氫能及氫燃料電池產業作為新經濟增長點，并相繼建立了一系列示范和商業運行。作為國內綠氫裝備“制、儲、運、加”全產業鏈整體

6、解決方案提供商之一，國富氫能在此之前便已經開始了綠氫探索之旅，并在綠氫版圖上留下了專屬印記。在 2021 年，國富氫能正式成立了水電解裝置事業部。該事業部的設立，不僅促進了國富氫能液氫戰略的進一步完善，還將促使國富氫能液氫全產業鏈進一步升級為綠氫全產業鏈，其工作重點是實現 MW 級電解槽和制氫裝置的批量化生產制造與服務。氫能產業鏈各環節緊密相連，國富氫能與勢銀（Trendbank）聯合發布2022 車載供氫系統產業發展藍皮書，聚焦于氫能儲運及利用的關鍵環節，將與新能源領域各方從業者及研究人員一道，共同探索氫能市場化的經驗及發展路徑，為推動氫能產業鏈高質量發展做出貢獻。6 7 8 9 10 11

7、 12 13中國車用燃料電池的研發經過了四個五年計劃的積累，并在 863 計劃的相關重大科技專項和項目支持下，中國基本初步掌握了燃料電池汽車整車開發及動力系統集成的關鍵技術，基本建立了具有自主知識產權的車用燃料電池技術平臺，并開展了多層次的燃料電池汽車示范運營，隨著五大城市群落地，燃料電池發展步入高速發展新篇章。截至 2022 年 7 月，中國燃料電池汽車保有量近 11000 輛。其中 2022 年 1 月至 2022 年 7 月份，國內燃料電池汽車上牌裝車量達 1617 輛，已接近 2021 年整年度的銷量（1862 輛）。0500100015002000250030003500201720

8、182019202020212022(1-7月)上牌裝車量（輛)14氫燃料電池汽車的結構主要包括燃料電池系統、車載供氫系統及動力電池，其核心為燃料電池系統。燃料電池車上的燃料電池系統也稱為燃料電池發動機，主要由氫氣循環子系統、空氣供應子系統、水熱管理子系統、燃料電池電堆和控制子系統組成。車載氫氣供給系統是氫燃料電池車的關鍵組成部分，主要功能有兩點，一是儲存氫氣，二是車輛行駛過程中向電堆（即化學能轉化為電能部件）提供滿足壓力、流量需求的氫氣。氫氣屬于易燃易爆且小分子易泄漏氣體，因而在整個調壓 15輸送過程密封是很重要的環節。同時，電堆對于氫氣流量的穩定輸送以及快速響應流量需求變化有較高要求，而且

9、供給系統中循環換系統的設計可以有效改善氫燃料利用效率，因而氫氣供給系統的設計對燃料電池具有重要意義。供氫系統由瓶口閥、過流閥、過濾器、減壓閥、泄壓閥、截止閥、氣水分離器及管路和接頭組成，根據系統需求不同還配有單向閥、壓力感應器等。如圖 3車載供氫系統原理圖所示，氫氣由高壓儲氫瓶釋出，經瓶口閥檢測溫度壓力，限流閥檢測流量，確認這些氣體參數是否在設計允許范圍內，否則啟動溫度緊急泄控裝置或過流泄壓裝置。之后，高壓過濾器凈化氣體，攔截雜質使其不至于污染電堆。根據減壓閥性能及瓶口壓力的不同設計一級或二級減壓，調節氫氣壓力，為電堆前最后一級減壓穩壓裝置提供足夠流量合適壓力的氫氣。閥后設置了過壓泄壓閥以防止

10、減壓閥失效導致高壓氣體損壞閥后器件，手動排放閥則為了實驗結束在電堆前有泄放管內殘余氣體的出口。在保證氫氣路出口的氫氣濃度足夠的前提下，為了提高氫氣利用率，氫氣尾排經歷了直排、脈沖排等階段。16氫氣供給系統主要性能需求在以下三個方面：1）管路接口處的高壓靜密封及閥門密封：其重點在于保證管路、閥門泄漏率在規定范圍內，同時要求接頭密封性能好，拆裝方便，且成本較低。主要采用方式有錐管螺紋密封、球面密封以及平面密封。2）減壓閥減壓穩壓性能：其重點在于要求減壓跨度大，不同流量和閥前壓力下減壓閥后端壓力波動小，同時由于多級減壓以及安全保護閥門造成的體積過大，需要對減壓模塊進行集成以減小體積。3）管道閥門潔凈

11、度：其關鍵在于選取管道精度等級以及閥門對氣體介質純度影響程度。車載氫系統根據其功能性可以分為 3 個模塊，分別是儲氫模塊、加氫模塊、調壓模塊。儲氫模塊的重要零部件是高壓復合材料氣瓶，氣瓶框架及低壓連接管路;加氫模塊中主要零部件是加氫口、過濾器及單向閥等功能部件;而調壓模塊中最重 17要的零部件是減壓閥和高壓管接頭，此外還包含有過濾器、低壓泄放閥及排氣截止閥等功能部件。管路：由于高壓氫氣這樣的特殊環境，系統中使用的氣體管路采用 316L 不銹鋼，耐壓等級也是符合相關標準管路電磁閥：在給氫氣瓶充氣時，可有效防止氣體進入燃料電池。瓶口閥：集成瓶口閥中包括 TPRD、電磁閥、壓力傳感器、溫度傳感器等功

12、能部件 熱熔栓（TPRD）：設置在高壓氫瓶內，可防止周邊著火導致氫瓶發生爆炸。18一旦溫度傳感器檢測到儲氫瓶周邊溫度過高，則氫瓶內的熱熔栓將熔化，使氫氣低流速釋放，如果周邊有火源，只出現氫氣緩慢燃燒而避免爆燃情況發生。氣瓶電磁閥：氣瓶電磁閥為 12V 直流電源驅動，無電源時處于常閉狀態，主要起開關氣瓶的作用，與氫氣泄漏報警系統聯動。當系統正常通電工作時，電池閥處于開啟狀態，一旦泄漏氫氣濃度達到保護值則自動關閉，從而達到切斷氫源的目的。氣瓶安全閥：當儲氫瓶氫氣壓力超過設定值后能自動泄壓。例如在瓶體溫度由于某種原因突然升高造成瓶內氣體壓力升高，使壓力超過安全閥設定值時，安全閥自動泄壓，保證氣瓶在安

13、全的工作壓力范圍之內。壓力傳感器：用于判斷氣瓶中剩余氫氣量，保證車輛的正常行駛。當壓力低于某值時可以提示駕駛員加注氫氣。溫度傳感器：通過氣體溫度的變化判斷外界是否有異常情況發生。如果氣體溫度突然急劇上升時，若非溫度傳感器故障，則在氣瓶周圍可能有火警發生，可通過氫系統控制器立即報警。加氫口：在加注時與加氫機的加氣槍相連，加氫口集成有加氫嘴、過濾器及單向閥等功能部件。1)過濾器：一般在供氫管路減壓閥前，會配置一個過濾精度更高的 T 型過濾器，此過濾器主要功能是凈化氫氣，攔截顆粒雜質，防止污染電堆，同時考慮到減壓閥的密封對顆粒雜質比較敏感，此過濾器也起到了保護減壓閥的作 19用。2)單向閥：在加氣口

14、損壞時，阻止氣體向外泄漏。4.減壓閥：將氫氣的壓力調節到燃料電池所需要的壓力。當出現異常情況，可以與針閥、安全閥聯動將氫氣瓶中的殘余氫氣安全放空。為了保證供氫管路的性能，燃料電池汽車在不同工況下，無論氫氣消耗造成進口壓力衰減或氫氣流量發生怎樣變化，減壓閥都應保證輸出壓力的穩定。1)過流閥：是一種安全保護裝置。當過流閥兩端壓差過大時，該閥可以起到限制氣體流量的作用，主要是防止管路產生破裂等意外。通常建議該閥的安裝位置是緊鄰儲氫瓶出口。2)手動截止閥：通常處于常開狀態，當氣瓶電磁閥失效時可以手動切斷氫源。電磁閥和手動截止閥聯合作用，可有效地避免了氫氣泄漏。追溯到關鍵基礎材料、核心基礎零部件、元器件

15、的層面，部分批量化產品的應用仍需依賴進口。依賴進口的原因主要有兩個，一是國內產業鏈尚存空白；二是國內有供應商，但產品性能或供應商配套能力不能滿足要求。下圖所示是 35MPa 車載供氫系統產業鏈，圖中紅色陰影部分的產品是目前國內產業空白，完全依賴進口；灰色陰影部分代表國內雖然有相應產品，但由于性能不足或車標配套能力不足，目前階段也主要依賴于進口。在車載供氫系統核心部件方面，國內目前主要掌握的是低壓管路及車載儲氫瓶的集成。20目前 35MPa 供氫系統產業鏈絕大部分已經實現國產化或正在實現國產替代，而 70MPa 供氫系統由于其壓力更高，對于產品質量和性能提出了更高要求。目前，70MPa 供氫系統

16、產業鏈零部件絕大部分為進口產品，下表列舉 70MPa 車載供氫系統產業鏈產品概況及發展建議。21 22高壓儲氫技術具有結構簡單，充放氫速度快等優點，是目前最主要的車載儲氫方案。車載儲氫瓶與工業氣瓶的服役要求、工作環境不同，其具有以下特點：車載儲氫瓶在汽車上固定安裝，受車內空間限制，容積一般不會超過 450L。此外，各類車型對車載儲氫瓶的體積提出了更多要求。例如，在高壓氫氣瓶的體積上，重卡主要考慮轉彎半徑所帶來的影響，而叉車主要考慮在有限空間里的集成效果。充裝過程中，需利用壓力傳感器與加氫槍進行實時通信，當氫氣瓶內壓力達到設定值時，自動停止加氣。為滿足商業化要求，車載儲氫瓶充裝過程需在 512m

17、in 內完成，而且高壓氫氣在快速充裝過程中有明顯的溫度升高，需要采取措施限制快充溫升。車載儲氫瓶的設計使用壽命通常與機動車強制報廢年限相同，一般為 15 年，避免造成資源浪費。車載儲氫瓶隨車輛行駛于不同地域、路況條件下時，會面臨多種形式的機械損傷和環境侵蝕。為保證其運行過程中的安全可靠，需要針對不同類別的車載儲氫瓶設計更為嚴格的仿真試驗?，F階段，車載儲氫瓶共分為四類，依次為 I 型、II 型、III 型與 IV 型瓶。從形 23狀上看四種瓶的差別不大，其主要區別在于材料及工藝。其中 I 型瓶為金屬外殼無纖維纏繞；II 型瓶為厚金屬內膽，瓶體纏繞纖維樹脂復合材料；III 型瓶為金屬內膽，瓶體纏繞

18、碳纖維樹脂復合材料；IV 型瓶為聚合物內膽，瓶體纏繞碳纖維樹脂復合材料?；仡檭淙萜鞯陌l展過程，其本質是通過改變結構及材料，提升單位質量儲氫密度。與最早的金屬儲氫容器不同，II、III、IV 型高壓儲氫容器通過在內膽外纏繞多種纖維固化形成增強結構，通過不斷改善內襯材料及纖維纏繞模式，不斷提升高壓復合儲氫瓶的承壓能力和質量儲氫密度。I 型瓶是是金屬氣瓶，整個瓶只有一層材料構成，且這層材料為多用耐壓鋼材。是目前這四類氫瓶中重量最大，成本最低，制造工藝最簡單的一類瓶。然而，由于高壓氣態儲氫容器 I 型、II 型儲氫密度低、氫脆問題嚴重，車載儲氫瓶很少使用該類型號。一般存儲的氣體壓力在 15 至 30

