行业分析报告

1 氢能一直以来都是全球能源界关注的重点，燃料电池汽车则是氢能应用与发展道路上的重要领域之一。作为具有战略意义的清洁能源，全球多个国家已经将其纳入国家战略规划中，并加快推进燃料电池汽车商业化示范和应用，如日本、韩国及欧洲部分国家，中国也明确将氢能写入中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要中。自 2017 年以来，中国氢能与燃料电池汽车发展极为迅速。截至 2022 年 6 月底，国内燃料电池汽车保有量已超 10000 辆，累计销量 9487 辆；2022 年上半年，国内燃料电池汽车销量为1033 辆，同比 2021 上半年的 637 辆大幅提升，增幅达 62%。车载供氢系统是氢燃料电池车的关键组成部分，主要功能有两点：一是储存氢气，二是车辆行驶过程中向电堆（即化学能转化为电能部件）提供满足压力、流量需求的氢气。氢气属于易燃易爆且小分子易泄漏气体，因而在整个调压输送过程中，密封是很重要的环节。同时，电堆对于氢气流量的稳定输送以及快速响应流量需求变化有较高要求，而且供氢系统中调压模块的设计可以有效改善氢燃料利用效率，因而供氢系统的设计对燃料电池整车的安全与稳定性具有重要意义。高压气态储氢具有结构简单，充放氢速度快等优点，是目前最主要的车载储氢方案。车载储氢瓶与工业气瓶的服役要求，工作环境不同，具备的特点也不同，其特点主要包含体积受限，充装要求特殊，服役时间长，使用环境复杂等。储氢瓶一共有四类，依次被称为 I 型、II 型、III 型与 IV 型瓶。目前，轻量化，高密度已成为车载储氢瓶的主要要求，故 III 型瓶与 IV 型瓶已成为各大厂家生产的主要类型。2 随着燃料电池汽车市场逐步火热，供氢系统产业链也逐步迎来了产业降本期，众多国产企业纷纷入局，零部件供应企业也在逐步增多，供氢系统市场规模正在快速提高。势银（TrendBank）作为国内最早从事氢能与燃料电池产业研究的咨询机构，深耕氢能产业多年，结合已有研究及产业最新动态编写蓝皮书，重点介绍供氢系统技术、市场、供应链现状，为业内企业、政府、投资机构等服务，让业界更多的了解和关注中国供氢系统产业发展情况。3 4 序言 近期很多人在问，氢燃料电池车何时才能商业化、市场化？我想对于每一位投身于氢能行业的人来说，这个问题只有一个答案厉兵秣马，蓄势待发。近年，氢能在交通领域的热度逐年上升，比如围绕燃料电池关键材料和核心技术的加速攻关，以城市客运、重卡、物流等商用车型为先导逐步开展的规模化示范运行，以及加氢基础设施建设的提速等。2022 年北京绿色冬奥的成功举办，更是以燃料电池汽车为代表的氢能交通系统发展的示范性体现。冬奥的微火点燃了中国冬季运动的蓬勃发展的信心，同时也点亮了中国重视氢能产业、努力完成脱碳目标的信心。作为氢燃料电池车的关键部件，车载供氢系统直接影响到汽车的性能与安全。当更多人的焦点聚焦在燃料电池系统时，中材科技（苏州）有限公司与势银（TrendBank）联合推出 2022 车载供氢系统产业发展蓝皮书，也是希望让行业内外越来越多的人，关注车载供氢系统、储氢气瓶的发展，推动该环节的技术进步与新型产品的不断涌现。希望很快，更安全、更高效、更轻量化的储氢气瓶、供氢系统应用在越来越多的乘用车上，走进百姓人家。5 序言 在双碳目标及“十四五”氢能产业政策指导下，氢能发展前景一片向好。氢能作为清洁智慧能源体系中能源储存和转换的二次能源载体，各示范城市群纷纷将氢能及氢燃料电池产业作为新经济增长点，并相继建立了一系列示范和商业运行。作为国内绿氢装备“制、储、运、加”全产业链整体解决方案提供商之一，国富氢能在此之前便已经开始了绿氢探索之旅，并在绿氢版图上留下了专属印记。在 2021 年，国富氢能正式成立了水电解装置事业部。该事业部的设立，不仅促进了国富氢能液氢战略的进一步完善，还将促使国富氢能液氢全产业链进一步升级为绿氢全产业链，其工作重点是实现 MW 级电解槽和制氢装置的批量化生产制造与服务。氢能产业链各环节紧密相连，国富氢能与势银（Trendbank）联合发布2022 车载供氢系统产业发展蓝皮书，聚焦于氢能储运及利用的关键环节，将与新能源领域各方从业者及研究人员一道，共同探索氢能市场化的经验及发展路径，为推动氢能产业链高质量发展做出贡献。6 7 8 9 10 11 12 13中国车用燃料电池的研发经过了四个五年计划的积累，并在 863 计划的相关重大科技专项和项目支持下，中国基本初步掌握了燃料电池汽车整车开发及动力系统集成的关键技术，基本建立了具有自主知识产权的车用燃料电池技术平台，并开展了多层次的燃料电池汽车示范运营，随着五大城市群落地，燃料电池发展步入高速发展新篇章。截至 2022 年 7 月，中国燃料电池汽车保有量近 11000 辆。其中 2022 年 1 月至 2022 年 7 月份，国内燃料电池汽车上牌装车量达 1617 辆，已接近 2021 年整年度的销量（1862 辆）。0500100015002000250030003500201720182019202020212022(1-7月)上牌装车量（辆)14氢燃料电池汽车的结构主要包括燃料电池系统、车载供氢系统及动力电池，其核心为燃料电池系统。燃料电池车上的燃料电池系统也称为燃料电池发动机，主要由氢气循环子系统、空气供应子系统、水热管理子系统、燃料电池电堆和控制子系统组成。车载氢气供给系统是氢燃料电池车的关键组成部分，主要功能有两点，一是储存氢气，二是车辆行驶过程中向电堆（即化学能转化为电能部件）提供满足压力、流量需求的氢气。氢气属于易燃易爆且小分子易泄漏气体，因而在整个调压 15输送过程密封是很重要的环节。同时，电堆对于氢气流量的稳定输送以及快速响应流量需求变化有较高要求，而且供给系统中循环换系统的设计可以有效改善氢燃料利用效率，因而氢气供给系统的设计对燃料电池具有重要意义。供氢系统由瓶口阀、过流阀、过滤器、减压阀、泄压阀、截止阀、气水分离器及管路和接头组成，根据系统需求不同还配有单向阀、压力感应器等。如图 3车载供氢系统原理图所示，氢气由高压储氢瓶释出，经瓶口阀检测温度压力，限流阀检测流量，确认这些气体参数是否在设计允许范围内，否则启动温度紧急泄控装置或过流泄压装置。之后，高压过滤器净化气体，拦截杂质使其不至于污染电堆。根据减压阀性能及瓶口压力的不同设计一级或二级减压，调节氢气压力，为电堆前最后一级减压稳压装置提供足够流量合适压力的氢气。阀后设置了过压泄压阀以防止减压阀失效导致高压气体损坏阀后器件，手动排放阀则为了实验结束在电堆前有泄放管内残余气体的出口。在保证氢气路出口的氢气浓度足够的前提下，为了提高氢气利用率，氢气尾排经历了直排、脉冲排等阶段。16氢气供给系统主要性能需求在以下三个方面：1）管路接口处的高压静密封及阀门密封：其重点在于保证管路、阀门泄漏率在规定范围内，同时要求接头密封性能好，拆装方便，且成本较低。主要采用方式有锥管螺纹密封、球面密封以及平面密封。2）减压阀减压稳压性能：其重点在于要求减压跨度大，不同流量和阀前压力下减压阀后端压力波动小，同时由于多级减压以及安全保护阀门造成的体积过大，需要对减压模块进行集成以减小体积。3）管道阀门洁净度：其关键在于选取管道精度等级以及阀门对气体介质纯度影响程度。车载氢系统根据其功能性可以分为 3 个模块，分别是储氢模块、加氢模块、调压模块。储氢模块的重要零部件是高压复合材料气瓶，气瓶框架及低压连接管路;加氢模块中主要零部件是加氢口、过滤器及单向阀等功能部件;而调压模块中最重 17要的零部件是减压阀和高压管接头，此外还包含有过滤器、低压泄放阀及排气截止阀等功能部件。管路：由于高压氢气这样的特殊环境，系统中使用的气体管路采用 316L 不锈钢，耐压等级也是符合相关标准管路电磁阀：在给氢气瓶充气时，可有效防止气体进入燃料电池。瓶口阀：集成瓶口阀中包括 TPRD、电磁阀、压力传感器、温度传感器等功能部件 热熔栓（TPRD）：设置在高压氢瓶内，可防止周边着火导致氢瓶发生爆炸。18一旦温度传感器检测到储氢瓶周边温度过高，则氢瓶内的热熔栓将熔化，使氢气低流速释放，如果周边有火源，只出现氢气缓慢燃烧而避免爆燃情况发生。气瓶电磁阀：气瓶电磁阀为 12V 直流电源驱动，无电源时处于常闭状态，主要起开关气瓶的作用，与氢气泄漏报警系统联动。当系统正常通电工作时，电池阀处于开启状态，一旦泄漏氢气浓度达到保护值则自动关闭，从而达到切断氢源的目的。气瓶安全阀：当储氢瓶氢气压力超过设定值后能自动泄压。例如在瓶体温度由于某种原因突然升高造成瓶内气体压力升高，使压力超过安全阀设定值时，安全阀自动泄压，保证气瓶在安全的工作压力范围之内。压力传感器：用于判断气瓶中剩余氢气量，保证车辆的正常行驶。当压力低于某值时可以提示驾驶员加注氢气。温度传感器：通过气体温度的变化判断外界是否有异常情况发生。如果气体温度突然急剧上升时，若非温度传感器故障，则在气瓶周围可能有火警发生，可通过氢系统控制器立即报警。加氢口：在加注时与加氢机的加气枪相连，加氢口集成有加氢嘴、过滤器及单向阀等功能部件。1)过滤器：一般在供氢管路减压阀前，会配置一个过滤精度更高的 T 型过滤器，此过滤器主要功能是净化氢气，拦截颗粒杂质，防止污染电堆，同时考虑到减压阀的密封对颗粒杂质比较敏感，此过滤器也起到了保护减压阀的作 19用。2)单向阀：在加气口损坏时，阻止气体向外泄漏。4.减压阀：将氢气的压力调节到燃料电池所需要的压力。当出现异常情况，可以与针阀、安全阀联动将氢气瓶中的残余氢气安全放空。为了保证供氢管路的性能，燃料电池汽车在不同工况下，无论氢气消耗造成进口压力衰减或氢气流量发生怎样变化，减压阀都应保证输出压力的稳定。