電力行業氫能系列報告（二）儲氫篇：儲氫發展適度超前高壓儲氫優先實現-211228（18頁）.pdf

1、 氫能系列報告（二）儲氫篇 儲氫發展適度超前，高壓儲氫優先實現 行業深度報告 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 行業報告 電力 2021 年 12 月 28 日 中性中性（維持維持） 行情走勢圖行情走勢圖 相關研究報告相關研究報告 【平安證券】電力深度報告氫能系列報告（一）制氫篇：副產氫已占先機，綠氫有望開新局 212111214 【平安證券】 環保行業深度報告碳中和系列報告： 氫能，碳中和時代的零碳能源 20210330 平安觀點： 氫能儲運是產業鏈的關鍵環節。氫能儲運是產業鏈的關鍵環節。 氫能產業鏈整體分為氫能

2、制取、 氫能儲運、氫能應用三大環節，其中儲運環節是高效利用氫能的關鍵。成本方面，氫氣儲運成本占總成本約 30%。技術方面，要提高氫氣能量密度，國際能源署規定儲氫質量標準達到 5%。經濟高效是氫能儲運未來發展趨勢。目前，氫能儲存應用場景有加氫站儲存、運輸車儲存和燃料電池車儲存等。 氫能產業的發展給壓力容器行業帶來新的發展機遇。氫能產業的發展給壓力容器行業帶來新的發展機遇。氫能產業發展將推動臨氫、超高壓、超低溫以及纖維纏繞復合材料、多層包扎結構設備的設計制造、檢驗檢測、風險評估等方面技術的發展和進步，也推動壓力容器產業向高端、清潔、環保、高效方向的轉型升級。 氫能儲存技術以高壓儲氫為主氫能儲存技術

3、以高壓儲氫為主。儲氫方式主要有氣態儲氫、液態儲氫和固態儲氫三種。從技術發展方向看，目前高壓氣態儲氫技術比較成熟，將是國內主推的儲氫技術；有機物液體儲氫技術具有獨一無二的安全性和運輸便利性，但該技術尚有較多技術難題，未來會極具應用前景；固態儲氫應用在燃料電池汽車上優點十分明顯，但現在技術還有待突破，長期來看發展潛力比較大。從市場價值看，氫能儲運未來發展空間廣闊。據國際氫能委員會預測，到 2050 年氫能產業將創造 2.5 萬億美元的市場規模。 高壓儲氣瓶技術逐步成熟。高壓儲氣瓶技術逐步成熟。高壓氣態儲氫是目前廣泛應用的儲氫方式，主要通過高壓儲氣瓶來實現氫氣的儲存和釋放。高壓儲氫瓶分為純鋼制金屬瓶

4、（I 型） 、鋼制內膽纖維纏繞瓶（II 型） 、金屬內膽纖維纏繞瓶（III 型）和塑料內膽纖維纏繞瓶（IV 型）4 種。目前，III 型瓶是我國發展重點，已開發 35MPa 和 70MPa，其中 35MPa 已被廣泛用于氫燃料電池車，70MPa 開始推廣。IV 型瓶則處于研發階段。目前儲氫瓶成本較高，碳纖維成本占比較大。隨著儲氫瓶的量產以及碳纖維國產化，儲氫瓶制造成本逐步下降。 液態和固態儲氫技術已進入示范階段液態和固態儲氫技術已進入示范階段。液態及固態儲氫效率高于氣態儲氫，是未來發展方向。目前低溫液態儲氫主要應用在航天工程中。有機液體儲氫和固體儲氫仍處于研究階段或示范階段。 投資建議：投資建

5、議：從產業發展的規律來看，儲氫設施是氫能產業的基礎設施，在產業發展過程中要適度超前建設才能支撐產業發展；氫的儲運是制約產業發展的關鍵環節，氫能產業發展給壓力容器行業帶來新機遇，對材料的要求也越來越高；儲運成本占總成本的 30%左右，經濟、高效、安全的儲運技術已成為當前制約氫能規模應用的主要瓶頸之一。隨著加氫站、制氫站的建設增多，儲罐需求將穩步增加，高壓大容量的儲罐壁壘較高，建議關注高壓氫容器制造公司； 車用儲罐需求量大， 建議關注擁有 III 型儲氫瓶與IV型瓶技術的公司； 材料方面， 建議關注生產儲罐用鋼材和碳纖維的公司。 風險提示：風險提示：1）氫能價格難以大幅下降；2）燃料電池成本下降不

6、及預期； 3）工業應用發展不及預期；4）氫能儲存技術發展不及預期。 證券研究報告 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 2/ 20 正文目錄正文目錄 氫能產業鏈氫能產業鏈儲氫儲氫 . 4 一、一、 氫能儲運是產業鏈的關鍵環節氫能儲運是產業鏈的關鍵環節. 4 1.1 氫能儲運在產業鏈中成本較高 . 4 1.2 高效率和低成本是氫能儲運發展趨勢 . 5 1.3 儲氫的技術要求 . 6 1.4 氫能儲存場景及相關標準 . 6 1.5 氫能給壓力容器行業帶來新機遇 . 7 1.6 儲氫容器材料要求不斷提升.