19、MPa。I 型瓶目前應用場景主要有兩種，第一種以固定應用方式為主，適用于對壓力要求不高的場景；第二種用于燃料電池叉車的供氫系統，目的是為了滿足叉車自重的需求。24其主要瓶膽的材料與 I 型瓶相同，也為耐壓鋼材，不同的是在整個瓶身外面采用了纖維-樹脂復合材料包裹。包裹材料的形式只采用箍圈式對瓶身進行包裹。從其瓶身的剖面示意圖上也可以看出這一點。由于有瓶身上的復合材料包裹，提升了其耐受壓力，一般都高于 I 型瓶，具體沒有明確的上限，可以為了滿足儲壓上限的需求來選定瓶身的材料與外部的包裹物。就目前應用場景來看，II 型瓶多應用于固定式能源的提供和交通領域 CNG 氣瓶。較 I 和 II 型瓶，III

20、 型瓶的出現主要為了應對氫氣在移動式設備上的應用，對設備的輕量化提出了一定的要求，比如燃料電池汽車。產品重量降低的同時，為了保證性能，制造成本也比 I 和 II 型瓶都有了增加。從外形示意圖上看，III 型瓶仍然采用了金屬襯里，只是襯里的厚度較 II 型瓶有所減少，對瓶身則進行了全瓶身的纖維與樹脂復合材料的包裹。包裹形式則采用兩極鋪設或螺旋形鋪設。III 型瓶可以滿足燃料電池汽車上的壓力需求，分為 35MPa 和 70MPa 兩種。目前國內燃料電池車用氫瓶通常為比較成熟的 III 型瓶。25較 III 型瓶，IV 型瓶則在輕量化上做出了較大的改進，襯里為高分子材料制成，比金屬襯里重量更輕。瓶身

21、上由纖維樹脂復合材料全包裹。包裹采用兩極鋪設和螺旋形鋪設混合的形式。不同于前面 I、II、III 三種氫瓶，IV 型瓶在氫瓶口處制成金屬型，并集成了 Boss 結構?；谝陨戏治?，勢銀（TrendBank）對以上四種儲氫瓶主要參數做出總結，具體如下表所示。26目前，輕量化、高密度已成為車載儲氫瓶的主要要求，故 III 型瓶與 IV 型瓶已成為各大廠家生產的主要類型。勢銀（TrendBank）對 III 型瓶與 IV 型瓶做了綜合對比，結果表明:目前，雖然 III 型瓶的質量儲氫密度低于 IV 型瓶，但其體積儲氫密度相差不大，而且其儲氫成本低于 IV 型瓶；在安全性方面，氫氣快充過程中，IV 型

22、瓶氫氣溫度較高，但由于其塑料內膽的低熱傳導率，其碳纖維加強層的溫度一般不會高于 III 型瓶。此外，由于 III 型瓶鋁內膽的強度和硬度高于塑料內膽，故其耐火燒性能明顯高于 IV 型瓶。27為了更好地推動氫燃料電池汽車供氫系統的發展,勢銀（TrendBank）對產業驅動因素進行了分析，主要包括市場，產品，技術，應用及供應鏈。對于車載供氫系統來說，市場和供應鏈是影響產業發展的主要因素。在市場層面上，供需情況和競爭格局是驅動供氫系統發展的主要因素。首先是供需情況，勢銀（TrendBank）認為：相比 2022 年，當燃料電池車銷量達到 10萬輛時，供氫系統的成本預計能下降約 19%；當燃料電池車銷

23、量達到 50 萬輛時，供氫系統的成本能下降約 34%左右。成本的下降能進一步推動供氫系統的商業化發展。其次是競爭格局，供氫系統產業正處于發展初期，不斷有新企業加入行業內并進行技術優化和產品創新。經過一系列的市場角逐，供氫系統廠商已從單一的舜華、派瑞華發展為包括國富、蘭天達、科泰克、天海、中材、中集、東峻、捷氫、未勢、斯林達、星馳藍氫等00.10.20.30.40.50.60.70.80.91燃料電池車保有量1萬輛燃料電池車保有量10萬輛燃料電池車保有量50萬輛供氫系統成本（萬元/kg）28諸多廠商群雄逐鹿的局面；供氫系統的穩定性和可靠性也得到了有效提升。在供應鏈層面，供應鏈本土化完備性是驅動供

24、氫系統發展的主要因素。從上文圖 5 中可以發現，目前在高壓端管閥件及減壓閥層面仍依賴進口產品。在這種賣方市場的情況下，國內供氫系統企業議價能力弱，直接造成了成本上升并影響了毛利率水平。有供氫系統企業表示，公司對上游原材料議價能力弱，雖然通過采用適當備貨、成本加成定價等措施應對，但仍可能無法完全消化原材料價格大幅上漲所帶來的風險。因此，供應鏈本土化完備性的提升也將大大促進車載供氫系統的發展進程。因為各類車型結構的不同，因此不同車型供氫系統的設計也存在不同，且同一類型車輛不同型號車型的供氫系統設計也可能有很大差異。本次勢銀（TrendBank）將羅列客車，重型卡車及叉車的供氫系統作為案例，以供參考

25、。29客車供氫系統設計采用頂置式和底置式，其中,公交客車采用頂置式布置方式,公路客車采用底置式布置方式。原因：方便用戶上車，采用低地板底盤，因此其供氫系統一般采用頂置式。原因：公路客車一般覆蓋中長途客運，具有運輸貨物或堆放行李需求，因此其設計一般具有車底行李倉，因此其供氫系統一般采用底置式，但也有部分采用底置式和頂置式結合的方式，去增加客車的續航里程。30卡車系統設計一般采用側掛式和后背式，優勢在于可以降低整車重心，車輛更安全、更穩定。根據車輛的結構，一般的箱式物流車采用側掛，而牽引車采用后背式。31叉車的供氫系統一般采用一型瓶，提升自重，使車輛運行過程中更安全、穩定。供氫系統在成本層面大體可

26、以劃分為兩個部分，即車載儲氫瓶和管閥件。下圖車載供氫系統的成本分析案例是 2021 年裝車的 8 瓶組公交車供氫系統，裝車采用的是 35MPa，140L 的儲氫氣瓶。32從成本構成上看，管閥件及碳纖維是主要原材料成本，合計占到總成本的87%。其主要原因主要有兩點：在于部分管閥件依賴進口，由少數幾家的供應商主導的市場使其議價能力很強，導致管閥件成本居高不下。此外，儲氫瓶對碳纖維品質提出了較高的需求，受限于國外對碳纖維限售政策和國內碳纖維產能不足的影響，高品質碳纖維的價格供不應求，在 2021 年漲幅最高達 50%。隨著燃料電池示范應用的落地以及“雙碳”目標的不斷推進，以及國家政策的大力支持和技術

27、的進步，中國燃料電池產業發展迅速升溫，2021 年涉及燃料電池系統及電堆的企業超過 200 家，相比于火熱的燃料電池系統產業，供氫系統行業門檻較高，并且對安全性和可靠性要求較高，因此不僅供氫產業新進入者少，而且這些企業特征相對比較明顯，大部分燃料電池供氫系統企業有著在天然氣和 33液化石油氣汽車車載供氣系統方面的經驗和優勢，并且和上游管閥件企業有一定的合作基礎。近三年來，供氫系統出貨企業有舜華、國富、蘭天達、奧揚、中材在內 16 家供氫系統企業，且市場份額比較集中，TOP4 企業占據全國市場份額 80.28%。其中國富氫能出貨量為行業第一。國家層面，近年來國家對氫能發展的支持政策出臺頻繁。20

28、14 年國務院辦公廳印發能源發展戰略行動計劃（2014-2020 年）正式將“氫能與燃料電池”作國富氫能41.3%020004000600080001000012000出貨套數2019-2021供氫系統市場出貨情況國富氫能TOP4企業（第一除外）其他 34為能源科技創新戰略方向；2019 年，中國首次將氫能源寫入兩會政府工作報告；2020 年 4 月，首部國家能源法中華人民共和國能源法（征求意見稿）中首次明確氫的能源屬性；2021 年 3 月，國家印發中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要，明確將氫能列為前沿科技和產業變革重要領域，謀劃布局一批未來產業；2

29、021 年 9 月，財政部等五部委聯合發布關于啟動燃料電池汽車示范應用工作的通知，燃料電池行業“頂層設計”終于落地；2022 年 1 月，全國第二批示范城市群獲批；2022 年 3 月，發改委發布氫能產業發展中長期規劃（2021-2035 年）。氫能產業發展中長期規劃（2021-2035 年）國家政策明確指出，至 2025年燃料電池車輛保有量約 5 萬輛，建成 300 座加氫站；2030 年實現百萬輛燃料電池汽車的商業化應用，建成 1000 座加氫站；最終提高氫能在能源消費結構中的比重，為構建清潔低碳、安全高效的能源體系提供有力支撐。以下是部分燃料電池汽車相關政策。35 36隨著全國第二批燃料

30、電池汽車示范城市群獲批，由鄭州市牽頭的河南城市群以及由河北張家口牽頭的河北城市群成功躋身全國5個示范城市群行列，與2021年 9 月獲批的首批京滬粵三個城市群組成全國“3+2”示范格局。相應的，目前中國施行“以獎代補”政策，氫燃料電池汽車單純的購置補貼取消，取而代之的是獎勵政策，獎勵氫燃料電池汽車推廣應用，以城市群為主體，而不是以往的整車企業。以下是五大城市群情況匯總。37 38 39氣瓶分為 A 類氣瓶和 B 類氣瓶。A 類氣瓶為公稱工作壓力小于或等于 35MPa的氣瓶；B 類氣瓶為公稱工作壓力大于 35MPa 的氣瓶。A 類氣瓶的公稱水容積不大于 450L；B 類氣瓶的公稱水容積不大于 2

31、30L。40 A 類氣瓶的設計循環次數 Nd 為 11000 次；B 類氣瓶的設計循環次數 Nd 為7500 次。A 類氣瓶的設計使用年限為 15 年；B 類氣瓶的設計使用年限為 10 年。當氣瓶實際使用年限未達到設計使用年限，但充裝次數達到設計循環次數時，氣瓶應當報廢。在充裝和使用過程中，氣瓶的許用壓力 Pm 為公稱壓力 P 的 1.25 倍。在充裝和使用過程中，氣瓶的溫度應不低于-40且不高于 85。充裝氣瓶的壓縮氫氣成分應符合燃料電池汽車用氫氣標準。設計氣瓶時，應考慮其連續承受機械損傷或化學侵蝕的能力，其外表面至少應能適應下列工作環境：a)間斷的浸入水中，或者道路濺水；b)車輛在海洋附近

32、行駛，或者在用鹽融化冰的道路上行駛 c)陽光中的紫外線輻射 d)車輛振動和碎石沖擊 e)接觸酸和堿溶液、肥料 f)接觸車用液體，包括汽油、液壓油、電池酸、乙二醇和油 41g)接觸排放的廢氣 氣瓶分為 A 類氣瓶和 B 類氣瓶。A 類氣瓶為公稱工作壓力等于 35 MPa 的氣瓶；B 類氣瓶為公稱工作壓 力等于 70 MPa 的氣瓶。B 類氣瓶分為 B1 類氣瓶和B2 類氣瓶。B1 類氣瓶為按不需要進行定期檢驗進行設計制造的乘用車用 B 類氣瓶；B2 類氣瓶為除 B1 類氣瓶以外的 B 類氣瓶。氣瓶的設計循環次數 Nd 為 11 000 次。氣瓶的設計使用年限為 15 年。在充裝和使用過程中，氣瓶