1)过流阀：是一种安全保护装置。当过流阀两端压差过大时，该阀可以起到限制气体流量的作用，主要是防止管路产生破裂等意外。通常建议该阀的安装位置是紧邻储氢瓶出口。2)手动截止阀：通常处于常开状态，当气瓶电磁阀失效时可以手动切断氢源。电磁阀和手动截止阀联合作用，可有效地避免了氢气泄漏。追溯到关键基础材料、核心基础零部件、元器件的层面，部分批量化产品的应用仍需依赖进口。依赖进口的原因主要有两个，一是国内产业链尚存空白；二是国内有供应商，但产品性能或供应商配套能力不能满足要求。下图所示是 35MPa 车载供氢系统产业链，图中红色阴影部分的产品是目前国内产业空白，完全依赖进口；灰色阴影部分代表国内虽然有相应产品，但由于性能不足或车标配套能力不足，目前阶段也主要依赖于进口。在车载供氢系统核心部件方面，国内目前主要掌握的是低压管路及车载储氢瓶的集成。20目前 35MPa 供氢系统产业链绝大部分已经实现国产化或正在实现国产替代，而 70MPa 供氢系统由于其压力更高，对于产品质量和性能提出了更高要求。目前，70MPa 供氢系统产业链零部件绝大部分为进口产品，下表列举 70MPa 车载供氢系统产业链产品概况及发展建议。21 22高压储氢技术具有结构简单，充放氢速度快等优点，是目前最主要的车载储氢方案。车载储氢瓶与工业气瓶的服役要求、工作环境不同，其具有以下特点：车载储氢瓶在汽车上固定安装，受车内空间限制，容积一般不会超过 450L。此外，各类车型对车载储氢瓶的体积提出了更多要求。例如，在高压氢气瓶的体积上，重卡主要考虑转弯半径所带来的影响，而叉车主要考虑在有限空间里的集成效果。充装过程中，需利用压力传感器与加氢枪进行实时通信，当氢气瓶内压力达到设定值时，自动停止加气。为满足商业化要求，车载储氢瓶充装过程需在 512min 内完成，而且高压氢气在快速充装过程中有明显的温度升高，需要采取措施限制快充温升。车载储氢瓶的设计使用寿命通常与机动车强制报废年限相同，一般为 15 年，避免造成资源浪费。车载储氢瓶随车辆行驶于不同地域、路况条件下时，会面临多种形式的机械损伤和环境侵蚀。为保证其运行过程中的安全可靠，需要针对不同类别的车载储氢瓶设计更为严格的仿真试验。现阶段，车载储氢瓶共分为四类，依次为 I 型、II 型、III 型与 IV 型瓶。从形 23状上看四种瓶的差别不大，其主要区别在于材料及工艺。其中 I 型瓶为金属外壳无纤维缠绕；II 型瓶为厚金属内胆，瓶体缠绕纤维树脂复合材料；III 型瓶为金属内胆，瓶体缠绕碳纤维树脂复合材料；IV 型瓶为聚合物内胆，瓶体缠绕碳纤维树脂复合材料。回顾储氢容器的发展过程，其本质是通过改变结构及材料，提升单位质量储氢密度。与最早的金属储氢容器不同，II、III、IV 型高压储氢容器通过在内胆外缠绕多种纤维固化形成增强结构，通过不断改善内衬材料及纤维缠绕模式，不断提升高压复合储氢瓶的承压能力和质量储氢密度。I 型瓶是是金属气瓶，整个瓶只有一层材料构成，且这层材料为多用耐压钢材。是目前这四类氢瓶中重量最大，成本最低，制造工艺最简单的一类瓶。然而，由于高压气态储氢容器 I 型、II 型储氢密度低、氢脆问题严重，车载储氢瓶很少使用该类型号。一般存储的气体压力在 15 至 30MPa。I 型瓶目前应用场景主要有两种，第一种以固定应用方式为主，适用于对压力要求不高的场景；第二种用于燃料电池叉车的供氢系统，目的是为了满足叉车自重的需求。24其主要瓶胆的材料与 I 型瓶相同，也为耐压钢材，不同的是在整个瓶身外面采用了纤维-树脂复合材料包裹。包裹材料的形式只采用箍圈式对瓶身进行包裹。从其瓶身的剖面示意图上也可以看出这一点。由于有瓶身上的复合材料包裹，提升了其耐受压力，一般都高于 I 型瓶，具体没有明确的上限，可以为了满足储压上限的需求来选定瓶身的材料与外部的包裹物。就目前应用场景来看，II 型瓶多应用于固定式能源的提供和交通领域 CNG 气瓶。较 I 和 II 型瓶，III 型瓶的出现主要为了应对氢气在移动式设备上的应用，对设备的轻量化提出了一定的要求，比如燃料电池汽车。产品重量降低的同时，为了保证性能，制造成本也比 I 和 II 型瓶都有了增加。从外形示意图上看，III 型瓶仍然采用了金属衬里，只是衬里的厚度较 II 型瓶有所减少，对瓶身则进行了全瓶身的纤维与树脂复合材料的包裹。包裹形式则采用两极铺设或螺旋形铺设。III 型瓶可以满足燃料电池汽车上的压力需求，分为 35MPa 和 70MPa 两种。目前国内燃料电池车用氢瓶通常为比较成熟的 III 型瓶。25较 III 型瓶，IV 型瓶则在轻量化上做出了较大的改进，衬里为高分子材料制成，比金属衬里重量更轻。瓶身上由纤维树脂复合材料全包裹。包裹采用两极铺设和螺旋形铺设混合的形式。不同于前面 I、II、III 三种氢瓶，IV 型瓶在氢瓶口处制成金属型，并集成了 Boss 结构。基于以上分析，势银（TrendBank）对以上四种储氢瓶主要参数做出总结，具体如下表所示。26目前，轻量化、高密度已成为车载储氢瓶的主要要求，故 III 型瓶与 IV 型瓶已成为各大厂家生产的主要类型。势银（TrendBank）对 III 型瓶与 IV 型瓶做了综合对比，结果表明:目前，虽然 III 型瓶的质量储氢密度低于 IV 型瓶，但其体积储氢密度相差不大，而且其储氢成本低于 IV 型瓶；在安全性方面，氢气快充过程中，IV 型瓶氢气温度较高，但由于其塑料内胆的低热传导率，其碳纤维加强层的温度一般不会高于 III 型瓶。此外，由于 III 型瓶铝内胆的强度和硬度高于塑料内胆，故其耐火烧性能明显高于 IV 型瓶。27为了更好地推动氢燃料电池汽车供氢系统的发展,势银（TrendBank）对产业驱动因素进行了分析，主要包括市场，产品，技术，应用及供应链。对于车载供氢系统来说，市场和供应链是影响产业发展的主要因素。在市场层面上，供需情况和竞争格局是驱动供氢系统发展的主要因素。首先是供需情况，势银（TrendBank）认为：相比 2022 年，当燃料电池车销量达到 10万辆时，供氢系统的成本预计能下降约 19%；当燃料电池车销量达到 50 万辆时，供氢系统的成本能下降约 34%左右。成本的下降能进一步推动供氢系统的商业化发展。其次是竞争格局，供氢系统产业正处于发展初期，不断有新企业加入行业内并进行技术优化和产品创新。经过一系列的市场角逐，供氢系统厂商已从单一的舜华、派瑞华发展为包括国富、兰天达、科泰克、天海、中材、中集、东峻、捷氢、未势、斯林达、星驰蓝氢等00.10.20.30.40.50.60.70.80.91燃料电池车保有量1万辆燃料电池车保有量10万辆燃料电池车保有量50万辆供氢系统成本（万元/kg）28诸多厂商群雄逐鹿的局面；供氢系统的稳定性和可靠性也得到了有效提升。在供应链层面，供应链本土化完备性是驱动供氢系统发展的主要因素。从上文图 5 中可以发现，目前在高压端管阀件及减压阀层面仍依赖进口产品。在这种卖方市场的情况下，国内供氢系统企业议价能力弱，直接造成了成本上升并影响了毛利率水平。有供氢系统企业表示，公司对上游原材料议价能力弱，虽然通过采用适当备货、成本加成定价等措施应对，但仍可能无法完全消化原材料价格大幅上涨所带来的风险。因此，供应链本土化完备性的提升也将大大促进车载供氢系统的发展进程。因为各类车型结构的不同，因此不同车型供氢系统的设计也存在不同，且同一类型车辆不同型号车型的供氢系统设计也可能有很大差异。本次势银（TrendBank）将罗列客车，重型卡车及叉车的供氢系统作为案例，以供参考。29客车供氢系统设计采用顶置式和底置式，其中,公交客车采用顶置式布置方式,公路客车采用底置式布置方式。原因：方便用户上车，采用低地板底盘，因此其供氢系统一般采用顶置式。原因：公路客车一般覆盖中长途客运，具有运输货物或堆放行李需求，因此其设计一般具有车底行李仓，因此其供氢系统一般采用底置式，但也有部分采用底置式和顶置式结合的方式，去增加客车的续航里程。30卡车系统设计一般采用侧挂式和后背式，优势在于可以降低整车重心，车辆更安全、更稳定。根据车辆的结构，一般的箱式物流车采用侧挂，而牵引车采用后背式。31叉车的供氢系统一般采用一型瓶，提升自重，使车辆运行过程中更安全、稳定。供氢系统在成本层面大体可以划分为两个部分，即车载储氢瓶和管阀件。下图车载供氢系统的成本分析案例是 2021 年装车的 8 瓶组公交车供氢系统，装车采用的是 35MPa，140L 的储氢气瓶。32从成本构成上看，管阀件及碳纤维是主要原材料成本，合计占到总成本的87%。其主要原因主要有两点：在于部分管阀件依赖进口，由少数几家的供应商主导的市场使其议价能力很强，导致管阀件成本居高不下。此外，储氢瓶对碳纤维品质提出了较高的需求，受限于国外对碳纤维限售政策和国内碳纤维产能不足的影响，高品质碳纤维的价格供不应求，在 2021 年涨幅最高达 50%。随着燃料电池示范应用的落地以及“双碳”目标的不断推进，以及国家政策的大力支持和技术的进步，中国燃料电池产业发展迅速升温，2021 年涉及燃料电池系统及电堆的企业超过 200 家，相比于火热的燃料电池系统产业，供氢系统行业门槛较高，并且对安全性和可靠性要求较高，因此不仅供氢产业新进入者少，而且这些企业特征相对比较明显，大部分燃料电池供氢系统企业有着在天然气和 33液化石油气汽车车载供气系统方面的经验和优势，并且和上游管阀件企业有一定的合作基础。近三年来，供氢系统出货企业有舜华、国富、兰天达、奥扬、中材在内 16 家供氢系统企业，且市场份额比较集中，TOP4 企业占据全国市场份额 80.28%。