7、8 二、二、 氫能儲存技術以高壓儲氫為主氫能儲存技術以高壓儲氫為主. 8 2.1 氫能有三種儲存方式. 9 2.2 氫能儲運發展空間廣闊 . 10 三、三、 高壓儲氣瓶技術逐步成熟高壓儲氣瓶技術逐步成熟. 11 3.1 高壓儲氫瓶的應用場景 .11 3.2 車用儲氫瓶成本碳纖維占比高，成本有望逐步下降 . 12 3.3 國內高壓儲氫產業鏈主要企業及產品 . 14 四、四、 液體和固體儲氫技術已經進入示范階段液體和固體儲氫技術已經進入示范階段. 16 4.1 液態儲氫目前主要應用在航天工程中 . 16 4.2 有機液體儲氫仍處于研究或示范階段 . 17 4.3 固體儲氫也已經進入示范階段 . 1

8、7 五、五、 投資建議投資建議 . 18 5.1 固定式儲罐壁壘高，車載儲氫空間大 . 18 5.2 投資建議 . 18 六、風險提示六、風險提示 . 18 nMqOtRsMtPzRtRnOwPvNvMaQbPaQoMpPnPmNkPpOtRjMtRxObRpPwPvPmRnRNZrRwO 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 3/ 20 圖表圖表目錄目錄 圖表 1 氫能產業鏈儲氫 . 4 圖表 2 氫能全產業鏈示意圖 . 5 圖表 3 美國能源部對車載儲氫系統的技術指標（2011 年）. 6 圖表

9、4 儲氫標準體系 . 6 圖表 5 氫能產業基礎設施關鍵設施 . 8 圖表 6 目前主要儲氫方式. 9 圖表 7 3 種主要儲氫技術的優缺點及應用 . 9 圖表 8 主要氫能儲運方式的技術指標比較 . 10 圖表 9 2018-2021 年國家“氫能技術”重點專項項目分布變化情況 . 10 圖表 10 高壓儲氫設備分類及性能 .11 圖表 11 不同類型儲氫瓶/罐性能對比 .11 圖表 12 不同類型車用儲氫瓶對比圖 . 12 圖表 13 儲氫瓶產業鏈簡介 . 13 圖表 14 碳纖維復合材料材質 IV 型高壓儲氫瓶剖視圖 . 13 圖表 15 35MPa 高壓儲氫 IV 型瓶成本構成（美元）

10、 . 14 圖表 16 70MPa 高壓儲氫 IV 型瓶成本構成（美元） . 14 圖表 17 儲氫瓶成本與規?；瘜P系（單位：美元） . 14 圖表 18 國內外儲氫瓶生產企業及氣瓶性能對比 . 15 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 4/ 20 氫能產業鏈氫能產業鏈儲氫儲氫 圖表圖表1 氫能產業鏈氫能產業鏈儲氫儲氫 資料來源：平安證券研究所 一、一、 氫能儲運是產業鏈的氫能儲運是產業鏈的關鍵環節關鍵環節 1.1 氫能儲運在產業鏈中成本較高氫能儲運在產業鏈中成本較高 請通過合法途徑獲取本公司研

11、究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 5/ 20 氫能產業鏈整體可以分為氫能制取、氫能儲運、氫能應用氫能制取、氫能儲運、氫能應用三大環節，其中儲運環節是高效利用氫能的關鍵，是影響氫能向大規模方向發展的重要環節。 在氫能全產業鏈中，氫的儲運是制約我國氫能和燃料電池產業發展的關鍵環節在氫能全產業鏈中，氫的儲運是制約我國氫能和燃料電池產業發展的關鍵環節，因為氫氣特殊的物理、化學性能，使得它儲運難度大、成本高、安全性低。 （1）重量輕、密度?。海┲亓枯p、密度?。涸谒性刂?，氫的重量最輕、密度小，需要提高儲運容器壓力進而提高氫的密度來

12、提高氫能利用的效率； （2）液化溫度低：）液化溫度低：常壓下氫氣在-253溫度才能液化，液化能耗高、靜態蒸發損失大，對液氫儲罐要求很高； （3）原子半徑?。海┰影霃叫。簹涞脑影霃椒浅Ｐ?，氫氣能穿過大部分肉眼看不到的微孔，在高溫、高壓下，氫氣甚至可以穿過很厚的鋼板； （4）性質活潑：）性質活潑：氫氣非?；顫?，穩定性極差，泄露后易發生燃燒和爆炸，這些因素都對氫氣的儲運技術提出了挑戰。 從終端氫氣價格組成來看，氫氣儲運成本占總成本的從終端氫氣價格組成來看，氫氣儲運成本占總成本的 30%左右，經濟、高效、安全的儲運氫技術已成為當前制約氫能規模左右，經濟、高效、安全的儲運氫技術已成為當前制約氫能規模