33、的許用壓力為公稱工作壓力 P 的 1.25 倍。以氣體為試驗介質時，試驗壓力允差為1MPa；以液體為試驗介質時，試驗壓力允差為（0+2）MPa。在充裝和使用過程中，氣瓶的溫度應不低于-40 且不高于 85。充裝氣瓶的壓縮氫氣成分應符合燃料電池汽車用氫氣品質的要求。設計氣瓶時，應考慮其連續承受機械損傷或化學侵蝕的能力，其外表面至少應能適應下列工作環境：42a)間斷的浸入水中，或者道路濺水；b)車輛在海洋附近行駛，或者在用鹽融化冰的道路上行駛 c)陽光中的紫外線輻射 d)車輛振動和碎石沖擊 e)接觸酸和堿溶液、肥料 f)接觸車用液體，包括汽油、液壓油、電池酸、乙二醇和油 g)接觸排放的廢氣 在氣瓶

34、使用壽命內應對其進行日常保養檢查，檢查項目及其要求見附錄 C。A 類氣瓶和 B2 類氣瓶定 期檢驗時應從車上拆下進行。當氣瓶實際使用年限未達到設計使用年限，但充裝次數達到設計循環次數 時，氣瓶應當報廢。與 III 型氣瓶國標比較，主要有以下三點不同：容積范圍擴大：230L450L 使用年限長：10 年15 年 每三年拆卸一次B1 類氣瓶在全壽命周期內不拆裝 加氫口性能要求：1.氣密性 按6.3規定的方法進行氣密性試驗,首先用檢漏液檢查.如果1min之內勵氣泡產生則為合格,如果產生氣泡,繼續采用檢漏儀或其他方式進行測量,其等效氫氣泄漏率不應超過 0.02LVR(標準狀態下)。432.耐震性 按

35、6.4 規定的方法進行耐振性試驗后,所有連接件不應松動.其氣密性應符合5.2.1 的要求。3.耐溫性 按 6.5 規定的方法進行耐溫性試驗后:不應有氣泡產生。4.耐久性 加氫口的單向閥完成耐溫性試驗后,按 6.6 規定的方法進行耐久性試驗,試驗后不應出現異常磨損,且應符合 5.2.1 氣密性的要求和 5.2.8 液靜壓強度的要求。5.耐氧老化性 加氫口與氫氣接觸的密封件,按 6.7 規定的方法進行耐氧老化試驗后,不應出現明顯變形、變質、斑點及裂紋現象。6.耐臭氧老化性 加氫口與空氣接觸的密封件,按 6.8 規定的方法進行耐具氧老化試驗后,不應出現明顯變形、變質、斑點及裂紋現象。7.相容性 加氫

36、口與氫氣接觸的非金屬零件,按 6.9 規定的方法進行相容性試驗后,其體積膨脹率應不大于 25%,體積收縮率應不大于 1%,質量損失率應不大于 10%。8.液靜壓強度 加氣口的承壓零件按 6.10 規定的方法進行液靜壓強度試驗后,應不出現任何裂紋、永久變形。9.耐鹽霧腐蝕性 按照 6.11 規定的方法進行試驗后,加氫口不應出現腐蝕或保護層脫落的跡象。44加氫口應符合 5.2.1 中規定的氣密性要求。10.耐溫度循環性 按照 6.12 規定的方法進行試驗,試驗中氣體壓力不應低于 70 色的公稱工作壓力.試驗后加氫口應符合 5.2.1 規定的氣密性要求以及 5.2.8 規定的液靜壓強度要求。11.兼

37、容性 只有公稱工作壓力為 70MPa 的加氫口才需要做兼容性試驗,按 6.13 規定的方法進行兼容性試驗，試驗后不應出現異常磨損,且應符合 5.2.1 氣密性的要求。國內外對燃料電池汽車制定了很多標準和規范，其中 65%以上的內容是針對安全性的規定。燃料電池汽車的氫安全性，是指燃料電池汽車運行過程中車載氫系統的安全，主要包括高壓供氫系統、燃料電池發電系統的安全性等。目前，為了保證車載氫系統的安全，各企業主要從材料選擇、氫泄漏監測、靜電防護、防爆、阻燃等方面進行控制和預防。一般情況下，為了滿足防水、防塵、防振等要求，車用燃料電池電堆均被放在一個外殼之內。由于氫氣的易爆炸性，氫氣容易在密閉空間積累

38、并產生爆炸，因此燃料電池電堆的外殼必須具有一定的強制通風功能，以避免氫氣累積造成的爆炸。氫脆也會導致燃料電池電堆中和氫氣接觸的金屬管路脆斷，從而造成氫氣的泄漏，因此外殼內要安裝氫氣報警器，以防大量氫氣泄漏造成的氫氣爆炸危險。45車載氫安全監控主要是對儲氫瓶系統、燃料電池系統以及為其排放處的氫氣泄漏、系統壓力、系統溫度、電氣元件及其他器件進行實時監控，確保燃料電池在加氫、用氫過程中的安全。氫氣安全監控系統主要包括氫系統控制器、氫氣泄漏傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器等元器件。氫系統控制器在工作過程中，監控氫瓶及氫管路安全、氫氣泄漏狀態及整車運行狀態，一旦出現異常，隨時關閉供氫系統，保證燃料電池車輛

39、安全。在儲氫瓶口、燃料電池系統易于聚焦和泄漏處均放置多個氫氣泄漏傳感器，實時監控車內的氫含量，一旦發生氫泄漏立即采取響應處置措施，確保乘客安全。而且當有任何一個傳感器檢測到的氫氣體積濃度超過氫爆炸下限（空氣中的氫體積含量為 4%）的 10%、25%、50%時，監控器會分別發出級、級、級聲光報警信號。車載氫系統加氫時，當氫系統控制器檢測到氫瓶內壓力超過設定的加注壓力或低于設定的低壓值時，立即向整車管路系統和加氫機發送停止加氫及氫瓶壓力過高或過低的報警信息。當氫系統控制器檢測到氣瓶的溫度超過或低于設定溫度時，立即關閉電磁閥，并將氫瓶內溫度過高或過低的報警信息發送給整車管路系統和加氫機請求結束正常工

40、作，同時信息提示故障氣瓶編號，通過聲光報警方式通知駕駛員，立即采取相應措施。46 當車載氫系統供氫時，氫系統控制器檢測到低壓壓力超過或低于設定值，立刻關閉電磁閥，并將管路超壓或管路低壓的報警信息發送給整車管理系統請求結束正常工作，同時聲光報警提示駕駛員采取必要措施。氫系統控制器監控到電氣元件發生短路時，立刻關閉氫系統所有電磁閥并使氫系統斷電，同時聲光報警提示駕駛員氫系統短路，采取相應的安全措施。車載氫系統根據其功能性可以分為 3 個模塊，分別是儲氫模塊、加氫模塊、調壓模塊。其中儲氫模塊的重要零部件是高壓復合材料氣瓶，氣瓶框架及低壓連接管路;加氫模塊中主要零部件是加氫口、過濾器及單向閥等功能部件

41、;而調壓模塊中最重要的零部件是減壓閥和高壓管接頭，此外還包含有過濾器、低壓泄放閥及排氣截止閥等功能部件。以下是勢銀（TrendBank）提供的供應鏈企業匯總。47根據氫燃料電池汽車全球技術法規所指的儲氫模塊包括：氫氣瓶、溫度驅動壓力泄放裝置（TPRD）、單向閥、截止閥及以上組件間的管路和配件，其公稱工作壓力應不大于 70MPa，使用年限應不高于 15 年。典型儲氫模塊見圖 18。48在城市示范群政策的帶動下，燃料電池汽車銷量迅速增長，而燃料電池汽車銷量的增長也進一步拉動了對上游儲氫瓶市場的需求。目前，儲氫瓶市場具有以下三個特征。車載儲氫系統可以按照儲氫瓶數量分為 2 瓶組系統、3 瓶組系統、4

42、 瓶組系統、6 瓶組系統、8 瓶組系統等。車載儲氫瓶的市場需求量隨應用車型、儲氫瓶容積、儲氫瓶壓力，單套系統瓶數的變化而變化。據勢銀（TrendBank）調研發現：目前客車常配置單套 68 瓶組，單瓶 140L 或165L 的儲氫系統；輕、中卡多配置單套 24 支 140L/165L/180L/260L 的儲氫系統；12 噸18 噸中、重卡多配置 68 支 140/165L/210L 儲氫系統；31 噸49 噸重卡多配置 68 支 210L 和 6 支 385L 車載儲氫系統。49根據調研信息，勢銀(TrendBank)發現對于 10.5 米、12m 的客車車型，根據其應用場景，單車載氫量將呈

43、上升趨勢。而對于 8.5m 的客車，因為應用場景相對固定，單次加氫行駛里程固定，所以 140L 儲氫瓶完全可以滿足需求。對于重型車，如 31T、49T 的重卡，因為隨著車型的推廣市場拓寬，勢銀（TrendBank）認為有大容積儲氫瓶替換趨勢。此外，勢銀（TrendBank）認為 385L 氣瓶組將會應用于重卡上，尤其 31T 重卡和 49T 重卡上，對 165L 氣瓶組進行替換。對于818T 的中、重卡，則是 210L 對 140L/165L 儲氫瓶進行替代，而 4.5T 的載貨車目前市場上存在 2 支 260L 車載儲氫系統替代 3 支 140L 車載儲氫系統的案例。此外,勢銀(TrendB

44、ank)對比了過去 3 年的儲氫瓶容積變化情況,發現:2019 年，國內市場 35MPa 儲氫瓶的容積多為 140L 的產品，其市場占有率超過 85%。2020年國內 35MPa 儲氫瓶則是以 140L 為主流，165L 儲氫瓶的市場占比也逐步增長。到 2021 年，國內儲氫瓶市場發展為 140L、165L 儲氫瓶為主流，第二梯隊 166L、260L、320L、385L 氣瓶市場占比逐步增長的態勢。其中中材科技便是國內首批推出 385L 大容積儲氫瓶的廠商。以下是 2019 年至 2021 年市場裝車儲氫瓶的容積情況。50據勢銀（TrendBank）統計，2019 年燃料電池汽車上牌 3188

45、 輛，裝車氣瓶總數達 9004 支；2020 年上牌車輛 1499 輛，裝車氣瓶總數 8872 支；2021 年上牌車輛 1862 輛，裝車氣瓶總數 13787 支。相比于 2019 年，2021 年燃料電池汽車上牌量雖有所降低，但是裝車氣瓶總量卻上升 53.1%。主要原因是在國家政策的影響下，國內燃料電池汽車開始往重載、長途車型傾斜。燃料電池功率的不斷提升，對車載儲氫的總體容量也不斷提升，單車瓶組數由 2019 年的 3 瓶組、4瓶組發展到如今的 8 瓶組甚至 10 瓶組。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%201920202021140L165L其他 5120

46、21年儲氫瓶裝車市場份額趨于集中，TOP4企業占據全國市場份額91.04%。2021 年車載儲氫瓶的供應商包括國富氫能，科泰克，天海工業，奧揚科技，斯林達，中集安瑞科，中材科技，其中中材科技氣瓶的裝車量和裝車氣瓶總量都位列第一。3188149918629004887213787-1000100030005000700090001100013000150002019年2020年2021年燃料電池上牌量（輛）燃料電池銷量儲氫瓶裝車總量 52相比于 2021 年,2022 年 1 月至 7 月裝車市場份額依舊較為集中，但頭部企業有所變動，其中國富氫能依靠技術創新厚積薄發，裝車氣瓶總量達占據了 379

47、2支，占據市場份額超 46%，為目前行業第一。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%以裝車量為統計口徑以儲氫瓶量為統計口徑中材科技前三家儲氫瓶廠商（第一名除外）其他0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%以儲氫瓶量為統計口徑以出貨套為統計口徑國富氫能前三家儲氫瓶廠商（第一名除外）其他 533 3.1 1.2 2.1 1 2 2020020 年國內碳纖維需求情況年國內碳纖維需求情況 據 2020 全球碳纖維復合材料市場報告，2020 年，中國碳纖維需求達 4.88萬噸，較 2019 年增長達 29%。2020 年國內碳纖維需求同比增幅遠高于全