其中国富氢能出货量为行业第一。国家层面，近年来国家对氢能发展的支持政策出台频繁。2014 年国务院办公厅印发能源发展战略行动计划（2014-2020 年）正式将“氢能与燃料电池”作国富氢能41.30004000600080001000012000出货套数2019-2021供氢系统市场出货情况国富氢能TOP4企业（第一除外）其他 34为能源科技创新战略方向；2019 年，中国首次将氢能源写入两会政府工作报告；2020 年 4 月，首部国家能源法中华人民共和国能源法（征求意见稿）中首次明确氢的能源属性；2021 年 3 月，国家印发中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要，明确将氢能列为前沿科技和产业变革重要领域，谋划布局一批未来产业；2021 年 9 月，财政部等五部委联合发布关于启动燃料电池汽车示范应用工作的通知，燃料电池行业“顶层设计”终于落地；2022 年 1 月，全国第二批示范城市群获批；2022 年 3 月，发改委发布氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）。氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）国家政策明确指出，至 2025年燃料电池车辆保有量约 5 万辆，建成 300 座加氢站；2030 年实现百万辆燃料电池汽车的商业化应用，建成 1000 座加氢站；最终提高氢能在能源消费结构中的比重，为构建清洁低碳、安全高效的能源体系提供有力支撑。以下是部分燃料电池汽车相关政策。35 36随着全国第二批燃料电池汽车示范城市群获批，由郑州市牵头的河南城市群以及由河北张家口牵头的河北城市群成功跻身全国5个示范城市群行列，与2021年 9 月获批的首批京沪粤三个城市群组成全国“3 2”示范格局。相应的，目前中国施行“以奖代补”政策，氢燃料电池汽车单纯的购置补贴取消，取而代之的是奖励政策，奖励氢燃料电池汽车推广应用，以城市群为主体，而不是以往的整车企业。以下是五大城市群情况汇总。37 38 39气瓶分为 A 类气瓶和 B 类气瓶。A 类气瓶为公称工作压力小于或等于 35MPa的气瓶；B 类气瓶为公称工作压力大于 35MPa 的气瓶。A 类气瓶的公称水容积不大于 450L；B 类气瓶的公称水容积不大于 230L。40 A 类气瓶的设计循环次数 Nd 为 11000 次；B 类气瓶的设计循环次数 Nd 为7500 次。A 类气瓶的设计使用年限为 15 年；B 类气瓶的设计使用年限为 10 年。当气瓶实际使用年限未达到设计使用年限，但充装次数达到设计循环次数时，气瓶应当报废。在充装和使用过程中，气瓶的许用压力 Pm 为公称压力 P 的 1.25 倍。在充装和使用过程中，气瓶的温度应不低于-40且不高于 85。充装气瓶的压缩氢气成分应符合燃料电池汽车用氢气标准。设计气瓶时，应考虑其连续承受机械损伤或化学侵蚀的能力，其外表面至少应能适应下列工作环境：a)间断的浸入水中，或者道路溅水；b)车辆在海洋附近行驶，或者在用盐融化冰的道路上行驶 c)阳光中的紫外线辐射 d)车辆振动和碎石冲击 e)接触酸和碱溶液、肥料 f)接触车用液体，包括汽油、液压油、电池酸、乙二醇和油 41g)接触排放的废气 气瓶分为 A 类气瓶和 B 类气瓶。A 类气瓶为公称工作压力等于 35 MPa 的气瓶；B 类气瓶为公称工作压 力等于 70 MPa 的气瓶。B 类气瓶分为 B1 类气瓶和B2 类气瓶。B1 类气瓶为按不需要进行定期检验进行设计制造的乘用车用 B 类气瓶；B2 类气瓶为除 B1 类气瓶以外的 B 类气瓶。气瓶的设计循环次数 Nd 为 11 000 次。气瓶的设计使用年限为 15 年。在充装和使用过程中，气瓶的许用压力为公称工作压力 P 的 1.25 倍。以气体为试验介质时，试验压力允差为1MPa；以液体为试验介质时，试验压力允差为（0 2）MPa。在充装和使用过程中，气瓶的温度应不低于-40 且不高于 85。充装气瓶的压缩氢气成分应符合燃料电池汽车用氢气品质的要求。设计气瓶时，应考虑其连续承受机械损伤或化学侵蚀的能力，其外表面至少应能适应下列工作环境：42a)间断的浸入水中，或者道路溅水；b)车辆在海洋附近行驶，或者在用盐融化冰的道路上行驶 c)阳光中的紫外线辐射 d)车辆振动和碎石冲击 e)接触酸和碱溶液、肥料 f)接触车用液体，包括汽油、液压油、电池酸、乙二醇和油 g)接触排放的废气 在气瓶使用寿命内应对其进行日常保养检查，检查项目及其要求见附录 C。A 类气瓶和 B2 类气瓶定 期检验时应从车上拆下进行。当气瓶实际使用年限未达到设计使用年限，但充装次数达到设计循环次数 时，气瓶应当报废。与 III 型气瓶国标比较，主要有以下三点不同：容积范围扩大：230L450L 使用年限长：10 年15 年 每三年拆卸一次B1 类气瓶在全寿命周期内不拆装 加氢口性能要求：1.气密性 按6.3规定的方法进行气密性试验,首先用检漏液检查.如果1min之内励气泡产生则为合格,如果产生气泡,继续采用检漏仪或其他方式进行测量,其等效氢气泄漏率不应超过 0.02LVR(标准状态下)。432.耐震性 按 6.4 规定的方法进行耐振性试验后,所有连接件不应松动.其气密性应符合5.2.1 的要求。3.耐温性 按 6.5 规定的方法进行耐温性试验后:不应有气泡产生。4.耐久性 加氢口的单向阀完成耐温性试验后,按 6.6 规定的方法进行耐久性试验,试验后不应出现异常磨损,且应符合 5.2.1 气密性的要求和 5.2.8 液静压强度的要求。5.耐氧老化性 加氢口与氢气接触的密封件,按 6.7 规定的方法进行耐氧老化试验后,不应出现明显变形、变质、斑点及裂纹现象。6.耐臭氧老化性 加氢口与空气接触的密封件,按 6.8 规定的方法进行耐具氧老化试验后,不应出现明显变形、变质、斑点及裂纹现象。7.相容性 加氢口与氢气接触的非金属零件,按 6.9 规定的方法进行相容性试验后,其体积膨胀率应不大于 25%,体积收缩率应不大于 1%,质量损失率应不大于 10%。8.液静压强度 加气口的承压零件按 6.10 规定的方法进行液静压强度试验后,应不出现任何裂纹、永久变形。9.耐盐雾腐蚀性 按照 6.11 规定的方法进行试验后,加氢口不应出现腐蚀或保护层脱落的迹象。44加氢口应符合 5.2.1 中规定的气密性要求。10.耐温度循环性 按照 6.12 规定的方法进行试验,试验中气体压力不应低于 70 色的公称工作压力.试验后加氢口应符合 5.2.1 规定的气密性要求以及 5.2.8 规定的液静压强度要求。11.兼容性 只有公称工作压力为 70MPa 的加氢口才需要做兼容性试验,按 6.13 规定的方法进行兼容性试验，试验后不应出现异常磨损,且应符合 5.2.1 气密性的要求。国内外对燃料电池汽车制定了很多标准和规范，其中 65%以上的内容是针对安全性的规定。燃料电池汽车的氢安全性，是指燃料电池汽车运行过程中车载氢系统的安全，主要包括高压供氢系统、燃料电池发电系统的安全性等。目前，为了保证车载氢系统的安全，各企业主要从材料选择、氢泄漏监测、静电防护、防爆、阻燃等方面进行控制和预防。一般情况下，为了满足防水、防尘、防振等要求，车用燃料电池电堆均被放在一个外壳之内。由于氢气的易爆炸性，氢气容易在密闭空间积累并产生爆炸，因此燃料电池电堆的外壳必须具有一定的强制通风功能，以避免氢气累积造成的爆炸。氢脆也会导致燃料电池电堆中和氢气接触的金属管路脆断，从而造成氢气的泄漏，因此外壳内要安装氢气报警器，以防大量氢气泄漏造成的氢气爆炸危险。45车载氢安全监控主要是对储氢瓶系统、燃料电池系统以及为其排放处的氢气泄漏、系统压力、系统温度、电气元件及其他器件进行实时监控，确保燃料电池在加氢、用氢过程中的安全。氢气安全监控系统主要包括氢系统控制器、氢气泄漏传感器、温度传感器和压力传感器等元器件。氢系统控制器在工作过程中，监控氢瓶及氢管路安全、氢气泄漏状态及整车运行状态，一旦出现异常，随时关闭供氢系统，保证燃料电池车辆安全。在储氢瓶口、燃料电池系统易于聚焦和泄漏处均放置多个氢气泄漏传感器，实时监控车内的氢含量，一旦发生氢泄漏立即采取响应处置措施，确保乘客安全。而且当有任何一个传感器检测到的氢气体积浓度超过氢爆炸下限（空气中的氢体积含量为 4%）的 10%、25%、50%时，监控器会分别发出级、级、级声光报警信号。车载氢系统加氢时，当氢系统控制器检测到氢瓶内压力超过设定的加注压力或低于设定的低压值时，立即向整车管路系统和加氢机发送停止加氢及氢瓶压力过高或过低的报警信息。当氢系统控制器检测到气瓶的温度超过或低于设定温度时，立即关闭电磁阀，并将氢瓶内温度过高或过低的报警信息发送给整车管路系统和加氢机请求结束正常工作，同时信息提示故障气瓶编号，通过声光报警方式通知驾驶员，立即采取相应措施。46 当车载氢系统供氢时，氢系统控制器检测到低压压力超过或低于设定值，立刻关闭电磁阀，并将管路超压或管路低压的报警信息发送给整车管理系统请求结束正常工作，同时声光报警提示驾驶员采取必要措施。氢系统控制器监控到电气元件发生短路时，立刻关闭氢系统所有电磁阀并使氢系统断电，同时声光报警提示驾驶员氢系统短路，采取相应的安全措施。车载氢系统根据其功能性可以分为 3 个模块，分别是储氢模块、加氢模块、调压模块。其中储氢模块的重要零部件是高压复合材料气瓶，气瓶框架及低压连接管路;加氢模块中主要零部件是加氢口、过滤器及单向阀等功能部件;而调压模块中最重要的零部件是减压阀和高压管接头，此外还包含有过滤器、低压泄放阀及排气截止阀等功能部件。