13、應用的主要瓶頸之一。應用的主要瓶頸之一。 圖表圖表2 氫能氫能全產業鏈示意圖全產業鏈示意圖 資料來源：中國氫能聯盟研究院，平安證券研究所 1.2 高效率和低成本是氫能儲運發展趨勢高效率和低成本是氫能儲運發展趨勢 氫能儲運包括氫能儲存和氫能運輸兩部分，氫能的儲存方式決定了采用何種氫能運輸方式。提高氫能儲運效率，降低氫能儲運成本，是氫能儲運技術發展重點。 氫能源汽車存儲 5公斤的氫氣， 在 70MPa的壓力下， 存儲系統的容量約為 200升， 是當今燃油汽車中汽油箱容量的 3-4倍。 氫能的儲運具有較大難度。一方面，氫氣是世界上密度最小的氣體，體積能量密度較低，擴散系數較大；另一方面，氫氣的燃點較

14、低，爆炸極限寬，對儲運過程中的安全性也有極高的要求。因此如何實現經濟、高效、安全的儲氫技術是氫能利用走向實用化、產業化的關鍵。 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 6/ 20 1.3 儲氫的技術要求儲氫的技術要求 儲氫技術的關鍵在于提高氫氣能量密度。美國能源部（DOE）要求 2020年國內車載氫能電池的氫氣質量密度（即釋放出的氫氣質量與總質量之比）須達到 4.5%，2025 年達到 5.5%，最終目標是 6.5%。 國際能源署（IEA）規定的未來新型儲氫材料的儲氫質量標準為 5%。美國 2010 年

15、到 2015 年的體積儲氫容量分別為 45g/L和 81g/L、存儲成本分別為 4 美元kWh 和 2 美元kWh。 同時氫氣為易燃、易爆氣體，當氫氣濃度為 4.1%-74.2%時，遇火即爆。因此評價儲氫技術優劣，還必須考慮安全性。 圖表圖表3 美國能源部對車載儲氫系統的技術指標（美國能源部對車載儲氫系統的技術指標（2011年）年） 技術指標技術指標 2025年年 最終目標最終目標 體積儲氫密度/（kgm-3） 40 70 質量儲氫密度，% 5.5 6.5 最低/最高工作溫度/ -40/85 -40/85 吸氫時間/min 3.3 2.5 使用壽命/次數 1500 1500 資料來源：美國能源

16、部，國際能源署，平安證券研究所 1.4 氫能儲存場景及相關標準氫能儲存場景及相關標準 氫能儲存場景主要包括在加氫站的儲存、在運輸車的儲存和燃料電池車的儲存等幾種場景，目前已經形成加氫站及車載氫系統、氣液固儲氫等相關標準。 圖表圖表4 儲氫標準體系儲氫標準體系 類型類型 文件文件/標準號標準號 內容內容 加氫站及車載氫系統加氫站及車載氫系統技術標準技術標準 加氫站安全技術規范GB/T34584-2017 規定氫能車輛加氫站的氫氣輸送、站內制氫、氫氣存儲、壓縮、加注以及安全與消防等方面的安全技術要求。本標準適用于采用各種供氫方法的氫能車輛加氫站，也適用于加氫加油、加氫加氣、加氫充電合建站等兩站合建

17、或多站合建的加氫站。 燃料電池電動汽車車載氫系統技術條件GB/T26990-2011 2020年 7月 21日，車載儲氫系統的兩項國標修改后正式實施，將原范圍中的工作壓力不超過 35MPa修改為 70MPa。兩項標準修改內容均于 2020年7月 21日已開始實施。 燃料電池電動汽車車載氫系統試驗方法GB/T29126-2012 氣態存氣態存儲儲 固定式儲氫容器技術標準 固定式高壓儲氫用鋼帶錯繞式容器GB/T26466-2011 適用于同時滿足以下條件的固定式高壓儲氫用鋼帶錯繞式容器：1)設計壓力大于或等于10MPa 且小于 100MPa；2)設計溫度大于或等于-40且小于或等于80；內直徑大于

18、或等于 300mm且小于或等于 1500mm，設計壓力(MPa)與內直徑(mm)的乘積不大于 75000。 加氫站用儲氫裝置安全技術要求 GB/T34583-2017 規定加氫站用氣態氫儲存裝置的安全技術要求，加氫站中用于充裝高壓氫氣且安全在固定位置的裝置，包括儲氣罐儲氫裝置和無縫管式儲氣瓶儲氫裝置。適用于設計壓力不大于 100MPa，使用溫度不低于-40且不高于60，充裝高壓氫氣的加氫站用固定式儲氣罐儲氫裝置和無縫管式儲氣瓶儲氫裝置。 鋁內膽碳纖維全纏繞氣瓶（型瓶）技術標準 車用壓縮氫氣鋁內膽碳纖維全纏繞氣瓶GB/T35544-2017 規定車用壓縮氫氣鋁內膽碳纖維全纏繞氣瓶的型式和參數、技

19、術要求、試驗方法、檢驗規定、標志、包裝、運輸和儲存等要求。適用于設計制造公稱工作壓力不超過 70MPa、公稱容積不大于450L、貯存介質為壓縮氫氣、工作溫度不低于-40且不高于85、固定在道路車輛上用作燃料箱的可重復充裝氣瓶。 塑料內膽碳纖 車用壓縮氫氣塑料內膽碳纖維全 規定了車用壓縮氫氣塑料內膽碳纖維全纏繞氣瓶（以下簡稱氣瓶）的型式和參數、技術 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 7/ 20 維全纏繞氣瓶（型瓶）技術標準 纏繞氣瓶T/CATSI 02007-2020 要求、運輸和儲存等要求。除對氣