48、球碳纖維需求同比增幅，主要原因一方面是全球風電葉片對碳纖維需求大幅增長，同時國際風電葉片代工由歐洲轉向國內，導致國內該領域的碳纖維需求由 2019 年的1.38 萬噸增長至 2020 年 2.00 萬噸，增幅達 45%；另一方面，由于國內需求結構和全球需求結構差異較大，國內民航領域的需求占比遠小于全球民航領域需求占比，2020 年占國產總需求的比例僅為 3%左右，因而國內碳纖維需求受疫情負面影響相對較小。2020年國內碳纖維需求中，進口碳纖維供應量為3.04萬噸，占需求量的62%；國產碳纖維供應量為 1.84 萬噸，占需求量的 38%，國產占比較 2019 年的 32%增長 6 個百分點，國產

49、替代趨勢明顯。主要原因一方面是受疫情影響，碳纖維進口難度增加；另一方面為日本、美國等主要碳纖維生產國家縮緊了對國內碳纖維的供給，導致國內需求缺口增加。受此影響，2020 年國產碳纖維供應量較 2019 年的供應量 1.20 萬噸增長 53%，國產碳纖維行業保持高速增長。目前進口碳纖維供應量仍然明顯高于國產供應量，國產替代空間巨大。3 3.1 1.2 2.2 20202 2020 年以來年以來儲氫瓶儲氫瓶市場加速進口替代，國產碳纖維供不應求市場加速進口替代，國產碳纖維供不應求 據勢銀（TrendBank）調研分析，2022 年儲氫瓶所需碳纖維達到 900 噸，市場規模達 2.3 億人民幣。并且，

50、儲氫瓶領域的需求量將逐年上升，據勢銀（TrendBank）對燃料電池汽車銷量的預測顯示，至 2030 年，燃料電池汽車的銷 54量將呈指數型上漲，而儲氫瓶所需碳纖維用量將隨著燃料電池汽車銷量的指數增長而高速增長。長期以來，國內碳纖維市場中進口碳纖維的供給量遠超國產。2020 年以來受全球新冠疫情的影響，全球貿易整體受到較大沖擊，國外碳纖維出口國內的難度加大，國內碳纖維市場整體呈現供不應求的局面。2020 年下半年以來，日本、美國加強了對碳纖維出口中國的政策管控，導致國內碳纖維境外供應難度進一步較大。2020 年 12 月 22 日，因日本東麗子公司出口碳纖維流入了未獲日本外匯及外國貿易法許可的

51、中國企業，日本經濟產業省對該公司實施了行政指導警告，要求東麗子公司防止再次發生此類事件，并徹底做好出口管理。2021 年 2 月24 日，美國總統拜登簽署了行政命令，在聯邦機構間展開為期 100 天的審查，以解決四個關鍵產品供應鏈中的漏洞，其中包括碳纖維，主要目標是增強供應鏈的彈性，以保護美國免于未來面臨關鍵產品短缺。目前，35MPA 的鋁內膽纖維全纏繞儲氫瓶普遍采用 T700 型號的碳纖維。但由于 70MPa 的鋁內膽纖維全纏繞儲氫瓶的壓力更大，因此其對碳纖維品質提出了更高的要求，而更高品質的碳纖維帶來了成倍增長的原材料成本。此外，日本限制碳纖維出口銷售，歐美碳纖維產能緊張，國內高品質碳纖維

52、產能不夠等種種原因，所形成的不均衡的供求市場一度導致了 2021 年碳纖維市場價格同比增長超過 50%。面對上述新形勢，國產碳纖維企業快速反應,加強內部技術創新并新建產線,滿足國內碳纖維需求的同時,力爭 5 年內實現高品質的碳纖維國產替代。目前，碳纖維產業正處于加速進口替代的機遇期。但另一方面，受制于國內碳纖維整體技術水平與日本、美國的差距，以及有效產能不足的問題，儲氫瓶領域的碳纖維需求存在供應不足的風險。55塑料內膽的表面處理是杜絕滲透引起的界面分層缺陷的主要手段，通過物理或者化學的方法改變塑料的表面張力和表面能。其中以火焰處理運用較普遍，火焰處理是指利用高溫氣體火焰對材料表面進行改性。為了

53、避免加注溫度過高對內膽原材料造成損傷，通常將氣源進行冷卻，一般冷卻至40，當低溫氫氣充入氣瓶內部，內膽在低溫下將會變硬而脆，易破裂，內膽原材料的低溫力學性能顯得尤為重要。型儲氫氣瓶全部由金屬內膽上的密封面與瓶閥完成密封，與型儲氫氣瓶密封結構設計不同的是，型儲氫氣瓶則需要考慮金屬與塑料之間的密封。密封結構不僅需要耐高低溫、耐高壓力，而且在跌落試驗中不能失效，這是密封結構設計的難點。因此，型儲氫氣瓶的密封結構設計關鍵點就是金屬與塑料之間的密封以及密封的耐久性。從密封機理上區分，可分為“BOSS”結構和非“BOSS”結構。目前，全世界關于塑料內膽密封結構的專利數量高達 200 多個，其核心技術是密封

54、件布置。同樣以豐田型儲氫氣瓶為例，密封圈和塑料密封面被兩個金屬夾在中間，形成了“三明治”結構，有效地保證了密封的耐久性。56此外，密封結構設計還應該考慮密封圈材料、密封部位尺寸配合和密封部位受力變形等。豐田儲氫氣瓶環向密封部位避開了主要受力區域，使得端頭在充放氣過程中對材料疲勞影響最小。樹脂在復合材料中的作用是固定纖維，并通過樹脂與纖維之間的界面傳遞載荷，使得纖維強度發揮至最大化。需要樹脂具備較高的韌性和強度，但兩者是矛盾的，相互間的平衡是樹脂的關鍵技術難點。對于型儲氫氣瓶，需要使得固化溫度低于塑料內膽軟化溫度，而保護內膽結構。為了保證氣瓶在實際使用過程中完全處于安全狀態，就需要樹脂玻璃化轉變

55、溫度大于 105。同時，閥門自身還需要避免金屬發生氫蝕氫脆，導致技術難度進一步增大。57氫氣瓶口閥是高壓儲氫瓶儲氫技術中的關鍵部件，用于保證高壓儲氫瓶安全和正常充/供氣。氫氣瓶口閥一般由多個閥門串聯或并聯而成，因而也被稱為氫氣瓶口閥組，而熱泄壓裝置是閥組中極其重要的部分。由于氫氣在空氣中易燃易爆，因而需要嚴格控制氫氣瓶充放氣過程中的氫氣溫度。目前國內的氫氣瓶口閥組中，熱泄壓裝置一般為 TRPD。同時，閥門自身還需要避免金屬發生氫蝕氫脆，技術難度進一步增大。瓶口閥因其技術門檻高，目前市場主要由加拿大 GFI,意大利 OMB 和美國Luxfer 等公司占據，外資品牌的占有量在 75%以上。隨著近一

56、兩年涌入氫能閥門的國內企業增多，這種局面已出現“松動”跡象。國內多家企業的產品經過了一年至一年半的市場驗證，正逐步改寫原來的市場格局，比如神通新能源、瀚氫動力、富瑞閥門等。瓶口閥掀起國產化替代浪潮，外資產品占據絕大多數市場的局面很快將發生改變，但就現在而言，推進瓶口閥的國產化替代，還有幾大不容忽視的挑戰。國外對氫能閥門已經形成一定標準，國內還沒有形成統一的標準，國內企業在閥門的設計、加工、檢驗、試驗等整個過程沒有標準可依，這一點讓國內企業在與外資品牌的競爭中處于不利境地。由于氫氣介質特殊（分子小、易滲透發生氫脆、爆炸性等），對閥門的質量要求非常高。產業處于發展早期，國內氫能閥門用戶的樣品大多數

57、只在市場上驗證了一年至兩年。從安全方面謹慎考慮，車企普遍寧愿支出更高的成本購置外資 58品牌的產品，而不敢輕易試用國產品牌。加氫模塊中的關鍵部件為加氫口。中國現行標準 GB/T26779-2021燃料電池電動汽車加氫口與 GB/T26779-2011 相比，增加了耐臭氧老化性測試、耐鹽霧腐蝕性測試、耐溫度循環性測試，而且還修改了 35MPa 加氫口的加工條件。此外，標委會依據 SAEJ2600 對原有標準進行了修訂，增加了 70MPa 加氫口的尺寸。在高壓加注的過程中，由于壓縮和氫氣的湯姆孫效應的雙重作用，車載儲氫瓶中的氫氣容易快速升溫，存在安全隱患。為實現高壓氫氣的安全快速加注，提升加注效率

58、，降低氫氣的加注成本，綜合采用了分級優化加注策略、氫氣預冷技術、溫升控制加注設計相結合的設計方案，降低進入儲氫瓶氫氣的溫度，確保升溫后的氫氣溫度在設計要求范圍內。根據分級加注原理，合理設計分級策略，并通過工藝流程優化及控制原理，實現對加注效率，溫度及安全的合理控制。加氫模塊中一般還會配置單獨的單向閥，萬一加氫口損壞或者加氫口密封不嚴，導致高壓管路造成氫氣泄漏，此單向閥可以阻斷氫氣外泄。35MPa 加氫口目前已初步實現國產化，國產品牌占據了超過 30%的市場份額，但由于國內燃料電池汽車市場驗證周期長，且出于安全考慮，下游整車企業更比較信賴經過多年市場驗證的外資品牌，其中代表性進口品牌有德國 WE

59、H、美國世偉洛克、德國麥格思維特、德國斯碧爾思達等。此外，目前國內 35MPa 的加氫口廠商主要是富瑞特裝、凱瑞動力等。59調壓模塊的主要作用是將儲氫瓶中的高壓氫氣通過減壓閥將氫氣的壓力調節到所需要的壓力范圍，并通過高壓管路運輸至低壓管路。其核心零部件是減壓閥和高壓管路，輔助部件包括過濾器、低壓泄放閥、排氣截止閥、壓力傳感器等功能部件。其中，低壓泄放閥用于在減壓閥出現鎖閉故障而導致出口壓力超壓時，通過低壓排氣管路泄放超壓氫氣。排氣截止閥用于氣體置換、氫系統維修、保養時，主動排放瓶閥下游管路內的氫氣。歐盟汽車技術指令 ECNO79/2009 和EUNO406/2010 規定了減壓閥、低壓泄放閥、

60、壓力傳感器和管接頭等部件的測試方法和安裝方法。在中國，GB/T26990-2011 和 GB/T29126-2012 僅規定了燃料電池汽車車載加氫系統、高壓壓縮儲氫系統和供氫系統的技術條件和試驗方法，但車載供氫系統系統各零部件尚沒有標準支持，因此減壓閥穩定性和可靠性難以保證。減壓閥通過減壓調節氫氣壓力，為電堆前提供足夠流量合適穩壓的氫氣。減壓閥是通過調節閥門開度，將進口壓力減至某一需要的出口壓力，并依靠介質本身的能量，使出口壓力自動保持穩定的閥門，下圖分別是美塔特隆的 70MPa 和35MPa 供氫系統減壓閥。60傳統設計大多基于各種離散的功能部件拼裝而成，整個減壓模塊需要單獨采購減壓閥、過濾