以下是势银（TrendBank）提供的供应链企业汇总。47根据氢燃料电池汽车全球技术法规所指的储氢模块包括：氢气瓶、温度驱动压力泄放装置（TPRD）、单向阀、截止阀及以上组件间的管路和配件，其公称工作压力应不大于 70MPa，使用年限应不高于 15 年。典型储氢模块见图 18。48在城市示范群政策的带动下，燃料电池汽车销量迅速增长，而燃料电池汽车销量的增长也进一步拉动了对上游储氢瓶市场的需求。目前，储氢瓶市场具有以下三个特征。车载储氢系统可以按照储氢瓶数量分为 2 瓶组系统、3 瓶组系统、4 瓶组系统、6 瓶组系统、8 瓶组系统等。车载储氢瓶的市场需求量随应用车型、储氢瓶容积、储氢瓶压力，单套系统瓶数的变化而变化。据势银（TrendBank）调研发现：目前客车常配置单套 68 瓶组，单瓶 140L 或165L 的储氢系统；轻、中卡多配置单套 24 支 140L/165L/180L/260L 的储氢系统；12 吨18 吨中、重卡多配置 68 支 140/165L/210L 储氢系统；31 吨49 吨重卡多配置 68 支 210L 和 6 支 385L 车载储氢系统。49根据调研信息，势银(TrendBank)发现对于 10.5 米、12m 的客车车型，根据其应用场景，单车载氢量将呈上升趋势。而对于 8.5m 的客车，因为应用场景相对固定，单次加氢行驶里程固定，所以 140L 储氢瓶完全可以满足需求。对于重型车，如 31T、49T 的重卡，因为随着车型的推广市场拓宽，势银（TrendBank）认为有大容积储氢瓶替换趋势。此外，势银（TrendBank）认为 385L 气瓶组将会应用于重卡上，尤其 31T 重卡和 49T 重卡上，对 165L 气瓶组进行替换。对于818T 的中、重卡，则是 210L 对 140L/165L 储氢瓶进行替代，而 4.5T 的载货车目前市场上存在 2 支 260L 车载储氢系统替代 3 支 140L 车载储氢系统的案例。此外,势银(TrendBank)对比了过去 3 年的储氢瓶容积变化情况,发现:2019 年，国内市场 35MPa 储氢瓶的容积多为 140L 的产品，其市场占有率超过 85%。2020年国内 35MPa 储氢瓶则是以 140L 为主流，165L 储氢瓶的市场占比也逐步增长。到 2021 年，国内储氢瓶市场发展为 140L、165L 储氢瓶为主流，第二梯队 166L、260L、320L、385L 气瓶市场占比逐步增长的态势。其中中材科技便是国内首批推出 385L 大容积储氢瓶的厂商。以下是 2019 年至 2021 年市场装车储氢瓶的容积情况。50据势银（TrendBank）统计，2019 年燃料电池汽车上牌 3188 辆，装车气瓶总数达 9004 支；2020 年上牌车辆 1499 辆，装车气瓶总数 8872 支；2021 年上牌车辆 1862 辆，装车气瓶总数 13787 支。相比于 2019 年，2021 年燃料电池汽车上牌量虽有所降低，但是装车气瓶总量却上升 53.1%。主要原因是在国家政策的影响下，国内燃料电池汽车开始往重载、长途车型倾斜。燃料电池功率的不断提升，对车载储氢的总体容量也不断提升，单车瓶组数由 2019 年的 3 瓶组、4瓶组发展到如今的 8 瓶组甚至 10 瓶组。0 0Pp0 1920202021140L165L其他 512021年储氢瓶装车市场份额趋于集中，TOP4企业占据全国市场份额91.04%。2021 年车载储氢瓶的供应商包括国富氢能，科泰克，天海工业，奥扬科技，斯林达，中集安瑞科，中材科技，其中中材科技气瓶的装车量和装车气瓶总量都位列第一。3188149918629004887213787-1000100030005000700090001100013000150002019年2020年2021年燃料电池上牌量（辆）燃料电池销量储氢瓶装车总量 52相比于 2021 年,2022 年 1 月至 7 月装车市场份额依旧较为集中，但头部企业有所变动，其中国富氢能依靠技术创新厚积薄发，装车气瓶总量达占据了 3792支，占据市场份额超 46%，为目前行业第一。0 0Pp0%以装车量为统计口径以储氢瓶量为统计口径中材科技前三家储氢瓶厂商（第一名除外）其他0 0Pp0%以储氢瓶量为统计口径以出货套为统计口径国富氢能前三家储氢瓶厂商（第一名除外）其他 533 3.1 1.2 2.1 1 2 2020020 年国内碳纤维需求情况年国内碳纤维需求情况 据 2020 全球碳纤维复合材料市场报告，2020 年，中国碳纤维需求达 4.88万吨，较 2019 年增长达 29%。2020 年国内碳纤维需求同比增幅远高于全球碳纤维需求同比增幅，主要原因一方面是全球风电叶片对碳纤维需求大幅增长，同时国际风电叶片代工由欧洲转向国内，导致国内该领域的碳纤维需求由 2019 年的1.38 万吨增长至 2020 年 2.00 万吨，增幅达 45%；另一方面，由于国内需求结构和全球需求结构差异较大，国内民航领域的需求占比远小于全球民航领域需求占比，2020 年占国产总需求的比例仅为 3%左右，因而国内碳纤维需求受疫情负面影响相对较小。2020年国内碳纤维需求中，进口碳纤维供应量为3.04万吨，占需求量的62%；国产碳纤维供应量为 1.84 万吨，占需求量的 38%，国产占比较 2019 年的 32%增长 6 个百分点，国产替代趋势明显。主要原因一方面是受疫情影响，碳纤维进口难度增加；另一方面为日本、美国等主要碳纤维生产国家缩紧了对国内碳纤维的供给，导致国内需求缺口增加。受此影响，2020 年国产碳纤维供应量较 2019 年的供应量 1.20 万吨增长 53%，国产碳纤维行业保持高速增长。目前进口碳纤维供应量仍然明显高于国产供应量，国产替代空间巨大。3 3.1 1.2 2.2 20202 2020 年以来年以来储氢瓶储氢瓶市场加速进口替代，国产碳纤维供不应求市场加速进口替代，国产碳纤维供不应求 据势银（TrendBank）调研分析，2022 年储氢瓶所需碳纤维达到 900 吨，市场规模达 2.3 亿人民币。并且，储氢瓶领域的需求量将逐年上升，据势银（TrendBank）对燃料电池汽车销量的预测显示，至 2030 年，燃料电池汽车的销 54量将呈指数型上涨，而储氢瓶所需碳纤维用量将随着燃料电池汽车销量的指数增长而高速增长。长期以来，国内碳纤维市场中进口碳纤维的供给量远超国产。2020 年以来受全球新冠疫情的影响，全球贸易整体受到较大冲击，国外碳纤维出口国内的难度加大，国内碳纤维市场整体呈现供不应求的局面。2020 年下半年以来，日本、美国加强了对碳纤维出口中国的政策管控，导致国内碳纤维境外供应难度进一步较大。2020 年 12 月 22 日，因日本东丽子公司出口碳纤维流入了未获日本外汇及外国贸易法许可的中国企业，日本经济产业省对该公司实施了行政指导警告，要求东丽子公司防止再次发生此类事件，并彻底做好出口管理。2021 年 2 月24 日，美国总统拜登签署了行政命令，在联邦机构间展开为期 100 天的审查，以解决四个关键产品供应链中的漏洞，其中包括碳纤维，主要目标是增强供应链的弹性，以保护美国免于未来面临关键产品短缺。目前，35MPA 的铝内胆纤维全缠绕储氢瓶普遍采用 T700 型号的碳纤维。但由于 70MPa 的铝内胆纤维全缠绕储氢瓶的压力更大，因此其对碳纤维品质提出了更高的要求，而更高品质的碳纤维带来了成倍增长的原材料成本。此外，日本限制碳纤维出口销售，欧美碳纤维产能紧张，国内高品质碳纤维产能不够等种种原因，所形成的不均衡的供求市场一度导致了 2021 年碳纤维市场价格同比增长超过 50%。面对上述新形势，国产碳纤维企业快速反应,加强内部技术创新并新建产线,满足国内碳纤维需求的同时,力争 5 年内实现高品质的碳纤维国产替代。目前，碳纤维产业正处于加速进口替代的机遇期。但另一方面，受制于国内碳纤维整体技术水平与日本、美国的差距，以及有效产能不足的问题，储氢瓶领域的碳纤维需求存在供应不足的风险。55塑料内胆的表面处理是杜绝渗透引起的界面分层缺陷的主要手段，通过物理或者化学的方法改变塑料的表面张力和表面能。其中以火焰处理运用较普遍，火焰处理是指利用高温气体火焰对材料表面进行改性。为了避免加注温度过高对内胆原材料造成损伤，通常将气源进行冷却，一般冷却至40，当低温氢气充入气瓶内部，内胆在低温下将会变硬而脆，易破裂，内胆原材料的低温力学性能显得尤为重要。型储氢气瓶全部由金属内胆上的密封面与瓶阀完成密封，与型储氢气瓶密封结构设计不同的是，型储氢气瓶则需要考虑金属与塑料之间的密封。密封结构不仅需要耐高低温、耐高压力，而且在跌落试验中不能失效，这是密封结构设计的难点。因此，型储氢气瓶的密封结构设计关键点就是金属与塑料之间的密封以及密封的耐久性。从密封机理上区分，可分为“BOSS”结构和非“BOSS”结构。目前，全世界关于塑料内胆密封结构的专利数量高达 200 多个，其核心技术是密封件布置。同样以丰田型储氢气瓶为例，密封圈和塑料密封面被两个金属夹在中间，形成了“三明治”结构，有效地保证了密封的耐久性。56此外，密封结构设计还应该考虑密封圈材料、密封部位尺寸配合和密封部位受力变形等。丰田储氢气瓶环向密封部位避开了主要受力区域，使得端头在充放气过程中对材料疲劳影响最小。树脂在复合材料中的作用是固定纤维，并通过树脂与纤维之间的界面传递载荷，使得纤维强度发挥至最大化。需要树脂具备较高的韧性和强度，但两者是矛盾的，相互间的平衡是树脂的关键技术难点。对于型储氢气瓶，需要使得固化温度低于塑料内胆软化温度，而保护内胆结构。