20、瓶性能提出要求外，該標準還對氣瓶建造過程提出了技術要求，如氣瓶塑料內膽與氫氣相容性評定方法、氣瓶塑料內膽焊接工藝評定和無損檢測方法、氣瓶氣密性氦泄漏檢測方法、氣瓶用密封件性能試驗方法等。適用于設計制造公稱工作壓力不超過 70MPa、公稱容積不大于 450L、貯存介質為壓縮氫氣、工作溫度不低于-40且不高于85、固定在道路車輛上用作燃料箱的可重復充裝氣瓶。 液態存液態存儲儲 液氫技術標準 氫能汽車用燃料液氫GB/T40045-2021 國家市場監管總局（國家標準化管理委員會）批準發布了氫能汽車用燃料液氫 液氫生產系統技術規范和液氫貯存和運輸技術要求三項國家標準，于 2021年11月 1日起實施。

21、 液氫生產系統技術規范GB/T40061-2021 液氫貯存和運輸安全技術要求GBT40060-2021 固態存固態存儲儲 固態儲氫技術標準 可運輸儲氫裝置金屬氫化物可逆吸附氫ISO 16111-2008 國內固態儲氫技術標準缺失，國際標準有可運輸儲氫裝置金屬氫化物可逆吸附氫 。 通信用氫燃料電池固態氫源系統 YDB 053-2010 2010 年由北京有色金屬研究總院和工業和信息產業化部電信研究院等單位聯合編制。 燃料電池備用電源用金屬氫化物儲氫系統GB/T 33292-2016 2011年國家標準化管理委員會下達了燃料電池備用電源用金屬氫化物儲氫系統標準的制定計劃，2017年 7月 1日實

22、施。 資料來源：國家標準化管理委員會，平安證券研究所 1.5 氫能給壓力容器行業帶來新機遇氫能給壓力容器行業帶來新機遇 氫能產業的發展給壓力容器行業帶來新的發展機遇，一方面，氫能儲運設備是氫能利用的重要基礎設施，是促進氫能產業發展的必要支撐。另一方面，氫能產業發展將推動臨氫、超高壓、超低溫以及纖維纏繞復合材料、多層包扎結構設備的設計制造、檢驗檢測、風險評估等方面技術的發展和進步，也推動壓力容器產業向高端、清潔、環保、高效方向的轉型升級。但氫能產業的快速發展也對壓力容器技術要求提出了更高的挑戰，目前一系列關鍵技術有待突破。 (1)氫能儲運裝備的材料方面亟待解決。氫能儲運裝備的材料方面亟待解決。目

23、前高壓氫氣長管拖車、管束式集裝箱、站用儲氫瓶組等設備所用的高強鋼既沒有制定標準，也沒有成熟的材料可供選用，4130X鋼已應用于 45MPa站用儲氫瓶組，但其可靠性尚未得到充分驗證，需要研究提出高壓臨氫環境下設備選材的安全基本要求，開發專用材料。針對已有應用經驗的 4130X 鋼，仍需對其與高壓氫氣的相容性進行系統研究以掌握氫脆受材料成分、組織、加工方法、氫分壓等的影響規律，形成 4130X 鋼用于高壓氫氣儲運場合的專項技術要求。對于 IV型儲氫氣瓶，需要研發內膽專用塑料材料，建立材料性能指標體系等相應標準。 (2)氫能儲運設備設計制造應不斷創氫能儲運設備設計制造應不斷創新。新。對于 IV型瓶，

24、其設計制造關鍵技術主要有內膽結構設計方法、有限元應力分析設計方法、塑料內膽成型方法和工藝、內膽與瓶口密封結構設計方法等，需要研究解決結構尺寸的確定方法及其對氣瓶安全性能的影響、內膽與瓶口之間泄漏機理及影響因素、內膽常見缺陷及其成因和預防措施等科學技術問題，有待提出內膽成型、纖維帶壓纏繞、樹脂固化的工藝評定方法。 (3)儲氫設備的型式試驗能力還不全面， 需加強試驗環節以提高壓力容器的安全性能。儲氫設備的型式試驗能力還不全面， 需加強試驗環節以提高壓力容器的安全性能。 對 35MPa以上壓力等級的車載氫氣瓶，按 GB/T 35544-2017 標準的要求，型式試驗項目包括氫氣循環試驗，但我國目前還

25、沒有通過氫循環試驗的產品，氫循環試驗裝置技術復雜度高、投資大、建設周期長、建設難度大、后期維護成本高，我國僅有個別型式試驗機構搭建了試驗裝置。 此外，為推進氫能儲運設備的成熟發展，我們還需要對相應的氫能儲運設備使用管理方面提出更高的要求，建立現代化管理平臺，通過搭載安全監控系統并構建基于全生命周期的大數據平臺，實現儲氫壓力設備的“智能網聯化” 。 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 8/ 20 圖表圖表5 氫能產業基礎設施關鍵氫能產業基礎設施關鍵設施設施 資料來源：中國知網，平安證券研究所 1.6