61、器、安全閥、手動泄放閥以及各種接頭管路等；布置起來雜亂不堪，不僅需要匹配各種各樣的接頭，還極其浪費本不富足的空間，導致系統裝配成本高、效率低，非常不利于車輛的大批量生產。目前減壓閥企業正在開發一體化減壓模塊，將截止閥、安全閥、安全閥座、密封件等部分集成為一個可批量化生產的零部件，目前尚處于開發環節。在燃料電池汽車產業發展最初的時候，行業里沒有根據其需求設計專業的閥門，當時供氫系統企業為了保證流量和壓力穩定采用的是 Tescom 的減壓閥，但Tescom 的減壓閥是作為工業閥設計使用的，使用過程中出現了一大批問題，其中最核心的問題是壓力不穩定。目前，燃料電池供氫系統中的減壓閥基本全部采用外資品牌

62、，原因主要是國內產品的可靠性和穩定性仍存在問題，其次下游部分整車企業對產品可靠性要求更高，因此在訂購供氫系統時就已經指定減壓閥采用國外廠家產品。61氫能一直以來都是全球能源界的關注點，而燃料電池汽車則是目前氫能應用與發展道路上的重要領域之一。作為具有戰略意義的清潔能源，全球多個國家已經將其納入國家戰略規劃中，并加快推進燃料電池汽車商業化示范和應用，如日本、韓國以及歐盟部分國家。中國也首次明確將氫能寫入中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要中。自 2020 年以來，隨著“以獎代補”政策的明確、示范城市群的官宣以及氫能產業發展中長期規劃（2021-2035 年

63、）的發布，中國燃料電池在交通領域的應用已然進入了空前的高速發展期。由于氫氣的易燃、易爆、易泄漏等特性，儲氫瓶的安全性備受重視。因此國家重點研發計劃“氫能技術”重點專項 2021 年度申報指南中，重點突出了“車載復合材料儲氫氣瓶服役監測與診斷評估技術”研究課題。研究內容主要包括：針對在用車載復合材料高壓儲氫氣瓶服役安全的在線檢測與評定需求，開展車載氣瓶在線檢測、監測與安全評估技術研究。1.據勢銀(TrendBank)調研發現，在燃料電池車中，儲氫瓶需要滿足以下四個方面的需求：2.儲氫瓶口與出口閥的結合部位通過特殊的結構設計確保閥門在工作 62壓力下能正常使用；3.瓶身部位碳纖維復合材料需要采用特

64、殊的纏繞方法確保儲氫瓶的整體強度、剛度達到長期使用要求；4.氣瓶和管閥件需進行極限溫度循環試驗驗證，確保其能夠滿足長期在-4085范圍安全使用；5.型儲氫瓶需要考慮氫氣滲透和耐溫性等問題。供氫系統在成本層面大體可以劃分為兩個部分，即車載儲氫瓶和管閥件。在車載儲氫瓶中，其外圍纏繞的碳纖維是整個供氫系統中技術門檻最高且成本占比最高的原材料。勢銀（TrendBank）將 2021 年裝車的 8 瓶組公交車供氫系統車載供氫系統的成本結構進行實際拆分分析，結果如下圖所示，裝車采用的是 35MPa，140L的儲氫氣瓶。由圖可以發現，碳纖維是最主要原材料成本，占到供氫系統總成本的 35%。63 近年來，由于

65、日本限制碳纖維出口銷售，歐美碳纖維產能緊張，國內高品質碳纖維產能不足等種種原因，所形成的不均衡的市場供需關系，導致碳纖維市場價格同比增長超過 50%。這使得高壓儲氫氣瓶的成本在燃料電池汽車總體成本逐年下降的情況下不降反升，加重了儲氫瓶廠商的負擔?，F階段，國內氫燃料電池汽車領域應用的主流車載儲氫瓶是 35MPa 鋁內膽碳纖維全纏繞儲氫瓶，70MPa 儲氫瓶由于其壓力升高，需要更高強度的碳纖維和高昂售價的進口管閥件，目前短期內難以實現商業化場景的批量應用。據勢銀（TrendBank）對上牌車輛供氫系統數據庫統計，2021 年中材科技的氣瓶裝車量以及裝車氣瓶數量均為行業第一，市場份額接近 30%。在

66、城市示范群政策的帶動下，燃料電池汽車銷量迅速增長，而汽車銷量的增 64長也進一步拉動了對上游儲氫瓶市場的需求。目前，儲氫瓶市場具有以下兩個特征。在國內一眾布局車載儲氫瓶的企業中，出貨市場份額非常集中，TOP4 企業占據了超 91%的市場份額。其中，僅國富氫能一家的出貨量就占據了近三年總出貨量的 44%。2019 年，國內市場 35MPa 儲氫瓶的容積多為 140L 的產品，其市場占有率超過 85%。2020 年國內 35MPa 儲氫瓶則是以 140L 為主流，165L 儲氫瓶的市場占比也逐步增長。到 2021 年，國內儲氫瓶市場發展為 140L、165L 儲氫瓶為主流，第二梯隊 166L、26

67、0L、320L、385L 氣瓶市場占比逐步增長的態勢。其中中材科技便是國內首批推出 385L 大容積儲氫瓶的廠商。以下是 2019 年至 2021 年國富氫能TOP4企業第一除外其他 65市場裝車儲氫瓶的容積情況。據勢銀（TrendBank）統計，2019 年燃料電池汽車上牌 3188 輛，裝車氣瓶總數達 9004 支；2020 年上牌車輛 1499 輛，裝車氣瓶總數 8872 支；2021 年上牌車輛 1862 輛，裝車氣瓶總數 13787 支。相比于 2019 年，2021 年燃料電池汽車上牌量雖有所降低，但是裝車氣瓶總量卻上升 53.1%。主要原因是在國家政策的影響下，國內燃料電池汽車開

68、始往重載、長途車型傾斜。燃料電池功率的不斷提升，對車載儲氫的總體容量也不斷提升，單車瓶組數由 2019 年的 3 瓶組、4瓶組發展到如今的 8 瓶組甚至 10 瓶組。0%20%40%60%80%100%120%201920202021140L165L其他 66據勢銀（TrendBank）調研分析，2022 年儲氫瓶所需碳纖維達到 900 噸，市場規模達 2.3 億人民幣。并且，儲氫瓶領域的需求量將逐年上升，據勢銀（TrendBank）對燃料電池汽車銷量的預測顯示，至 2030 年，燃料電池汽車的銷量將呈指數型上漲，而儲氫瓶所需碳纖維用量將隨著燃料電池汽車銷量的指數增長而高速增長。據銀（Tren

69、dBank）供氫系統數據庫顯示，近兩年來，中復神鷹通過自身的核心競爭力快速成長為國內絕對頭部企業，其中 2022 年（1-7 月）上牌裝車輛的儲氫瓶共計 8103 支，上牌車輛的碳纖維用量共計335 噸，其中中復神鷹碳纖維產品的用量近 291 噸，市場份額占比達 86.87%，為行業第一。3188149918629004887213787-1000100030005000700090001100013000150002019年2020年2021年燃料電池上牌量（輛）燃料電池銷量儲氫瓶裝車總量 67 在以上一系列的行業和市場背景下，勢銀（TrendBank）對中材科技、國富氫能、中復神鷹開展了針

70、對性的案例研究。為了探尋他們獲得市場認可的核心競爭力，勢銀（TrendBank）進行了多維度分析法，其維度包括但不限于企業背景、技術分析、產品分析、供應鏈分析、客戶分析、行業地位分析等。86.87%64.32%0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%80.00%90.00%100.00%2022（1-7月）2021中復神鷹TOP4企業（第一除外）其他 68中材科技作為中材科技（蘇州）有限公司的全資母公司，其承繼了南京玻璃纖維研究設計院、北京玻璃鋼研究設計院和蘇州非金屬礦工業設計研究院三所國家級科研院的核心技術資源和人才優勢，擁有完整的非金屬

71、礦物材料、玻璃纖維、纖維復合材料技術產業鏈，是中國特種纖維復合材料領域，集研發、設計、產品制造與銷售、技術裝備集成于一體的高新技術企業。此外，中國建材股份有限公司是中材科技的母公司，屬于大型建材央企，且是中國建材集團有限公司的核心產業平臺。在氫能產業發展初期，市場發展由政策推動，大型央企的背景能幫助中材科技獲得更多的資源優勢，并推動其氫能業務朝著量產化、多元化發展。692020 年，中材科技對氣瓶、鋰電隔膜和玻纖板塊開啟新一輪內部業務整合，目的是集中資源優化經營質量。在高壓氣瓶領域，中材科技將旗下中材科技（成都）有限公司 100%股權劃轉至中材科技（蘇州）有限公司旗下，自此中材科技（蘇州）有限

72、公司成為集團氣瓶業務的主要經營主體，延續中材科技在氫能業務上的發展規劃，打造深耕氫氣儲運領域的專業基地。經過業務整合之后，目前中材科技設有蘇州、成都、九江三個氣瓶制造基地，各類氣瓶年產能共計可達 70 萬只。以下是各個基地生產的產品類型及其產能。勢銀（TrendBank）通過研究中材科技的核心團隊，發現其具有一個共同點。從管理負責人到研發負責人再到銷售負責人，他們都參與過高質量的科研創新項目，具備一定的技術創新能力，這代表著中材科技管理層對技術的重視。以下是中材科技部分核心團隊的詳細信息。70 米寬，長期從事各類高壓氣瓶的設計、技術開發、工藝裝備研究等，國家 863計劃“燃料電池車用高壓供氫瓶

73、及組合閥研究開發”技術負責人，而且是江蘇省“國產碳纖維復合材料高壓氣瓶制造關鍵技術及推廣應用”項目負責人，申請專利達20 余項。袁卓偉，長期從事復合材料結構設計、數值模擬分析、成型工藝應用基礎性等研究工作，現任全國氣瓶標準化技術委員會氣瓶檢驗分會委員，SAMPE 中國熱塑性復合材料專業委員會委員，負責江蘇省重點研發計劃“連續纖維增強熱塑性復合材料壓力容器增材制造裝備及關鍵技術開發”攻關、蘇州市重點產業技術創新等關鍵技術攻關項目，并發表論文 5 篇，授權專利 7 項。楊明高，長期從事氣瓶設計及制造、試驗和定期檢驗技術研究及致力于國內外氣瓶法規、標準的研究?，F任國家市場監管總局特種設備安全與節能技

74、術委員會氣瓶分委會委員、全國氣瓶標準化技術委員會委員、全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會氫能承壓設備標準化工作組成員等。負責國家重點研發計劃項目 2 項，省、市級重點研發/創新項目 6 項;曾參與編制法規 2 項、國家標準 8 項、行業團體標準 6 項。李樺圣，2008 年-2011 年進入中材科技氫氣瓶項目開發小組，一同參與了國家科學技術部組織的“863”（燃料電池車用高壓供氫氣瓶及組合閥產業化）開發項目。71研發中心體系化建設能更有效地實現需求的快速高效轉化，目前中材科技已經實現研發管理工作的體系化運行。研發中心分設前瞻技術部、設計認證部、工藝技術部和科研管理部四大部門，各部門業務、職能、流

75、程、管理更加細化和完善。近年來，中材科技（蘇州）不斷加強技術研發能力，這從專利數量的增加上也得到了體現。截止目前，已申請專利 213 件，授權專利 114 項，國際 PCT 專利 3 項,；在車載儲氫領域，中材科技（蘇州）擁有相關技術專利超 30 項。以下是中材科技（蘇州）的氫能領域相關的部分核心專利信息。72 73國內外針對燃料電池汽車制定了很多標準和規范，其中 65%以上的內容是針對安全性的規定。燃料電池汽車的氫安全性是指燃料電池汽車運行過程中車載氫系統的安全，主要包括高壓供氫系統、燃料電池發電系統的安全性等。中材科技為了保障車載氫系統中儲氫瓶的安全性，在材料研究、結構設計仿真及薄弱位置補