为了保证气瓶在实际使用过程中完全处于安全状态，就需要树脂玻璃化转变温度大于 105。同时，阀门自身还需要避免金属发生氢蚀氢脆，导致技术难度进一步增大。57氢气瓶口阀是高压储氢瓶储氢技术中的关键部件，用于保证高压储氢瓶安全和正常充/供气。氢气瓶口阀一般由多个阀门串联或并联而成，因而也被称为氢气瓶口阀组，而热泄压装置是阀组中极其重要的部分。由于氢气在空气中易燃易爆，因而需要严格控制氢气瓶充放气过程中的氢气温度。目前国内的氢气瓶口阀组中，热泄压装置一般为 TRPD。同时，阀门自身还需要避免金属发生氢蚀氢脆，技术难度进一步增大。瓶口阀因其技术门槛高，目前市场主要由加拿大 GFI,意大利 OMB 和美国Luxfer 等公司占据，外资品牌的占有量在 75%以上。随着近一两年涌入氢能阀门的国内企业增多，这种局面已出现“松动”迹象。国内多家企业的产品经过了一年至一年半的市场验证，正逐步改写原来的市场格局，比如神通新能源、瀚氢动力、富瑞阀门等。瓶口阀掀起国产化替代浪潮，外资产品占据绝大多数市场的局面很快将发生改变，但就现在而言，推进瓶口阀的国产化替代，还有几大不容忽视的挑战。国外对氢能阀门已经形成一定标准，国内还没有形成统一的标准，国内企业在阀门的设计、加工、检验、试验等整个过程没有标准可依，这一点让国内企业在与外资品牌的竞争中处于不利境地。由于氢气介质特殊（分子小、易渗透发生氢脆、爆炸性等），对阀门的质量要求非常高。产业处于发展早期，国内氢能阀门用户的样品大多数只在市场上验证了一年至两年。从安全方面谨慎考虑，车企普遍宁愿支出更高的成本购置外资 58品牌的产品，而不敢轻易试用国产品牌。加氢模块中的关键部件为加氢口。中国现行标准 GB/T26779-2021燃料电池电动汽车加氢口与 GB/T26779-2011 相比，增加了耐臭氧老化性测试、耐盐雾腐蚀性测试、耐温度循环性测试，而且还修改了 35MPa 加氢口的加工条件。此外，标委会依据 SAEJ2600 对原有标准进行了修订，增加了 70MPa 加氢口的尺寸。在高压加注的过程中，由于压缩和氢气的汤姆孙效应的双重作用，车载储氢瓶中的氢气容易快速升温，存在安全隐患。为实现高压氢气的安全快速加注，提升加注效率，降低氢气的加注成本，综合采用了分级优化加注策略、氢气预冷技术、温升控制加注设计相结合的设计方案，降低进入储氢瓶氢气的温度，确保升温后的氢气温度在设计要求范围内。根据分级加注原理，合理设计分级策略，并通过工艺流程优化及控制原理，实现对加注效率，温度及安全的合理控制。加氢模块中一般还会配置单独的单向阀，万一加氢口损坏或者加氢口密封不严，导致高压管路造成氢气泄漏，此单向阀可以阻断氢气外泄。35MPa 加氢口目前已初步实现国产化，国产品牌占据了超过 30%的市场份额，但由于国内燃料电池汽车市场验证周期长，且出于安全考虑，下游整车企业更比较信赖经过多年市场验证的外资品牌，其中代表性进口品牌有德国 WEH、美国世伟洛克、德国麦格思维特、德国斯碧尔思达等。此外，目前国内 35MPa 的加氢口厂商主要是富瑞特装、凯瑞动力等。59调压模块的主要作用是将储氢瓶中的高压氢气通过减压阀将氢气的压力调节到所需要的压力范围，并通过高压管路运输至低压管路。其核心零部件是减压阀和高压管路，辅助部件包括过滤器、低压泄放阀、排气截止阀、压力传感器等功能部件。其中，低压泄放阀用于在减压阀出现锁闭故障而导致出口压力超压时，通过低压排气管路泄放超压氢气。排气截止阀用于气体置换、氢系统维修、保养时，主动排放瓶阀下游管路内的氢气。欧盟汽车技术指令 ECNO79/2009 和EUNO406/2010 规定了减压阀、低压泄放阀、压力传感器和管接头等部件的测试方法和安装方法。在中国，GB/T26990-2011 和 GB/T29126-2012 仅规定了燃料电池汽车车载加氢系统、高压压缩储氢系统和供氢系统的技术条件和试验方法，但车载供氢系统系统各零部件尚没有标准支持，因此减压阀稳定性和可靠性难以保证。减压阀通过减压调节氢气压力，为电堆前提供足够流量合适稳压的氢气。减压阀是通过调节阀门开度，将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定的阀门，下图分别是美塔特隆的 70MPa 和35MPa 供氢系统减压阀。60传统设计大多基于各种离散的功能部件拼装而成，整个减压模块需要单独采购减压阀、过滤器、安全阀、手动泄放阀以及各种接头管路等；布置起来杂乱不堪，不仅需要匹配各种各样的接头，还极其浪费本不富足的空间，导致系统装配成本高、效率低，非常不利于车辆的大批量生产。目前减压阀企业正在开发一体化减压模块，将截止阀、安全阀、安全阀座、密封件等部分集成为一个可批量化生产的零部件，目前尚处于开发环节。在燃料电池汽车产业发展最初的时候，行业里没有根据其需求设计专业的阀门，当时供氢系统企业为了保证流量和压力稳定采用的是 Tescom 的减压阀，但Tescom 的减压阀是作为工业阀设计使用的，使用过程中出现了一大批问题，其中最核心的问题是压力不稳定。目前，燃料电池供氢系统中的减压阀基本全部采用外资品牌，原因主要是国内产品的可靠性和稳定性仍存在问题，其次下游部分整车企业对产品可靠性要求更高，因此在订购供氢系统时就已经指定减压阀采用国外厂家产品。61氢能一直以来都是全球能源界的关注点，而燃料电池汽车则是目前氢能应用与发展道路上的重要领域之一。作为具有战略意义的清洁能源，全球多个国家已经将其纳入国家战略规划中，并加快推进燃料电池汽车商业化示范和应用，如日本、韩国以及欧盟部分国家。中国也首次明确将氢能写入中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要中。自 2020 年以来，随着“以奖代补”政策的明确、示范城市群的官宣以及氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）的发布，中国燃料电池在交通领域的应用已然进入了空前的高速发展期。由于氢气的易燃、易爆、易泄漏等特性，储氢瓶的安全性备受重视。因此国家重点研发计划“氢能技术”重点专项 2021 年度申报指南中，重点突出了“车载复合材料储氢气瓶服役监测与诊断评估技术”研究课题。研究内容主要包括：针对在用车载复合材料高压储氢气瓶服役安全的在线检测与评定需求，开展车载气瓶在线检测、监测与安全评估技术研究。1.据势银(TrendBank)调研发现，在燃料电池车中，储氢瓶需要满足以下四个方面的需求：2.储氢瓶口与出口阀的结合部位通过特殊的结构设计确保阀门在工作 62压力下能正常使用；3.瓶身部位碳纤维复合材料需要采用特殊的缠绕方法确保储氢瓶的整体强度、刚度达到长期使用要求；4.气瓶和管阀件需进行极限温度循环试验验证，确保其能够满足长期在-4085范围安全使用；5.型储氢瓶需要考虑氢气渗透和耐温性等问题。供氢系统在成本层面大体可以划分为两个部分，即车载储氢瓶和管阀件。在车载储氢瓶中，其外围缠绕的碳纤维是整个供氢系统中技术门槛最高且成本占比最高的原材料。势银（TrendBank）将 2021 年装车的 8 瓶组公交车供氢系统车载供氢系统的成本结构进行实际拆分分析，结果如下图所示，装车采用的是 35MPa，140L的储氢气瓶。由图可以发现，碳纤维是最主要原材料成本，占到供氢系统总成本的 35%。63 近年来，由于日本限制碳纤维出口销售，欧美碳纤维产能紧张，国内高品质碳纤维产能不足等种种原因，所形成的不均衡的市场供需关系，导致碳纤维市场价格同比增长超过 50%。这使得高压储氢气瓶的成本在燃料电池汽车总体成本逐年下降的情况下不降反升，加重了储氢瓶厂商的负担。现阶段，国内氢燃料电池汽车领域应用的主流车载储氢瓶是 35MPa 铝内胆碳纤维全缠绕储氢瓶，70MPa 储氢瓶由于其压力升高，需要更高强度的碳纤维和高昂售价的进口管阀件，目前短期内难以实现商业化场景的批量应用。据势银（TrendBank）对上牌车辆供氢系统数据库统计，2021 年中材科技的气瓶装车量以及装车气瓶数量均为行业第一，市场份额接近 30%。在城市示范群政策的带动下，燃料电池汽车销量迅速增长，而汽车销量的增 64长也进一步拉动了对上游储氢瓶市场的需求。目前，储氢瓶市场具有以下两个特征。在国内一众布局车载储氢瓶的企业中，出货市场份额非常集中，TOP4 企业占据了超 91%的市场份额。其中，仅国富氢能一家的出货量就占据了近三年总出货量的 44%。2019 年，国内市场 35MPa 储氢瓶的容积多为 140L 的产品，其市场占有率超过 85%。2020 年国内 35MPa 储氢瓶则是以 140L 为主流，165L 储氢瓶的市场占比也逐步增长。到 2021 年，国内储氢瓶市场发展为 140L、165L 储氢瓶为主流，第二梯队 166L、260L、320L、385L 气瓶市场占比逐步增长的态势。其中中材科技便是国内首批推出 385L 大容积储氢瓶的厂商。以下是 2019 年至 2021 年国富氢能TOP4企业第一除外其他 65市场装车储氢瓶的容积情况。据势银（TrendBank）统计，2019 年燃料电池汽车上牌 3188 辆，装车气瓶总数达 9004 支；2020 年上牌车辆 1499 辆，装车气瓶总数 8872 支；2021 年上牌车辆 1862 辆，装车气瓶总数 13787 支。相比于 2019 年，2021 年燃料电池汽车上牌量虽有所降低，但是装车气瓶总量却上升 53.1%。主要原因是在国家政策的影响下，国内燃料电池汽车开始往重载、长途车型倾斜。