26、儲氫容器材料要求不斷提升儲氫容器材料要求不斷提升 高壓儲氫氣瓶是壓縮氫廣泛使用的關鍵技術，隨著應用端的應用需求不斷提高，輕質高壓是高壓儲氫氣瓶發展的不懈追求。目前高壓儲氫容器已經逐漸由全金屬氣瓶(型瓶)發展到非金屬內膽纖維全纏繞氣瓶(型瓶)。 （1）全金屬儲氫氣瓶）全金屬儲氫氣瓶/罐罐（型瓶）（型瓶） ，其制作材料一般為 Cr-Mo鋼、6061鋁合金、316L等。由于氫氣的分子滲透作用，鋼制氣瓶很容易被氫氣腐蝕出現氫脆現象，導致氣瓶在高壓下失效，出現爆裂等風險。2004 年 7 月，中石化牽頭成立了由鋼鐵企業、使用單位以及有關科研單位等組成壓力容器鋼板國產化聯合攻關組，共同推動鋼板研制和應用工

27、作。參與研制的 5家鋼鐵企業(寶鋼、鞍鋼、武鋼、舞鋼、濟鋼)目前已經陸續成功開發了用于大型儲備罐的高強度大線能量焊接用鋼板。9Ni鋼最早由太鋼于 2007 年開發生產，目前鞍鋼、武鋼、南鋼、湘鋼均有生產能力，由于儲罐需要 6mm 厚的中厚板，南鋼的市場份額較大。太鋼、鞍鋼和南鋼等鋼企研發的 LNG 低溫壓力容器用 9Ni 鋼板也通過了國家容標委鑒定審查，實現了工程應用，填補了國內的空白。 （2）纖維復合材料纏繞氣瓶（型瓶、型瓶和型瓶）纖維復合材料纏繞氣瓶（型瓶、型瓶和型瓶） 。型瓶和型瓶是纖維復合材料纏繞制造的主流氣瓶。其主要由內膽和碳纖維纏繞層組成。型瓶的內膽為鋁合金，型的內膽為聚合物。纖維

28、復合材料則以螺旋和環箍的方式纏繞在內膽的外圍，以增加內膽的結構強度。 總體而言，高壓儲氫氣瓶型瓶、型瓶和型瓶常用的材料有鋁(6061 或 7060)、鋼(不銹鋼或鉻-鉬鋼)。型瓶內膽常用的聚合物材料為高密度聚乙烯、聚酰胺基聚合物等。高性能纖維是纖維復合材料纏繞氣瓶的主要增強體。通過對高性能纖維的含量、張力、纏繞軌跡等進行設計和控制，可充分發揮高性能纖維的性能，確保復合材料增強壓力容器性能均一、穩定，爆破壓力離散度小。玻璃纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維、硼纖維、碳纖維、芳綸和 PBO 纖維等纖維均被用于制造纖維復合材料纏繞氣瓶，其中碳纖維以其出色的性能逐漸成為主流纖維原料(如日本東麗的 T300、

29、T700、T1000)。 二、二、 氫能儲存技術以高壓儲氫為主氫能儲存技術以高壓儲氫為主 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 9/ 20 2.1 氫能有三種儲存方式氫能有三種儲存方式 目前，主要儲氫方式有三種，分別是氣態儲氫、液態儲氫、固態儲氫。氣態儲氫、液態儲氫、固態儲氫。從技術發展方向來看，目前高壓氣態儲氫技術比較成熟，一定時間內都將是國內主推的儲氫技術；有機物液體儲氫技術可以利用傳統的石油基礎設施進行運輸、加注，方便建立像加油站那樣的加氫網絡，相比于其它技術而言，具有獨一無二的安全性和運輸便利

30、性，但該技術尚有較多技術難題，未來看會極具應用前景； 固態儲氫應用在燃料電池汽車上優點十分明顯， 但現在技術還有待突破， 短期內不會有較大范圍的應用，長期來看發展潛力比較大。 圖表圖表6 目前主要儲氫方式目前主要儲氫方式 資料來源： 新型儲氫材料研究進展 ，平安證券研究所 圖表圖表7 3 種主要儲氫技術的優缺點及應用種主要儲氫技術的優缺點及應用 儲氫技術 優點 缺點 目前主要應用 氣態儲氫 高壓氣態儲氫 技術成熟， 結構簡單，充放氫速度快，成本及能耗低 體積儲氫密度低， 安全性能較差 普通鋼瓶，少量儲存，輕質高壓儲氫罐，多用于氫燃料電池車 液態儲氫 低溫液態儲氫 儲氫密度高、運輸簡單、安全性高

31、 轉化過程能耗較高、 儲氫裝置要求較高、裝置投入較大，經濟性較低 主要用于航天工程領域，如火箭低溫推進劑 有機液態儲氫 儲氫量大、 能量密度高、儲存設備簡單 成本高，能耗大，操作條件苛刻 還沒用得到廣泛應用 固態儲氫 物理吸附儲氫 可利用的材料較多，選擇多樣性 常溫或高溫儲氫性能差， 儲氫不牢固 實驗研究階段 化學氫化物儲氫 單位體積儲氫密度大，能耗低，安全性好 溫度要求較高， 技術不成熟 實驗研究階段 資料來源： 新型儲氫材料研究進展 ，平安證券研究所 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 10/