76、強等方面進行了全面的控制與預防。中材科技目前制備的金屬內膽采用沖拔拉伸工藝，此工藝制備的內膽環向壁厚均勻、垂直度好且杜絕了底部漏氣的問題，提高了氣瓶的安全性能。并且，中材科技在金屬內膽外表面精準定位纏繞多層高性能纖維復合材料，纖維經高溫固化后成型，形成耐高壓的復合材料氣瓶，具有失效可預測性，從而進一步提高使用安全性。通過內膽結構和復合材料鋪層設計來提高各工況下薄弱位置的性能，例如通過設計仿真找出氣瓶最薄弱位置，設計提高安全系數、調整線型提高纖維發揮率等系數。此外在控制成本的情況下適當高于標準，如提高氣瓶的最小設計爆破壓力和疲勞壽命。74 中材科技生產制造的氣瓶在固化成型過程中的溫度達 130以

77、上，經受足夠的時間使得復合材料完全固化，型式試驗過程中順利通過極限溫度循環試驗驗證，期間氣瓶經受高溫達 85、低溫至-40，氣瓶能夠滿足充放氣過程中的溫度沖擊要求。對于不同車型供氫系統空間布局的設計也不盡相同，因此不同類型的車輛需要組合搭配不同規格的儲氫瓶。隨著燃料電池汽車車輛類型的不斷拓展，不同規格的儲氫瓶也逐漸成為儲氫瓶企業的研發方向之一。中材科技的 35MPa 儲氫瓶不僅產品序列全面，能滿足各類商用車的使用場景，而且是國內首批將 385L 儲氫氣瓶推向市場的廠家。以下是中材科技 35MPa儲氫氣瓶的產品型號。75相比于國內其他儲氫瓶企業，中材科技的產品型號最多，并且中材科技是國內唯一實現

78、385L儲氫瓶批量化供應的廠家。以下是儲氫瓶行業TOP5企業35MPa儲氫瓶產品型號的數目對比。儲氫瓶壓力越大，意味著同等容積下能夠存儲的氫氣越多，有助于提高氫燃11個8個7個10個5個中材科技企業A企業B企業C企業D 76料電池汽車的續航里程。目前，中材科技已率先突破 70MPa 儲氫瓶生產技術，將主要應用于乘用車上，其容積覆蓋 28L66L。值得注意的，中材科技所開發的70MPa 儲氫氣瓶全部使用國產碳纖維。目前，國內僅有 3 家企業具備批量生產型瓶的能力。其中，中材科技在蘇州基地 2021 年年底投產的 IV 型 70MPa 儲氫氣瓶產線設計年產量可達 3 萬支，生產線采用自動化柔性設計

79、，全部工序過程無人工干預，核心成型裝備與國際知名品牌合作定制開發，產品質量穩定可靠，產線可根據客戶要求生產不同壓力等級和不同尺寸規格的產品，滿足不同客戶的應用需求?？v觀儲氫瓶制造領域，在碳纖維需求不斷擴大和國產碳纖維品質日益提升的背景下，碳纖維在儲氫氣瓶領域的發展前景廣闊。772020 年至 2021 年期間，難以批量采購碳纖維、供應鏈成本上漲是儲氫氣瓶制造企業面臨的兩大難題。造成這些情況的原因主要有以下四點。1.日本限制碳纖維出口銷售 2.歐美碳纖維產能緊張 3.國產高品質碳纖維產能不足 4.國產碳纖維產品首先供應航天和軍工產業 此外，目前國內僅有兩家企業能實現批量供應高品質的碳纖維，這兩家

80、企業分別是中復神鷹和威海光威。中材科技和中復神鷹不僅都位于江蘇省，而且他們都是中建材旗下的子公司。相比于其他企業，中材科技能通過中國建材這個平臺與中復神鷹進行更有效的溝通，并建立起穩定可靠的供應合作關系。目前，中材科技與中復神鷹已經開展深度合作。以下是中材科技與中復神鷹達成的重大銷售合同情況。中材科技在氫燃料電池應用領域的新產品研發一直走在前列。其儲氫氣瓶產品應用于多種氫燃料電池汽車車型及相關領域，諸如重卡，輕卡、客車、攪拌車、自卸車、礦卡、叉車、觀光車、船舶、備用電源、無人機、電動自行車等等。此 78外，中材科技還為北京冬奧會的通勤車提供了儲氫氣瓶。下表包含了中材科技2021 年的重點車輛訂

81、單及使用情況。以上交付案例的客戶都是傳統商用車、重工領域的頭部企業。例如，中國客 79車行業龍頭宇通客車、氫燃料重卡市占率第一企業南京金龍、2021 年燃料電池汽車市占率第一企業北汽福田、傳統重工企業龍頭三一重工等。在氫燃料電池的其他應用領域上，中材科技已經掌握了適配于氫燃料電池船舶、氫燃料裝載機、氫燃料電池混合動力機車等領域的儲氫氣瓶相關技術。中材科技在燃料電池的其他領域同樣有著優異的表現，其中具有代表性的有國內最大功率氫燃料電池混合動力機車、國內首條內河氫燃料試驗船和國內首臺氫燃料裝載機項目等等。中材科技在多種氫燃料電池應用領域中都取得了成效，這不僅能幫助企業獲得更多的客戶訂單，而且能夠適

82、時在多領域進行市場發力，進而形成中材科技新的業務增長點。中材科技在科技創新方面一直緊跟國家的戰略布局。迄今為止，中材科技承 80擔參與了氫氣瓶技術相關的國家、省部級科研項目 9 項。其中，為了解決國外的“卡脖子”難題，中材科技目前正積極投入研發 70MPa 高壓儲氫氣瓶技術。81此外，中材科技擁有國家氣標委委員三名，參與修訂和起草了 12 項國家標準和團體標準。82勢銀（TrendBank）從企業背景、技術分析、產品分析、供應鏈分析、客戶分析、行業地位分析等各個維度深度剖析了中材科技，總結出中材科技獲得核心競爭力的關鍵因素主要有以下 8 點：1)核心團隊具備技術創新能力 2)分拆業務集中資源和

83、優勢發力車載儲氫市場 3)研發中心的體系化建設更有效地實現需求的轉化 4)高研發投入，并注重高質量的專利創新 5)有效的技術方案能幫助客戶降低安全風險 6)儲氫氣瓶產品線布局全面 7)與碳纖維供應商深度合作 8)多領域研發儲氫氣瓶技術 此外，中材科技通過嚴格的生產管控流程以保障產品的安全性能，通過持續的技術研發不斷優化產品的使用效能，以優質的產品和口碑鑄造持久且值得信賴的企業品牌形象。83國富氫能是中國氫能產業商業化發展進程的領軍企業之一，專注于為燃料電池系統集成廠商、整車廠商、能源公司、城市公交運營公司等客戶提供氫能核心裝備，助力于中國能源與交通領域實現“碳達峰、碳中和遠景目標，目前，國富氫

84、能擁有授權發明專利 26 項、實用新型專利 152 項，在氫能制、儲、輸、用全產業鏈的高端裝備環節進行了產品布局和技術儲備。國富氫能自 2016 設立至今，已經實現車載高壓供氫系統和加氫站成套設備的規?；瘧?，并突破了低溫大規模液氫制取和儲運裝備的國產化瓶頸，并且在此期間，先后承擔了 5 個國家重點研發計劃專題和多個省市級關鍵技術研發項目，并參與編制了覆蓋高壓氣態與低溫液態儲氫壓力容器、液氫生產和儲運、油氣混建加氫站等前沿技術相關的 9 項氫能裝備國家標準、6 項團體標準和 1 項地方標準。截至 2021 年末，國富氫能擁有研發人員共 54 人，占員工總數的比例為13.71%，其中核心技術人員

85、 6 人，占員工總數的比例為 1.52%。勢銀（TrendBank）通過研究國富氫能的核心團隊，發現其都參與過高質量的科研項目且經驗老道，十分有利于工作的開展與推進，以下是國富氫能儲氫瓶領域部分核心團隊的詳細信息。葛安泉現任江蘇國富氫能技術裝備有限公司副總經理，總工程師，具有 30多年高壓氣瓶的設計、設備、技術、質量及生產線經驗。其參與了 2019 年國家 84科技部“可再生能源與氫能技術”重點研發計劃專項，是其中“70MPa”載高壓儲氫瓶技術”課題的負責人。魏蔚帶領團隊完成車載高壓供氫系統、撬裝式加氫站、加氫機的新產品開發，憑借所開發的加氫機控制系統、車載氫控制器等產品認證，成功取得宇通、東

86、風、中通、金龍等燃料電池客車和商用車合格供應商資格。此外，魏蔚參加國家 NQI重點專項“氫能儲運裝備性能檢測及質量評價技術研究”，并主持了科技部“可再生能源與氫能技術”國家重點研發計劃項目“重型車輛液氫儲供關鍵技術研究；目前獲得授權專利達 46 項。王朝在 2019 年兼任張家港氫云新能源研究院有限公司院長，幫助國富氫能整合行業優質資源，參與編制多項團體標準，其中儲氫瓶領域相關的有：T/CMES16003-2021 車用高壓儲氫系統氫氣壓力循環測試與泄漏/滲透測試方法；目前獲得授權專利達 49 項。何春輝，目前主管液氫零部件及系統研發工作，2019 年開始開展液氫系列核心零部件及裝備國內外技術

87、研究及試驗檢測研究。其參與 2018 年國家重點研發計劃高壓氫氣儲運裝備及安全附件性能測試和質量評價技術研究、作為課題骨干參與 2019 年國家重點研發計劃高壓瓶口組合閥及瓶口密封結構設計與制造關鍵技術研究，并發表學術論文 6 篇、授權專利 76 項，其中發明專利 10項、實用新型專利 66 項。85目前國富氫能已經建立了完善的研發管理體系和完備的技術研發團隊，研發投入逐年增長的同時，取得了多項研發成果。并且根據目前高效研發體系的優勢，作出了具體的技術創新安排。國富氫能計劃進一步完善技術創新的相關制度，加強對創新人才的激勵機制，建立公平的競爭環境，引進更多行業內的優秀人才，提高團隊能力 在氫能

88、領域加快對新技術的引進、消化和吸收 力爭建立與高等院校、相關科研院所的長期有效合作，保持對行業先進技術的敏感度 置于國際視野中，保持國富氫能研發團隊在國際水準上的技術先進性和前瞻性 國富氫能全產業鏈的技術創新、研發支持政策有助于推動產業的新技術、新方案、新產品的形成。在布局交通運輸領域的應用的同時，深度布局電解水制氫、氫液化裝備、液氫罐箱等前瞻產品與技術。與國內 TOP4 儲氫瓶企業相比，國富氫能在儲氫瓶領域的專利總量方面遙遙領先，位居行業第一，且專利授權比例高，這也與國富氫能完善的研發管理體系和對技術重視有關。以下是國內 TOP4 儲氫瓶企業在該領域的專利情況，包含申報和授權兩個維度。86

89、近年來，國富氫能不斷加強技術研發能力，這從專利數量的增加上也得到了體現。截止目前，已申請專利 271 件，授權專利 184 項，其中發明專利 26 項，占總授權專利的 14%；在車載儲氫領域，國富擁有相關授權技術專利 42 項。以下是國富氫能在儲氫瓶領域的 4 大重點布局領域。布局領域 布局情況 解決問題 國富氫能儲氫瓶企業儲氫瓶企業儲氫瓶企業專利數量（項）申報授權 871)采用整體集成匹配技術 國富氫能針對耐高壓進行簡化管路設計開發，減少系統管路卡套連接接頭，減少漏點，提高安全性，同時實現車載高壓供氫系統的輕量化。2)可實現全國產化設計 國富氫能采用的國產核心零部件均已經驗證滿足客戶使用要求