燃料电池功率的不断提升，对车载储氢的总体容量也不断提升，单车瓶组数由 2019 年的 3 瓶组、4瓶组发展到如今的 8 瓶组甚至 10 瓶组。0 00 1920202021140L165L其他 66据势银（TrendBank）调研分析，2022 年储氢瓶所需碳纤维达到 900 吨，市场规模达 2.3 亿人民币。并且，储氢瓶领域的需求量将逐年上升，据势银（TrendBank）对燃料电池汽车销量的预测显示，至 2030 年，燃料电池汽车的销量将呈指数型上涨，而储氢瓶所需碳纤维用量将随着燃料电池汽车销量的指数增长而高速增长。据银（TrendBank）供氢系统数据库显示，近两年来，中复神鹰通过自身的核心竞争力快速成长为国内绝对头部企业，其中 2022 年（1-7 月）上牌装车辆的储氢瓶共计 8103 支，上牌车辆的碳纤维用量共计335 吨，其中中复神鹰碳纤维产品的用量近 291 吨，市场份额占比达 86.87%，为行业第一。3188149918629004887213787-1000100030005000700090001100013000150002019年2020年2021年燃料电池上牌量（辆）燃料电池销量储氢瓶装车总量 67 在以上一系列的行业和市场背景下，势银（TrendBank）对中材科技、国富氢能、中复神鹰开展了针对性的案例研究。为了探寻他们获得市场认可的核心竞争力，势银（TrendBank）进行了多维度分析法，其维度包括但不限于企业背景、技术分析、产品分析、供应链分析、客户分析、行业地位分析等。86.87d.32%0.00.00 .000.00.00P.00.00p.00.00.000.00 22（1-7月）2021中复神鹰TOP4企业（第一除外）其他 68中材科技作为中材科技（苏州）有限公司的全资母公司，其承继了南京玻璃纤维研究设计院、北京玻璃钢研究设计院和苏州非金属矿工业设计研究院三所国家级科研院的核心技术资源和人才优势，拥有完整的非金属矿物材料、玻璃纤维、纤维复合材料技术产业链，是中国特种纤维复合材料领域，集研发、设计、产品制造与销售、技术装备集成于一体的高新技术企业。此外，中国建材股份有限公司是中材科技的母公司，属于大型建材央企，且是中国建材集团有限公司的核心产业平台。在氢能产业发展初期，市场发展由政策推动，大型央企的背景能帮助中材科技获得更多的资源优势，并推动其氢能业务朝着量产化、多元化发展。692020 年，中材科技对气瓶、锂电隔膜和玻纤板块开启新一轮内部业务整合，目的是集中资源优化经营质量。在高压气瓶领域，中材科技将旗下中材科技（成都）有限公司 100%股权划转至中材科技（苏州）有限公司旗下，自此中材科技（苏州）有限公司成为集团气瓶业务的主要经营主体，延续中材科技在氢能业务上的发展规划，打造深耕氢气储运领域的专业基地。经过业务整合之后，目前中材科技设有苏州、成都、九江三个气瓶制造基地，各类气瓶年产能共计可达 70 万只。以下是各个基地生产的产品类型及其产能。势银（TrendBank）通过研究中材科技的核心团队，发现其具有一个共同点。从管理负责人到研发负责人再到销售负责人，他们都参与过高质量的科研创新项目，具备一定的技术创新能力，这代表着中材科技管理层对技术的重视。以下是中材科技部分核心团队的详细信息。70 米宽，长期从事各类高压气瓶的设计、技术开发、工艺装备研究等，国家 863计划“燃料电池车用高压供氢瓶及组合阀研究开发”技术负责人，而且是江苏省“国产碳纤维复合材料高压气瓶制造关键技术及推广应用”项目负责人，申请专利达20 余项。袁卓伟，长期从事复合材料结构设计、数值模拟分析、成型工艺应用基础性等研究工作，现任全国气瓶标准化技术委员会气瓶检验分会委员，SAMPE 中国热塑性复合材料专业委员会委员，负责江苏省重点研发计划“连续纤维增强热塑性复合材料压力容器增材制造装备及关键技术开发”攻关、苏州市重点产业技术创新等关键技术攻关项目，并发表论文 5 篇，授权专利 7 项。杨明高，长期从事气瓶设计及制造、试验和定期检验技术研究及致力于国内外气瓶法规、标准的研究。现任国家市场监管总局特种设备安全与节能技术委员会气瓶分委会委员、全国气瓶标准化技术委员会委员、全国锅炉压力容器标准化技术委员会氢能承压设备标准化工作组成员等。负责国家重点研发计划项目 2 项，省、市级重点研发/创新项目 6 项;曾参与编制法规 2 项、国家标准 8 项、行业团体标准 6 项。李桦圣，2008 年-2011 年进入中材科技氢气瓶项目开发小组，一同参与了国家科学技术部组织的“863”（燃料电池车用高压供氢气瓶及组合阀产业化）开发项目。71研发中心体系化建设能更有效地实现需求的快速高效转化，目前中材科技已经实现研发管理工作的体系化运行。研发中心分设前瞻技术部、设计认证部、工艺技术部和科研管理部四大部门，各部门业务、职能、流程、管理更加细化和完善。近年来，中材科技（苏州）不断加强技术研发能力，这从专利数量的增加上也得到了体现。截止目前，已申请专利 213 件，授权专利 114 项，国际 PCT 专利 3 项,；在车载储氢领域，中材科技（苏州）拥有相关技术专利超 30 项。以下是中材科技（苏州）的氢能领域相关的部分核心专利信息。72 73国内外针对燃料电池汽车制定了很多标准和规范，其中 65%以上的内容是针对安全性的规定。燃料电池汽车的氢安全性是指燃料电池汽车运行过程中车载氢系统的安全，主要包括高压供氢系统、燃料电池发电系统的安全性等。中材科技为了保障车载氢系统中储氢瓶的安全性，在材料研究、结构设计仿真及薄弱位置补强等方面进行了全面的控制与预防。中材科技目前制备的金属内胆采用冲拔拉伸工艺，此工艺制备的内胆环向壁厚均匀、垂直度好且杜绝了底部漏气的问题，提高了气瓶的安全性能。并且，中材科技在金属内胆外表面精准定位缠绕多层高性能纤维复合材料，纤维经高温固化后成型，形成耐高压的复合材料气瓶，具有失效可预测性，从而进一步提高使用安全性。通过内胆结构和复合材料铺层设计来提高各工况下薄弱位置的性能，例如通过设计仿真找出气瓶最薄弱位置，设计提高安全系数、调整线型提高纤维发挥率等系数。此外在控制成本的情况下适当高于标准，如提高气瓶的最小设计爆破压力和疲劳寿命。74 中材科技生产制造的气瓶在固化成型过程中的温度达 130以上，经受足够的时间使得复合材料完全固化，型式试验过程中顺利通过极限温度循环试验验证，期间气瓶经受高温达 85、低温至-40，气瓶能够满足充放气过程中的温度冲击要求。对于不同车型供氢系统空间布局的设计也不尽相同，因此不同类型的车辆需要组合搭配不同规格的储氢瓶。随着燃料电池汽车车辆类型的不断拓展，不同规格的储氢瓶也逐渐成为储氢瓶企业的研发方向之一。中材科技的 35MPa 储氢瓶不仅产品序列全面，能满足各类商用车的使用场景，而且是国内首批将 385L 储氢气瓶推向市场的厂家。以下是中材科技 35MPa储氢气瓶的产品型号。75相比于国内其他储氢瓶企业，中材科技的产品型号最多，并且中材科技是国内唯一实现385L储氢瓶批量化供应的厂家。以下是储氢瓶行业TOP5企业35MPa储氢瓶产品型号的数目对比。储氢瓶压力越大，意味着同等容积下能够存储的氢气越多，有助于提高氢燃11个8个7个10个5个中材科技企业A企业B企业C企业D 76料电池汽车的续航里程。目前，中材科技已率先突破 70MPa 储氢瓶生产技术，将主要应用于乘用车上，其容积覆盖 28L66L。值得注意的，中材科技所开发的70MPa 储氢气瓶全部使用国产碳纤维。目前，国内仅有 3 家企业具备批量生产型瓶的能力。其中，中材科技在苏州基地 2021 年年底投产的 IV 型 70MPa 储氢气瓶产线设计年产量可达 3 万支，生产线采用自动化柔性设计，全部工序过程无人工干预，核心成型装备与国际知名品牌合作定制开发，产品质量稳定可靠，产线可根据客户要求生产不同压力等级和不同尺寸规格的产品，满足不同客户的应用需求。纵观储氢瓶制造领域，在碳纤维需求不断扩大和国产碳纤维品质日益提升的背景下，碳纤维在储氢气瓶领域的发展前景广阔。772020 年至 2021 年期间，难以批量采购碳纤维、供应链成本上涨是储氢气瓶制造企业面临的两大难题。造成这些情况的原因主要有以下四点。1.日本限制碳纤维出口销售 2.欧美碳纤维产能紧张 3.国产高品质碳纤维产能不足 4.国产碳纤维产品首先供应航天和军工产业 此外，目前国内仅有两家企业能实现批量供应高品质的碳纤维，这两家企业分别是中复神鹰和威海光威。中材科技和中复神鹰不仅都位于江苏省，而且他们都是中建材旗下的子公司。相比于其他企业，中材科技能通过中国建材这个平台与中复神鹰进行更有效的沟通，并建立起稳定可靠的供应合作关系。目前，中材科技与中复神鹰已经开展深度合作。以下是中材科技与中复神鹰达成的重大销售合同情况。中材科技在氢燃料电池应用领域的新产品研发一直走在前列。其储氢气瓶产品应用于多种氢燃料电池汽车车型及相关领域，诸如重卡，轻卡、客车、搅拌车、自卸车、矿卡、叉车、观光车、船舶、备用电源、无人机、电动自行车等等。此 78外，中材科技还为北京冬奥会的通勤车提供了储氢气瓶。下表包含了中材科技2021 年的重点车辆订单及使用情况。以上交付案例的客户都是传统商用车、重工领域的头部企业。例如，中国客 79车行业龙头宇通客车、氢燃料重卡市占率第一企业南京金龙、2021 年燃料电池汽车市占率第一企业北汽福田、传统重工企业龙头三一重工等。在氢燃料电池的其他应用领域上，中材科技已经掌握了适配于氢燃料电池船舶、氢燃料装载机、氢燃料电池混合动力机车等领域的储氢气瓶相关技术。中材科技在燃料电池的其他领域同样有着优异的表现，其中具有代表性的有国内最大功率氢燃料电池混合动力机车、国内首条内河氢燃料试验船和国内首台氢燃料装载机项目等等。