32、20 圖表圖表8 主要氫能儲運方式的技術指標比較主要氫能儲運方式的技術指標比較 儲氫方式儲氫方式 運輸工具運輸工具 壓力壓力(MPa) 載氫量載氫量(kg車車) 體積儲氫密度體積儲氫密度（kg/m） 質量儲氫密度質量儲氫密度（wt%） 成本（元成本（元/kg） 能耗（能耗（kWh/kg） 經濟距離（經濟距離（km） 氣態儲氫 長管拖車 20 300-400 14.5 1.1 2.02 1.0-1.3 150 管道 1-4 - 3.2 - 0.3 0.2 500 低溫液態儲存 液氫 槽罐車 0.6 7000 64 14 12.25 15 200 有機液態儲氫 槽罐車 常壓 2000 40-50

33、4 15 - 200 固態儲氫 貨車 4 300-400 50 1.2 - 10-13.3 150 資料來源： 中國氫能源及燃料電池產業白皮書（2019版） ，平安證券研究所 根據中國氫能聯盟發布的中國氫能源及燃料電池產業白皮書（2019 版） 預測：我國氫能儲運將按照“低壓到高壓” “氣態到多相態”的方向發展，由此逐步提高氫氣儲存和運輸的能力。氫能市場滲入前期，氫氣用量及運輸半徑相對較小，此時高壓氣態運輸的轉換成本較低，更具性價比；氫能市場發展到中期（2030年） ，氫氣需求半徑將逐步提升，將以氣態和低溫液態為主；遠期（2050 年）來看，高密度、高安全儲氫將成為現實，完備的氫能管網也將建成

34、，同時出臺固態、有機液態等儲運標準及管道輸配標準作為配套。 2.2 氫能儲運發展空間廣闊氫能儲運發展空間廣闊 國際氫能委員會預測，到 2050 年，氫能產業將創造 2.5 萬億美元的市場規模。根據中國氫能聯盟預計，到 2025 年，我國氫能產業產值將達到 1萬億元；到 2050年，氫能在我國終端能源體系中占比超過 10%，產業鏈年產值達到 12萬億元，這將對氫能儲運設備材料提出了大量市場需求，氫能儲運設備材料或成為較好的投資機會。 國家對儲氫環節技術研發更加重視。根據 2018-2021 年國家“氫能技術”重點專項指南匯總數據，從三大產業鏈環節分布變化中可以發現，國家加大了制氫和儲氫技術的研發

35、重視。相比 20182020 年，2021 年儲氫技術的研發項目占比大幅提升，氫能源儲運愈發重要。 圖表圖表9 2018-2021 年國家“氫能技術”重點專項年國家“氫能技術”重點專項項目分布變化情況項目分布變化情況 資料來源：前瞻產業研究院，平安證券研究所 22%19%52%32%32%32%0%10%20%30%40%50%60%儲氫技術類制氫技術類燃料電池技術類2018-20202021 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 11/ 20 三、三、 高壓儲氣瓶技術高壓儲氣瓶技術逐步成熟逐步成熟

36、3.1 高壓儲氫瓶的應用場景高壓儲氫瓶的應用場景 高壓氣態儲氫是目前廣泛應用的儲氫方式，在國內外已經實現一定規模商用。這種技術路線主要通過高壓儲氣瓶來實現氫氣的儲存和釋放。根據材質的不同，高壓儲氫瓶分為純鋼制金屬瓶（I 型） 、鋼制內膽纖維纏繞瓶（II 型） 、金屬內膽纖維纏繞瓶（III型）和塑料內膽纖維纏繞瓶（IV 型）4 種。 根據高壓氫容器的不同使用要求，可以將高壓儲氫分為固定式高壓儲氫、車載輕質高壓儲氫和運輸用高壓儲氫。 固定式固定式儲氫瓶：儲氫瓶：在高壓儲氫技術中，目前最為成熟且成本較低的技術是鋼制氫瓶和鋼制壓力容器，如目前工業中廣泛采用20MPa 鋼制氫瓶，并且可與 45MPa 鋼

37、制氫瓶、98MPa 鋼帶纏繞式壓力容器進行組合應用于加氫站。但是鋼制氫氣瓶由于較高的重量，因此并不適宜汽車用。 儲氫裝置是加氫站中的一個重要裝置，一般采用 45MPa儲氫瓶。一般有兩種方式，一種是用具有較大容積的氣瓶，該類氣瓶的單個容積在 600-1500L 之間，為無縫鍛造壓力容器；另一種是采用小容積的氣瓶，單個氣瓶的容積在 45L-80L。 儲運氣瓶與車載氣瓶的差別在于壓力不同，儲運氣瓶的壓力高于車載氫氣瓶。當為燃料電池汽車加注時，以站內儲氫瓶和車載瓶之間的壓差為驅動力。 大直徑儲氫長管：石家莊安瑞科氣體機械有限公司 2002年在國內率先研制成功 20/25MPa大容積儲氫長管，并應用于大