90、。3)采用模塊化設計 國富氫能通過車載高壓供氫系統的模塊化設計，可實現與各類車型燃料電池組之間的兼容匹配與快速、便捷安裝。4)采用仿真分析方式 國富氫能針對汽車制動過程慣性力對框架穩定性影響進行仿真分析，確保整體結構滿足復雜路況下的穩定性要求。對于不同車型供氫系統空間布局的設計也不盡相同，因此不同類型的車輛需要組合搭配不同規格的儲氫瓶。隨著燃料電池汽車車輛類型的不斷拓展和應用領 88域的不斷拓展，高容積儲氫氣瓶已經成為儲氫瓶企業的研發方向之一。國富氫能的 35MPa 儲氫瓶產品序列全面，能滿足各類商用車的使用場景。以下是國富氫能 35MPa 儲氫氣瓶的產品型號。儲氫瓶壓力越大，意味著同等容積下

91、能夠存儲的氫氣越多，有助于提高氫燃料電池汽車的續航里程。目前，國富氫能通過自主研發與國際先進技術引進消化吸收相結合，開發了 70Mpa 系列 IV 型儲氫瓶。89目前，國內僅有 4 家企業具備批量生產型瓶的能力。其中，國富氫能 2022年建成的氫能裝備產業基地二期型瓶產線產能預計可達 1 萬支，產品質量穩定可靠，能滿足不同客戶的應用需求。國富氫能基于團隊專業的技術和豐富的工程經驗，設計了具有自主知識產權的瓶口閥座，已申請多項技術發明專利，具有密封可靠、加工一致性高等特點，確保 IV 型瓶的高疲勞循環耐受性能。同時，國富氫能與戰略合作伙伴，定制開發國產化 IV 瓶專用高精密纏繞機，核心功能達到了

92、進口設備同等水平，全面實現國產化。國富氫能與中國重汽、廈門金龍、宇通客車、佛山飛馳、吉利汽車、蘇州金龍、一汽解放、東風汽車等主要商用整車廠和億華通、上海重塑、上海捷氫等龍頭燃料電池系統集成廠商建立了穩定的合作關系，已經實現在全國五大燃料電池汽車示范應用城市群全覆蓋。以下是國富氫能近兩年的重點車輛訂單及使用情況。90國富氫能在科技創新方面一直緊跟國家的戰略布局。迄今為止，國富氫能承擔參與了氫氣瓶技術相關的國家、省部級科研項目 8 項。其中，為了拓展應用領 91域，國富氫能目前正積極投入研發船用多能源融合技術的應用方案。在國家標準化管理委員會等機構統籌下主持及參與起草 9 項國家標準（其中3 項已

93、批準待發布）、6 項團體標準和 1 項地方標準。以下是國富氫能參與起草的多項國家標準。92勢銀（TrendBank）從企業背景、技術分析、產品分析、供應鏈分析、客戶分析、行業地位分析等各個維度深度剖析了國富氫能，總結出國富氫能獲得核心競爭力的關鍵因素主要有以下 6 點：1)高效的研發體系，具體的創新安排 2)高研發投入，注重高質量、多領域的專利創新 3)技術創新降低進口依賴和成本難題 4)完善的技術設計和分析模型提高產品質量 5)儲氫氣瓶產品線布局全面 6)全產業鏈布局，推動產業的新技術、新方案、新產品的形成 此外，國富氫能積極參與示范建設，有助于實現雙碳目標，帶動周圍省市氫能產業發展，加速氫

94、能落地應用，目前國富氫能業務已經拓展到五大燃料電池汽車示范應用城市群，將在示范應用城市群建設進程中起到重要作用。93中復神鷹碳纖維股份有限公司成立于 2006 年，于 2022 年 4 月 6 日在上海證券交易所成功上市（股票簡稱：中復神鷹，股票代碼：688295），其隸屬于國務院國資委管理的世界 500 強企業中國建材集團有限公司，是集碳纖維及其復合材料研發、生產、銷售為一體的國家高新技術企業。目前，中復神鷹具有一個研發基地和兩個生產基地，分別是上海研發基地和連云港、西寧生產基地，產能規模位居國內前列。核心團隊 中復神鷹經過 10 余年的發展，通過內部培養，目前已經建立了擁有長期從事碳纖維業

95、務的資深管理團隊和技術研發實力較強的研發隊伍，該隊伍有能力為該公司的發展戰略提供全面的人才支持。面對快速拓展的市場需求，中復神鷹計劃進一步提升包括航空航天等高端應用領域的研發能力，并已經付諸實踐：在上海設立研發中心，引進高端人才，提升其研發技術水平。研發體系 目前，中復神鷹的技術創新主要圍繞 T1100 級碳纖維產業化制備技術、M55J 等高強高模碳纖維制備技術、高速紡絲技術、航空預浸料制備技術等展開。對于高性能碳纖維的研發生產技術，中復神鷹已形成四大技術體系，分別是 1.覆蓋大容量聚合與均質化原液制備技術 942.高強/中模碳纖維原絲干噴濕紡關鍵技術 3.聚丙烯腈纖維快速均質預氧化、碳化集成

96、技術 4.干噴濕紡千噸級高強/百噸級中模碳纖維產業化生產體系構建技術 在現有技術體系框架下，中復神鷹通過持續的自主研發提升技術水平、保證持續技術創新能力、完善技術體系。中復神鷹非常重視研發團隊的建設、研發能力的提升以及研發條件的改善。中復神鷹擬實施的募集資金投資項目“碳纖維航空應用研發及制造項目”將在上海建立研發中心，主要圍繞航空碳纖維應用及下游復合材料方向進行研發。中復神鷹未來將重點圍繞高性能碳纖維及碳纖維的應用等方面開展研究。在碳纖維產品的研發方面，中復神鷹的研發方向是面向性能提升、應用領域拓展以及生產智能化和低成本化，從而達到提升碳纖維性能的目的，拓展下游應用市場；在復合材料研發方面，中

97、復神鷹開發了深度表面處理技術，提高了復合材料界面性能，制得的復合材料均通過了各項性能指標測試，與國外同類型產品相比更具性價比。中復神鷹通過對宏觀經濟和碳纖維行業發展現狀，以及對競爭態勢、行業標桿和競爭對手的分析及預測，明確將“高端化、規?；?、綠色化”作為公司的戰略定位。為了打造具有全球競爭力的世界一流碳纖維企業，中復神鷹集中技術力量研發突破新一代高強、高模的高性能碳纖維，在生產裝備的先進性、自動化、智能 95化等方面加大投入，進一步提高生產效率、擴大產能規模，提升規模優勢，增強核心競爭力；并通過優化生產方式，不斷轉型升級，創建資源節約型企業。持續保持國內碳纖維行業領先優勢，成為航空航天領域的主

98、力供應商，成為風電葉片、壓力容器、碳/碳復材和軌道交通等工業高端領域的最大供應商，讓自身企業規模躋身世界碳纖維前列。中復神鷹 49S(T700 級)、55S(T800 級)產品在國內率先完成 35MPa、70MPa氫能瓶型式認證，成為國內首家在壓力容器領域行業批量替代進口的碳纖維企業。目前，中復神鷹已與眾多儲氫瓶企業達成了深度合作，其中有國富氫能、中材科技、奧揚科技、北京天海、佛吉亞斯林達、南通中集、浙江藍能等。以下是中復神鷹在儲氫瓶領域的產品情況。型號 等級 產能 SYT49S-24K T700 級 10000 噸/年 SYT55-24K T800 級 500 噸/年 1.技術優勢 中復神鷹

99、經過十幾年自主研發，已突破超大容量聚合、干噴濕紡紡絲、快速均質預氧化碳化、碳纖維表面處理和上漿劑等核心技術工藝，系統掌握了碳纖維 T300 級、T700 級、T800 級、M30 級、M35 級千噸級和 M40 級、T1000 級 96百噸級技術，在國內率先實現了干噴濕紡碳纖維的關鍵技術突破，建成了國內首條具有自主知識產權的千噸級干噴濕紡碳纖維產業化生產線。自中復神鷹設立以來，其不斷突破高性能碳纖維的技術瓶頸，目前已取得 26 項發明專利、59 項實用新型專利。2018 年 1 月，中復神鷹“干噴濕紡千噸級高強/百噸級中模碳纖維產業化關鍵技術及應用”成果榮獲 2017 年度“國家科學技術進步一

100、等獎”，進一步奠定了中復神鷹在國內碳纖維領域的技術領先地位。2、人才優勢 中復神鷹通過自主培養建立了一支以中青年為中堅力量，博士、碩士、本科學歷層次科學合理，學科領域專業全面，副高級以上職稱為主的高層次人才隊伍，并不斷擴展研發領域，發展至今，中復神鷹的研發領域已經涵蓋了油劑上漿劑、聚合紡絲、原絲及碳絲生產各項工藝流程。并且，中復神鷹的干噴濕紡高性能碳纖維產業化及應用技術研究創新團隊入選為國家科技部“創新人才推進計劃重點領域創新團隊”，且團隊骨干成員入選國家重點人才計劃，是國家第二批“科技創業領軍人才”和第四批“科技創新領軍人才”。此外，中復神鷹還有多人入選江蘇省“雙創計劃”、江蘇省“333 工

101、程”、江蘇省“六大人才高峰”計劃、江蘇省留學回國人員創新創業計劃等省部級高層次人才培養計劃，其中這批成員還包括多名享受國務院特殊津貼專家和江蘇省有突出貢獻的中青年專家。在中復神鷹人才團隊十多年來的科學研究和工程技術開發下，在適用于干噴濕紡的高粘度紡絲原液制備、聚丙烯腈基原絲快速紡絲技術、高效快速預氧化技術等方面取得了一系列重要研究成果，形成了具有自主技術設計、工藝技術的核 97心技術，成功打破了國外技術封鎖，實現了質量穩定的碳纖維批量供應。3、規模優勢 截至 2022 年 6 月 30 日，中復神鷹產能達 17,500/噸年，包括連云港生產基地的 3,500 噸/年產能，以及西寧萬噸碳纖維項目

102、的 14,000 噸/年產能。2018 年-2020 年期間平均產能利用率達 90%以上，產能及產量均處于國內碳纖維生產企業前列，已累計向市場提供碳纖維超過 2 萬噸。此外，中復神鷹全資子公司神鷹西寧實施的“西寧年產 10,000 噸高性能碳纖維及配套原絲項目”于 2022 年 3 月份全部建成，并根據聚合、紡絲、碳化線的產能匹配及庫存情況分步投產，進一步提高其原絲及碳化生產效率。在近年來下游需求保持快速增長、國內碳纖維市場整體供不應求的市場背景下，中復神鷹產能及產量的規模優勢為其獲取新增市場份額和拓展產品應用領域奠定了基礎。4、產品優勢 中復神鷹碳纖維產品在品質、種類和生產成本方面具有如下優

103、勢：（1）產品品質方面，目前中復神鷹所有產線均生產干噴濕紡碳纖維，干噴濕紡相比于濕法工藝具有碳纖維表面缺陷少、拉伸性能和復合材料加工工藝性能優異、紡絲速度快等優點。并且其在國內率先建成干噴濕紡 T700 級、T800 級碳纖維千噸級生產線，產品品質與國際同類產品相當，并在下游市場取得廣泛應用。（2）產品種類方面，中復神鷹所生產的碳纖維型號豐富，涵蓋了高強型、高強中模型、高強高模性等不同類型，能夠滿足下游不同領域的市場需求，廣泛應用于航空航天、風電葉片、體育休閑、壓力容器、碳/碳復合材料、交通建設等領域，產銷量居國內碳纖維行業前列。（3）生產成本方面，中復神鷹采用的干噴濕紡工藝紡絲速度快、碳化時