中材科技在多种氢燃料电池应用领域中都取得了成效，这不仅能帮助企业获得更多的客户订单，而且能够适时在多领域进行市场发力，进而形成中材科技新的业务增长点。中材科技在科技创新方面一直紧跟国家的战略布局。迄今为止，中材科技承 80担参与了氢气瓶技术相关的国家、省部级科研项目 9 项。其中，为了解决国外的“卡脖子”难题，中材科技目前正积极投入研发 70MPa 高压储氢气瓶技术。81此外，中材科技拥有国家气标委委员三名，参与修订和起草了 12 项国家标准和团体标准。82势银（TrendBank）从企业背景、技术分析、产品分析、供应链分析、客户分析、行业地位分析等各个维度深度剖析了中材科技，总结出中材科技获得核心竞争力的关键因素主要有以下 8 点：1)核心团队具备技术创新能力 2)分拆业务集中资源和优势发力车载储氢市场 3)研发中心的体系化建设更有效地实现需求的转化 4)高研发投入，并注重高质量的专利创新 5)有效的技术方案能帮助客户降低安全风险 6)储氢气瓶产品线布局全面 7)与碳纤维供应商深度合作 8)多领域研发储氢气瓶技术 此外，中材科技通过严格的生产管控流程以保障产品的安全性能，通过持续的技术研发不断优化产品的使用效能，以优质的产品和口碑铸造持久且值得信赖的企业品牌形象。83国富氢能是中国氢能产业商业化发展进程的领军企业之一，专注于为燃料电池系统集成厂商、整车厂商、能源公司、城市公交运营公司等客户提供氢能核心装备，助力于中国能源与交通领域实现“碳达峰、碳中和远景目标，目前，国富氢能拥有授权发明专利 26 项、实用新型专利 152 项，在氢能制、储、输、用全产业链的高端装备环节进行了产品布局和技术储备。国富氢能自 2016 设立至今，已经实现车载高压供氢系统和加氢站成套设备的规模化应用，并突破了低温大规模液氢制取和储运装备的国产化瓶颈，并且在此期间，先后承担了 5 个国家重点研发计划专题和多个省市级关键技术研发项目，并参与编制了覆盖高压气态与低温液态储氢压力容器、液氢生产和储运、油气混建加氢站等前沿技术相关的 9 项氢能装备国家标准、6 项团体标准和 1 项地方标准。截至 2021 年末，国富氢能拥有研发人员共 54 人，占员工总数的比例为13.71%，其中核心技术人员 6 人，占员工总数的比例为 1.52%。势银（TrendBank）通过研究国富氢能的核心团队，发现其都参与过高质量的科研项目且经验老道，十分有利于工作的开展与推进，以下是国富氢能储氢瓶领域部分核心团队的详细信息。葛安泉现任江苏国富氢能技术装备有限公司副总经理，总工程师，具有 30多年高压气瓶的设计、设备、技术、质量及生产线经验。其参与了 2019 年国家 84科技部“可再生能源与氢能技术”重点研发计划专项，是其中“70MPa”载高压储氢瓶技术”课题的负责人。魏蔚带领团队完成车载高压供氢系统、撬装式加氢站、加氢机的新产品开发，凭借所开发的加氢机控制系统、车载氢控制器等产品认证，成功取得宇通、东风、中通、金龙等燃料电池客车和商用车合格供应商资格。此外，魏蔚参加国家 NQI重点专项“氢能储运装备性能检测及质量评价技术研究”，并主持了科技部“可再生能源与氢能技术”国家重点研发计划项目“重型车辆液氢储供关键技术研究；目前获得授权专利达 46 项。王朝在 2019 年兼任张家港氢云新能源研究院有限公司院长，帮助国富氢能整合行业优质资源，参与编制多项团体标准，其中储氢瓶领域相关的有：T/CMES16003-2021 车用高压储氢系统氢气压力循环测试与泄漏/渗透测试方法；目前获得授权专利达 49 项。何春辉，目前主管液氢零部件及系统研发工作，2019 年开始开展液氢系列核心零部件及装备国内外技术研究及试验检测研究。其参与 2018 年国家重点研发计划高压氢气储运装备及安全附件性能测试和质量评价技术研究、作为课题骨干参与 2019 年国家重点研发计划高压瓶口组合阀及瓶口密封结构设计与制造关键技术研究，并发表学术论文 6 篇、授权专利 76 项，其中发明专利 10项、实用新型专利 66 项。85目前国富氢能已经建立了完善的研发管理体系和完备的技术研发团队，研发投入逐年增长的同时，取得了多项研发成果。并且根据目前高效研发体系的优势，作出了具体的技术创新安排。国富氢能计划进一步完善技术创新的相关制度，加强对创新人才的激励机制，建立公平的竞争环境，引进更多行业内的优秀人才，提高团队能力 在氢能领域加快对新技术的引进、消化和吸收 力争建立与高等院校、相关科研院所的长期有效合作，保持对行业先进技术的敏感度 置于国际视野中，保持国富氢能研发团队在国际水准上的技术先进性和前瞻性 国富氢能全产业链的技术创新、研发支持政策有助于推动产业的新技术、新方案、新产品的形成。在布局交通运输领域的应用的同时，深度布局电解水制氢、氢液化装备、液氢罐箱等前瞻产品与技术。与国内 TOP4 储氢瓶企业相比，国富氢能在储氢瓶领域的专利总量方面遥遥领先，位居行业第一，且专利授权比例高，这也与国富氢能完善的研发管理体系和对技术重视有关。以下是国内 TOP4 储氢瓶企业在该领域的专利情况，包含申报和授权两个维度。86 近年来，国富氢能不断加强技术研发能力，这从专利数量的增加上也得到了体现。截止目前，已申请专利 271 件，授权专利 184 项，其中发明专利 26 项，占总授权专利的 14%；在车载储氢领域，国富拥有相关授权技术专利 42 项。以下是国富氢能在储氢瓶领域的 4 大重点布局领域。布局领域 布局情况 解决问题 国富氢能储氢瓶企业储氢瓶企业储氢瓶企业专利数量（项）申报授权 871)采用整体集成匹配技术 国富氢能针对耐高压进行简化管路设计开发，减少系统管路卡套连接接头，减少漏点，提高安全性，同时实现车载高压供氢系统的轻量化。2)可实现全国产化设计 国富氢能采用的国产核心零部件均已经验证满足客户使用要求。3)采用模块化设计 国富氢能通过车载高压供氢系统的模块化设计，可实现与各类车型燃料电池组之间的兼容匹配与快速、便捷安装。4)采用仿真分析方式 国富氢能针对汽车制动过程惯性力对框架稳定性影响进行仿真分析，确保整体结构满足复杂路况下的稳定性要求。对于不同车型供氢系统空间布局的设计也不尽相同，因此不同类型的车辆需要组合搭配不同规格的储氢瓶。随着燃料电池汽车车辆类型的不断拓展和应用领 88域的不断拓展，高容积储氢气瓶已经成为储氢瓶企业的研发方向之一。国富氢能的 35MPa 储氢瓶产品序列全面，能满足各类商用车的使用场景。以下是国富氢能 35MPa 储氢气瓶的产品型号。储氢瓶压力越大，意味着同等容积下能够存储的氢气越多，有助于提高氢燃料电池汽车的续航里程。目前，国富氢能通过自主研发与国际先进技术引进消化吸收相结合，开发了 70Mpa 系列 IV 型储氢瓶。89目前，国内仅有 4 家企业具备批量生产型瓶的能力。其中，国富氢能 2022年建成的氢能装备产业基地二期型瓶产线产能预计可达 1 万支，产品质量稳定可靠，能满足不同客户的应用需求。国富氢能基于团队专业的技术和丰富的工程经验，设计了具有自主知识产权的瓶口阀座，已申请多项技术发明专利，具有密封可靠、加工一致性高等特点，确保 IV 型瓶的高疲劳循环耐受性能。同时，国富氢能与战略合作伙伴，定制开发国产化 IV 瓶专用高精密缠绕机，核心功能达到了进口设备同等水平，全面实现国产化。国富氢能与中国重汽、厦门金龙、宇通客车、佛山飞驰、吉利汽车、苏州金龙、一汽解放、东风汽车等主要商用整车厂和亿华通、上海重塑、上海捷氢等龙头燃料电池系统集成厂商建立了稳定的合作关系，已经实现在全国五大燃料电池汽车示范应用城市群全覆盖。以下是国富氢能近两年的重点车辆订单及使用情况。90国富氢能在科技创新方面一直紧跟国家的战略布局。迄今为止，国富氢能承担参与了氢气瓶技术相关的国家、省部级科研项目 8 项。其中，为了拓展应用领 91域，国富氢能目前正积极投入研发船用多能源融合技术的应用方案。在国家标准化管理委员会等机构统筹下主持及参与起草 9 项国家标准（其中3 项已批准待发布）、6 项团体标准和 1 项地方标准。以下是国富氢能参与起草的多项国家标准。92势银（TrendBank）从企业背景、技术分析、产品分析、供应链分析、客户分析、行业地位分析等各个维度深度剖析了国富氢能，总结出国富氢能获得核心竞争力的关键因素主要有以下 6 点：1)高效的研发体系，具体的创新安排 2)高研发投入，注重高质量、多领域的专利创新 3)技术创新降低进口依赖和成本难题 4)完善的技术设计和分析模型提高产品质量 5)储氢气瓶产品线布局全面 6)全产业链布局，推动产业的新技术、新方案、新产品的形成 此外，国富氢能积极参与示范建设，有助于实现双碳目标，带动周围省市氢能产业发展，加速氢能落地应用，目前国富氢能业务已经拓展到五大燃料电池汽车示范应用城市群，将在示范应用城市群建设进程中起到重要作用。93中复神鹰碳纤维股份有限公司成立于 2006 年，于 2022 年 4 月 6 日在上海证券交易所成功上市（股票简称：中复神鹰，股票代码：688295），其隶属于国务院国资委管理的世界 500 强企业中国建材集团有限公司，是集碳纤维及其复合材料研发、生产、销售为一体的国家高新技术企业。目前，中复神鹰具有一个研发基地和两个生产基地，分别是上海研发基地和连云港、西宁生产基地，产能规模位居国内前列。核心团队 中复神鹰经过 10 余年的发展，通过内部培养，目前已经建立了拥有长期从事碳纤维业务的资深管理团队和技术研发实力较强的研发队伍，该队伍有能力为该公司的发展战略提供全面的人才支持。