38、規模氫氣運輸。長管氣瓶材料為鉻鉬鋼 4130X，強度高，具有良好的抗氫脆能力。 鋼帶錯繞式儲氫罐：鋼帶錯繞式儲氫罐目前有 45MPa 和 98MPa 兩種型號，如浙大與巨化集團制造生產的兩臺國內最高壓力等級 98MPa 立式高壓儲罐，安裝在江蘇常熟豐田加氫站中。 車用儲氫瓶：車用儲氫瓶：目前車用高壓儲氫瓶的國際主流技術通過以鋁合金/塑料作為內膽，外層則用碳纖維進行包覆，提升氫瓶的結構強度并盡可能減輕整體質量。 目前國外氫燃料電池汽車已經廣泛使用 70MPa碳纖維纏繞 IV型瓶，與之相比，目前我國車載儲氫方式大多為 35MPa 碳纖維纏繞III型瓶，而 70MPa 碳纖維纏繞 III型瓶也已少量

39、用于國產汽車中。 運輸用高壓儲氫運輸用高壓儲氫瓶瓶：高壓氫氣的運輸設備主要用于將氫氣從產地運輸到使用地或加氫站。 管式拖車用旋壓成型的大型高壓氣瓶盛裝氫氣。典型管式拖車長 10.0-11.4m，高 2.5m，寬 2.0-2.3m，盛裝的氫氣壓力在 16-21MPa 之間，質量在 280kg 左右。 圖表圖表10 高壓儲氫設備分類及性能高壓儲氫設備分類及性能 資料來源：中國氫能聯盟，平安證券研究所 圖表圖表11 不同類型儲氫瓶不同類型儲氫瓶/罐性能對比罐性能對比 類別類別 I 型：純鋼制型：純鋼制 II 型：鋼制內膽纖維纏繞型：鋼制內膽纖維纏繞 III 型：金屬內膽纖維纏繞型：金屬內膽纖維纏繞

40、IV 型：塑料內膽纖維纏繞型：塑料內膽纖維纏繞 材料 全金屬（鋼質） 內膽為金屬（鋼質），纖維環向纏繞 內膽為金屬（鋼/鋁質），纖維全纏繞 內膽為塑料，纖維全纏繞 壓強（MPa） 17.5-20 26-30 30-70 30-70 性能 固定式高壓氫氣儲存設備 車用高壓儲氫容器 高壓氫氣輸運設備 特點 容量大、固定式使用 輕質、高壓 大規模點對點；主要用于將氫氣從產地運輸到使用地或加氫站 使用領域 主要用于在固定場所儲存高壓氫氣， 如加氫站和制氫站內的儲氫罐，電廠內儲存高壓氫氣的儲罐等 是燃料電池汽車或氫內燃機汽車上用于儲存高壓氫氣的容器 1.用大型高壓無縫氣瓶、“K”bottle氣瓶盛裝氫氣

41、，并用汽車運輸 2.直接用高壓氫氣管道輸送，在氫氣的生產地或者配給地等設置輸氣站，將氫氣輸送到需要的地方 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 12/ 20 重量體積比（kg/L） 0.9-1.3 0.6-1.0 0.35-1.0 0.3-0.8 儲氫密度（g/L） 14-17 14-17 40 49 成本 低 中等 高 高 使用壽命 15 年 15 年 15-20 年 15-20 年 應用場景 加氫站等固定儲氫 加氫站等固定儲氫 氫燃料電池汽車 氫燃料電池汽車 國內現狀 壓力在 45MPa、容量在

42、600-1500L 的儲氫容器較為成熟，更大的高壓容器需要攻關 已開發 35MPa、 70MPa， 技術和產品成熟， 其中 35MPa 已被廣泛用于氫燃料電池車，70MPa 剛開始推廣 處于研發階段， 面臨工藝落后、碳纖維、數值性能差、標準缺失等問題 主要企業 蘭石重裝、巨化集團工程公司、科泰克、天海、中材、斯林達、富瑞特裝等 資料來源：中國氫能聯盟，平安證券研究所 圖表圖表12 不同類型車用儲氫瓶對比圖不同類型車用儲氫瓶對比圖 資料來源：北極星電力網，平安證券研究所 3.2 車用儲氫瓶成本碳纖維占比高，成本有望逐步下降車用儲氫瓶成本碳纖維占比高，成本有望逐步下降 （1）儲氫瓶關鍵材料和零部件

43、國產化亟待突破）儲氫瓶關鍵材料和零部件國產化亟待突破 儲氫瓶產業鏈可以簡單劃分為上游原材料和零部件，中游生產制造和下游終端應用三個環節。其中，上游原材料包括鋁材、鋼材、碳纖維和樹脂等，零部件包括各種金屬閥門和各類傳感器；中游生產制造設備和制造工藝等；下游則是在燃料汽車、氫氣運輸罐、加氫站等場景上的應用。在產業鏈供應方面，目前車載儲氫瓶核心材料及零部件如碳纖維主要依賴進口，瓶口閥、減壓閥等也主要依賴進口，未來這些關鍵材料和零部件將逐步實現國產化。 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 13/ 20 圖表