104、間短、98生產效率高，相比于濕法工藝在高性能小絲束碳纖維生產方面具有一定成本優勢，兼具高性能和低成本特點。同時，中復神鷹產銷量位居國內前列，規?；a優勢進一步降低了產品單位成本。勢銀（TrendBank）從企業背景、核心團隊、研發體系、戰略布局、產品分析等各個維度深度剖析了中復神鷹，總結出中復神鷹獲得核心競爭力的關鍵因素主要有以下 4 點：1.人才優勢資深的研發團隊和管理團隊有能力為公司提供全方面的人才支持 2.技術優勢關鍵技術的突破奠定了中復神鷹在國內碳纖維領域的技術領先地位 3.產能優勢產能及產量的規模優勢為其獲取新增市場份額和拓展產品應用領域奠定了基礎 4.產品優勢產品種類全、性能優異

105、、成本較低 99上海舜華新能源系統有限公司成立于2004年，目前公司擁有員工超200人，業務覆蓋燃料電池汽車車載供氫系統及 35MPa/70MPa 集成式瓶閥、35MPa/70MPa高壓加氫機、集約式加氫站、加氫站解決方案、氣態能源工程及解決方案、能源供應智能化解決方案。供氫系統產品銷售現狀 舜華新能源的供氫系統已經安裝在上海萬象、廈門金旅、成都客車、中通客車、濰柴動力、廈門金龍、上海申龍、南京金龍、東風汽車、江鈴重汽等 40 多個公告車型中。近幾年舜華在供氫系統方面的主要成果有：成功開發了燃料電池汽車車載供氫系統及 35MPa/70MPa 集成式瓶閥 2018 年為長城汽車研制國內首套、全球

106、第四套完全符合 GTR13 要求的高壓氫循環測試系統 2020 年，舜華成為國內首家自主研發 35MPa 車載氫氣瓶閥和尾閥通過型式試驗的廠家 2021 年，舜華新能源自主研發的車用氫氣瓶組合閥正式通過了德國交通部（KBA）EC79/EU406 認證，并獲得了型式批準證書 100北京蘭天達汽車清潔燃料技術有限公司從 1997 年成立，專注于汽車供氣系統的研發和生產配套，具有燃料電池氫供應系統設計計算分析能力及系統集成能力與零部件開發能力。蘭天達注冊為 LANTIANDA 蘭天達。公司總部位于北京市順義區，擁有超過 7000 平米的標準化生產車間及 3000 平米實驗室。在上海、西安等地設有研發

107、機構。公司歷程 蘭天達自 2015 年開始自主研究開發燃料電池用大流量高壓減壓裝置、氫燃料系統高壓管路連接及密封可靠性研究。并在此期間為上汽、福田、東風、三一重卡等整車廠提供了完整的供氫系統解決方案。2018 年以來，為打破國外對車載供氫系統核心零部件的技術壟斷，北京蘭天達依靠其在天燃氣和液化石油氣汽車車載供氣系統方面的經驗和優勢，陸續自主研發了減壓閥、車載氫氣瓶用瓶口集成閥(35MPa 和 70MPa)、35MPa 氫系統單向閥、過濾器、加氫口、安全閥等氫系統零部件，逐步推動車載氫系統關鍵零部件國產化。值得關注的是，蘭天達為2022北京冬奧會212輛氫燃料大巴提供供氫系統，其中包括 140

108、輛 70MPa 燃料電池大巴，是全球迄今為止最大規模的 70MPa 客車應用示范項目。101十堰東峻成立于 2018 年，主營業務包括東風商用車銷售、車用 CNG 儲氣系統/氫燃料汽車儲氫系統生產、客車散發件集成、電動商用車空氣壓縮機生產、金屬結構件生產等業務。此外，東峻還是東風商用車新疆有限公司一級經銷商。代理產品覆蓋東風柴油系列和天然氣系列載貨車、牽引車、自卸車、專用車（城市智能環保渣土車）、新能源電動車等。產品優勢：1.輕量化供氫系統設計方案：采用側掛式和后背式設計方案，能為車輛節省 1.5 米軸向空間，增加約 9m載貨容積；降低整車重心，車輛更安全、更穩定。2.全新的框架生產工藝：確保

109、高精度、高強度、高剛度；框架結構件電泳，具有良好的抗腐蝕能力 3.創新管路生產工藝：生產高效，氣密性、一致性和諧統一 4.可靠性保證：出廠前 100%氣密性測試，減少漏氣風險，性能穩定可靠 102北京天海工業有限公司（以下簡稱“天海工業”）是北京京城機電控股有限責任公司（北京市國資委一級企業）所屬骨干企業之一，是擁有八個專業氣體儲運裝備生產基地（北京天海、明暉天海、天海低溫、天津天海、上海天海、江蘇天海、寬城天海、天海氫能）和一個美國公司的集團公司。天海工業注冊資本 8338萬美元，目前擁有員工 1200 余人，且各項經濟指標和技術水平在行業內處于領先地位。天海工業具有 A1、A2、C2、C3

110、 級壓力容器設計資格和 A1、A2、B1、B2、B3、C2、C3、D1、D2 級壓力容器制造資格?，F可生產 800 余個品種規格的鋼質無縫氣瓶、車用壓縮天然氣氣瓶、鋁內膽碳纖維全纏繞復合氣瓶、蓄能器殼體、板沖式無石棉填料乙炔瓶、焊接絕熱氣瓶、車用 LNG 氣瓶、低溫儲罐、天然氣加氣站等氣體儲運裝備及系統解決方案。天海工業是國內較早涉足天然氣領域的氣瓶制造商，2001 年推出國內首支纏繞瓶。2003 年開發 NGV2 和 ISO11439 標準氣瓶，成為國內首家有美國和 ISO國際認證的型纏繞瓶制造廠，此后纏繞瓶被廣泛應用于交通領域，與一汽、宇通、中通、金龍、黃海、現代、福田等國內知名汽車廠商建

111、立了良好合作。近年來天海為推動氫能業務高速發展，搶占市場先機，整合內部優質資源，與氫產業鏈上下游企業緊密協同發展，參與組建氫能產業創新中心，成為冬奧會項目 70MPa 儲氫系統供應商。天海工業在技術開發和產品迭代方面，一直保持行業領先地位，2020 年 12月 IV 型瓶產品通過了國家市場監管總局組織的“三新”技術評審，2021 年 1 月通過了 IV 型瓶制造許可取證現場審核，成為國內首家取得高壓 IV 型瓶制造許可 103的企業，由于安全性高、重容比低等特點，IV 型瓶在氫能領域和天然氣領域具有廣闊的市場前景。北京科泰克科技有限責任公司設立于 2003 年 9 月。是中國航空工業集團公司中

112、國航空制造技術研究院的控股公司，長期從事承壓容器及系統的設計、研發、生產和銷售，是專業生產特種設備的國家級高新技術企業。1.1.科泰克深耕儲氫氣瓶行業，出貨裝車輛超過 3 3000000 輛 截至 2021 年 12 月 31 日，據科泰克的不完全統計，歷年來科泰克的儲氫瓶在燃料電池汽車上的裝車量超過了 3500 輛，并且儲氫瓶應用領域涵蓋了物流車，客車，專用車及無人機等多個領域。2.2.科泰克參與 4 4 次世界級盛會，質量保證 科泰克的產品參與 4 次世界性盛會并做出了很大貢獻，分別是 2008 年北京奧運會燃料電池客車氫系統的安裝以及相關車輛運營，2010 年世博會上的燃料電池客車的氫瓶

113、和車載氫系統，2011 年上海 UNDP 盛會的燃料電池客車示范運行，2021 年冬奧會 35MPA 燃料電池客車的氫瓶。3.3.技術來源可靠 科泰克的技術來源是中國航空制造技術研究院，其隸屬于中國航空工業集團公司，是專門從事航空與國防先進制造技術研究與專用裝備開發的綜合性研究機構，是 2016 年 12 月以北京航空制造工程研究所為基礎，整合中航工業基礎院相關單位和業務組建的。4.4.國有企業質量保障 104科泰克是一家國有企業，流程規范制度成熟，并且對工藝及原材料選擇十分嚴謹，對零部件性能的檢測考核更嚴格更周密，能為客戶提高更穩定，更可靠，更優質的儲氫容器。山東奧揚新能源科技股份有限公司（

114、簡稱奧揚科技）成立于 2011 年 6 月，是一家專業從事低溫裝備制造及全價值鏈運營服務的企業。其業務覆蓋車用氫氣瓶，供氫系統、LNG 氣瓶系列產品、大型儲氣罐、LNG 加氣站、制氫加氫等裝備。奧揚科技提前布局 IVIV 型瓶研發 技術突破一：塑料內膽與金屬瓶嘴密封性能技術獲取專利 特殊設計（公司發明專利 ZL201010188786.6）和相匹配的工藝，解決了塑料與金屬連接的密封難題，保證四型瓶安全可靠。技術突破二：碳纖維纏繞技術優化升級 利用有限元應力分析技術，優化纏繞內壓設計，配合自有專利纏繞工裝，實現連續、可控、變壓纖維纏繞。技術突破三：保證產品質量一致性 已經與德國技術團隊簽署合作協

115、議，將建成年產量 10 萬只的智能化流水線，從而保證產品質量輸出的一致性。105張家港富瑞閥門有限公司（以下簡稱：富瑞閥門）是張家港富瑞特種裝備股份有限公司控股子公司，專業從事低溫深冷介質用各類超低溫閥門，壓力管道元件的設計、制造、銷售和相應的技術服務。2016 年富瑞閥門在集團公司的發展戰略指引下整合資源，戰略布局清潔能源，開始獨立自主研發車載供氫系統、加氫機和加氫站等一系列高壓氫用閥門。截至目前，富瑞閥門氫閥相關產品有：35MPa 供氫系統用車用氫氣集成瓶閥、加氫口、直通式止回閥、調壓閥、過流閥、過濾器、安全閥、針型閥、球閥、比例卸荷閥及 35MPa 加氫站用氣動球閥、針閥等。南通神通新能

116、源科技有限公司成立于 2019 年 5 月，由上市公司江蘇神通閥門股份有限公司（002438）出資，航天科技集團及 FITOK 骨干技術人員牽頭成立。神通新能源專業從事氫用流體設備的研究、開發、生產和銷售?，F已完成70MPa 瓶口閥、70MPa 減壓閥、70MPa 溢流閥、70MPa 單向閥、70MPa 電磁閥、低壓大口徑電磁閥以及 70MPa 加氫站大流量增壓泵等核心單機的研發，目前已完成取證的產品有：組合減壓閥、瓶尾閥、加氫口、溢流閥、電磁閥。依托江蘇神通閥門強大的加工制造能力，結合航天科技集團先進的設計理念，以及 FITOK 專業的工藝控制水平，神通新能源可按照用戶需求定制各類閥門、泵及

117、管接頭。106世偉洛克(Swagelok)公司創建于 1947 年，總部設在美國俄亥俄州索倫市。作為全球范圍內流體系統解決方案的主要開發商和供應商,世偉洛克為各個行業研發、制造并提供先進的流體系統產品、服務和解決方案。遍布 70 多個國家的225 個授權銷售和服務中心為世偉洛克全球客戶提供技術和服務支持。主要服務行業:石化、半導體、清潔能源（氫能）、油氣開采、電力行業等；主營業務：接頭、閥門、調壓閥、軟管和柔性卡套管、過濾器、焊接系統、密封劑等產品。目前，世偉洛克全球氫能行業提供服務超過 30 年，應用覆蓋了氫能行業的“制儲運用”全產業鏈。在供氫系統行業，世偉洛克產品的優勢主要有以下三個方面：降低安全風險協作供氫系統企業創建定制化解決方案時，降低并在一定程度上消除了風險因素 降低生產成本 完善及時的售后服務網絡