44、圖表13 儲氫瓶產業鏈簡介儲氫瓶產業鏈簡介 資料來源：道得投資研究中心，平安證券研究所 （2）車用儲氫瓶材料中碳纖維復合材料成本占比高）車用儲氫瓶材料中碳纖維復合材料成本占比高 目前，國內外車載儲氫氣瓶（III/IV 型）由內至外包括內襯材料、過渡層、纖維纏繞層、外殼保護層內襯材料、過渡層、纖維纏繞層、外殼保護層。國內內襯材料多選用鋁合金，國外則多選用特種塑料；內層之外又稱為復合材料層，一般分為兩層，內層為碳纖維纏繞層，一般是由碳纖維和環氧樹脂構成；外層為玻璃纖維保護層，一般是由玻璃纖維和環氧樹脂構成。兩層均是由纏繞工藝制作而成，通過對環氧樹脂加熱固化，以保證氣瓶強度。 圖表圖表14 碳纖維復

45、合材料材質碳纖維復合材料材質 IV型高壓儲氫瓶剖視圖型高壓儲氫瓶剖視圖 資料來源：中科院寧波材料所特種纖維事業部，平安證券研究所 從車載儲氫瓶材料成本來看， 儲氫瓶的成本主要集中在外部纏繞用的碳纖維復合材料。 對于儲氫質量均為對于儲氫質量均為 5.6kg的的 35MPa、70MPa 高壓儲氫高壓儲氫IV型瓶成本構成來看，碳纖維復合材料成本分別占系統總成本的型瓶成本構成來看，碳纖維復合材料成本分別占系統總成本的 75%和和 78%。 目前，高壓儲氫瓶用碳纖維主要采用 T700級及以上規格，從企業碳纖維生產企業角度來看，目前碳纖維生產企業中，日本和美國依舊占據主導地位。根據廣州賽奧碳纖維技術有限公

46、司發布的2020 全球碳纖維復合材料市場報告 ，2020 年全球碳纖維行業有效產能為 16.79 萬噸，比 2019 年增加了約 1.30 萬噸。從全球范圍來看，中國、美國和日本三國產能分別為 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 14/ 20 4.50 萬噸、3.73萬噸和 2.92萬噸，占全球總產能 6成以上。目前我國碳纖維企業主要以中復神鷹、恒神股份、光威復材等企業為主。 圖表圖表15 35MPa 高壓儲氫高壓儲氫IV型瓶型瓶成本構成（美元）成本構成（美元） 圖表圖表16 70MPa 高壓儲氫高

47、壓儲氫IV型瓶成本型瓶成本構成（美元）構成（美元） 資料來源：中科院寧波材料所特種纖維事業部，平安證券研究所 資料來源：中科院寧波材料所特種纖維事業部，平安證券研究所 目前，由于國內 70MPa碳纖維纏繞 IV型瓶的制備技術不成熟、規?；a難度大，因此目前成本相對較高，抑制了 IV型儲氫瓶的需求。據美國汽車研究理事會研究發現，當生產規模越大，儲氫瓶成本也就越低，如當氣瓶生產規模由 1萬套提高到 50 萬套時，氫氣瓶成本會下降20%。未來隨著氫能源汽車的快速發展，儲氫瓶成本有望下降。 圖表圖表17 儲氫瓶成本與規?；瘜P系儲氫瓶成本與規?；瘜P系（單位：美元）（單位：美元） 項目項目（單套

48、成本）（單套成本） 生產規模生產規模 1 萬套 3 萬套 8 萬套 10 萬套 50 萬套 吹制加工 51.38 27.6 20.16 19.27 17.84 退火處理 31.4 11.39 5.78 7.74 5.65 濕法纏繞 2192.19 2187.45 2030.42 1934.75 1877.09 B 固化 16.59 5.16 4.23 4.79 4.34 瓶肩泡沫 16 12.28 11.12 10.98 10.76 加壓 63.95 12.09 6.94 8.79 7.32 閥座 35.68 28.9 25.91 25.21 24.9 液壓實驗 14.92 8.76 7.99

49、 7.52 7.52 填充壓注測試 52.68 21.17 17.23 14.86 14.86 儲氫瓶成本合計 2474.79 2314.8 2129.78 2033.91 1970.28 與 1 萬套成本比較 -6.5% -13.9% -17.8% -20.4% 資料來源：美國汽車研究理事會，平安證券研究所 3.3 國內高壓儲氫產業鏈主要企業及產品國內高壓儲氫產業鏈主要企業及產品 碳纖維復合材料, 2194 平衡儲罐，101 氫氣, 18 組裝檢查, 36 調節器, 160 閥門, 226 其他系統, 130 碳纖維復合材料, 2,721 平衡儲罐，79 氫氣, 18 組裝檢查, 36 調節

50、器, 200 閥門, 282 其他系統, 154 請通過合法途徑獲取本公司研究報告，如經由未經許可的渠道獲得研究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。 電力行業深度報告 15/ 20 從國內主要高壓儲氫瓶生產企業生產的III型儲氫瓶與國外 IV型瓶性能對比來看， IV型瓶質量輕且儲氫密度高。 同等體積下，壓力越大儲氫量越高，車輛行駛里程就更遠。根據汽車產業中長期發展規劃 ，短期內國內儲氫技術仍然會以高壓儲氫為主。 圖表圖表18 國內外儲氫瓶生產企業及氣瓶性能對比國內外儲氫瓶生產企業及氣瓶性能對比 國別國別 生產公司生產公司 型號型號 容積容積/L 質量質量/kg 壓力壓力/MPa