面对快速拓展的市场需求，中复神鹰计划进一步提升包括航空航天等高端应用领域的研发能力，并已经付诸实践：在上海设立研发中心，引进高端人才，提升其研发技术水平。研发体系 目前，中复神鹰的技术创新主要围绕 T1100 级碳纤维产业化制备技术、M55J 等高强高模碳纤维制备技术、高速纺丝技术、航空预浸料制备技术等展开。对于高性能碳纤维的研发生产技术，中复神鹰已形成四大技术体系，分别是 1.覆盖大容量聚合与均质化原液制备技术 942.高强/中模碳纤维原丝干喷湿纺关键技术 3.聚丙烯腈纤维快速均质预氧化、碳化集成技术 4.干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化生产体系构建技术 在现有技术体系框架下，中复神鹰通过持续的自主研发提升技术水平、保证持续技术创新能力、完善技术体系。中复神鹰非常重视研发团队的建设、研发能力的提升以及研发条件的改善。中复神鹰拟实施的募集资金投资项目“碳纤维航空应用研发及制造项目”将在上海建立研发中心，主要围绕航空碳纤维应用及下游复合材料方向进行研发。中复神鹰未来将重点围绕高性能碳纤维及碳纤维的应用等方面开展研究。在碳纤维产品的研发方面，中复神鹰的研发方向是面向性能提升、应用领域拓展以及生产智能化和低成本化，从而达到提升碳纤维性能的目的，拓展下游应用市场；在复合材料研发方面，中复神鹰开发了深度表面处理技术，提高了复合材料界面性能，制得的复合材料均通过了各项性能指标测试，与国外同类型产品相比更具性价比。中复神鹰通过对宏观经济和碳纤维行业发展现状，以及对竞争态势、行业标杆和竞争对手的分析及预测，明确将“高端化、规模化、绿色化”作为公司的战略定位。为了打造具有全球竞争力的世界一流碳纤维企业，中复神鹰集中技术力量研发突破新一代高强、高模的高性能碳纤维，在生产装备的先进性、自动化、智能 95化等方面加大投入，进一步提高生产效率、扩大产能规模，提升规模优势，增强核心竞争力；并通过优化生产方式，不断转型升级，创建资源节约型企业。持续保持国内碳纤维行业领先优势，成为航空航天领域的主力供应商，成为风电叶片、压力容器、碳/碳复材和轨道交通等工业高端领域的最大供应商，让自身企业规模跻身世界碳纤维前列。中复神鹰 49S(T700 级)、55S(T800 级)产品在国内率先完成 35MPa、70MPa氢能瓶型式认证，成为国内首家在压力容器领域行业批量替代进口的碳纤维企业。目前，中复神鹰已与众多储氢瓶企业达成了深度合作，其中有国富氢能、中材科技、奥扬科技、北京天海、佛吉亚斯林达、南通中集、浙江蓝能等。以下是中复神鹰在储氢瓶领域的产品情况。型号 等级 产能 SYT49S-24K T700 级 10000 吨/年 SYT55-24K T800 级 500 吨/年 1.技术优势 中复神鹰经过十几年自主研发，已突破超大容量聚合、干喷湿纺纺丝、快速均质预氧化碳化、碳纤维表面处理和上浆剂等核心技术工艺，系统掌握了碳纤维 T300 级、T700 级、T800 级、M30 级、M35 级千吨级和 M40 级、T1000 级 96百吨级技术，在国内率先实现了干喷湿纺碳纤维的关键技术突破，建成了国内首条具有自主知识产权的千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线。自中复神鹰设立以来，其不断突破高性能碳纤维的技术瓶颈，目前已取得 26 项发明专利、59 项实用新型专利。2018 年 1 月，中复神鹰“干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化关键技术及应用”成果荣获 2017 年度“国家科学技术进步一等奖”，进一步奠定了中复神鹰在国内碳纤维领域的技术领先地位。2、人才优势 中复神鹰通过自主培养建立了一支以中青年为中坚力量，博士、硕士、本科学历层次科学合理，学科领域专业全面，副高级以上职称为主的高层次人才队伍，并不断扩展研发领域，发展至今，中复神鹰的研发领域已经涵盖了油剂上浆剂、聚合纺丝、原丝及碳丝生产各项工艺流程。并且，中复神鹰的干喷湿纺高性能碳纤维产业化及应用技术研究创新团队入选为国家科技部“创新人才推进计划重点领域创新团队”，且团队骨干成员入选国家重点人才计划，是国家第二批“科技创业领军人才”和第四批“科技创新领军人才”。此外，中复神鹰还有多人入选江苏省“双创计划”、江苏省“333 工程”、江苏省“六大人才高峰”计划、江苏省留学回国人员创新创业计划等省部级高层次人才培养计划，其中这批成员还包括多名享受国务院特殊津贴专家和江苏省有突出贡献的中青年专家。在中复神鹰人才团队十多年来的科学研究和工程技术开发下，在适用于干喷湿纺的高粘度纺丝原液制备、聚丙烯腈基原丝快速纺丝技术、高效快速预氧化技术等方面取得了一系列重要研究成果，形成了具有自主技术设计、工艺技术的核 97心技术，成功打破了国外技术封锁，实现了质量稳定的碳纤维批量供应。3、规模优势 截至 2022 年 6 月 30 日，中复神鹰产能达 17,500/吨年，包括连云港生产基地的 3,500 吨/年产能，以及西宁万吨碳纤维项目的 14,000 吨/年产能。2018 年-2020 年期间平均产能利用率达 90%以上，产能及产量均处于国内碳纤维生产企业前列，已累计向市场提供碳纤维超过 2 万吨。此外，中复神鹰全资子公司神鹰西宁实施的“西宁年产 10,000 吨高性能碳纤维及配套原丝项目”于 2022 年 3 月份全部建成，并根据聚合、纺丝、碳化线的产能匹配及库存情况分步投产，进一步提高其原丝及碳化生产效率。在近年来下游需求保持快速增长、国内碳纤维市场整体供不应求的市场背景下，中复神鹰产能及产量的规模优势为其获取新增市场份额和拓展产品应用领域奠定了基础。4、产品优势 中复神鹰碳纤维产品在品质、种类和生产成本方面具有如下优势：（1）产品品质方面，目前中复神鹰所有产线均生产干喷湿纺碳纤维，干喷湿纺相比于湿法工艺具有碳纤维表面缺陷少、拉伸性能和复合材料加工工艺性能优异、纺丝速度快等优点。并且其在国内率先建成干喷湿纺 T700 级、T800 级碳纤维千吨级生产线，产品品质与国际同类产品相当，并在下游市场取得广泛应用。（2）产品种类方面，中复神鹰所生产的碳纤维型号丰富，涵盖了高强型、高强中模型、高强高模性等不同类型，能够满足下游不同领域的市场需求，广泛应用于航空航天、风电叶片、体育休闲、压力容器、碳/碳复合材料、交通建设等领域，产销量居国内碳纤维行业前列。（3）生产成本方面，中复神鹰采用的干喷湿纺工艺纺丝速度快、碳化时间短、98生产效率高，相比于湿法工艺在高性能小丝束碳纤维生产方面具有一定成本优势，兼具高性能和低成本特点。同时，中复神鹰产销量位居国内前列，规模化生产优势进一步降低了产品单位成本。势银（TrendBank）从企业背景、核心团队、研发体系、战略布局、产品分析等各个维度深度剖析了中复神鹰，总结出中复神鹰获得核心竞争力的关键因素主要有以下 4 点：1.人才优势资深的研发团队和管理团队有能力为公司提供全方面的人才支持 2.技术优势关键技术的突破奠定了中复神鹰在国内碳纤维领域的技术领先地位 3.产能优势产能及产量的规模优势为其获取新增市场份额和拓展产品应用领域奠定了基础 4.产品优势产品种类全、性能优异、成本较低 99上海舜华新能源系统有限公司成立于2004年，目前公司拥有员工超200人，业务覆盖燃料电池汽车车载供氢系统及 35MPa/70MPa 集成式瓶阀、35MPa/70MPa高压加氢机、集约式加氢站、加氢站解决方案、气态能源工程及解决方案、能源供应智能化解决方案。供氢系统产品销售现状 舜华新能源的供氢系统已经安装在上海万象、厦门金旅、成都客车、中通客车、潍柴动力、厦门金龙、上海申龙、南京金龙、东风汽车、江铃重汽等 40 多个公告车型中。近几年舜华在供氢系统方面的主要成果有：成功开发了燃料电池汽车车载供氢系统及 35MPa/70MPa 集成式瓶阀 2018 年为长城汽车研制国内首套、全球第四套完全符合 GTR13 要求的高压氢循环测试系统 2020 年，舜华成为国内首家自主研发 35MPa 车载氢气瓶阀和尾阀通过型式试验的厂家 2021 年，舜华新能源自主研发的车用氢气瓶组合阀正式通过了德国交通部（KBA）EC79/EU406 认证，并获得了型式批准证书 100北京兰天达汽车清洁燃料技术有限公司从 1997 年成立，专注于汽车供气系统的研发和生产配套，具有燃料电池氢供应系统设计计算分析能力及系统集成能力与零部件开发能力。兰天达注册为 LANTIANDA 兰天达。公司总部位于北京市顺义区，拥有超过 7000 平米的标准化生产车间及 3000 平米实验室。在上海、西安等地设有研发机构。公司历程 兰天达自 2015 年开始自主研究开发燃料电池用大流量高压减压装置、氢燃料系统高压管路连接及密封可靠性研究。并在此期间为上汽、福田、东风、三一重卡等整车厂提供了完整的供氢系统解决方案。2018 年以来，为打破国外对车载供氢系统核心零部件的技术垄断，北京兰天达依靠其在天燃气和液化石油气汽车车载供气系统方面的经验和优势，陆续自主研发了减压阀、车载氢气瓶用瓶口集成阀(35MPa 和 70MPa)、35MPa 氢系统单向阀、过滤器、加氢口、安全阀等氢系统零部件，逐步推动车载氢系统关键零部件国产化。值得关注的是，兰天达为2022北京冬奥会212辆氢燃料大巴提供供氢系统，其中包括 140 辆 70MPa 燃料电池大巴，是全球迄今为止最大规模的 70MPa 客车应用示范项目。101十堰东峻成立于 2018 年，主营业务包括东风商用车销售、车用 CNG 储气系统/氢燃料汽车储氢系统生产、客车散发件集成、电动商用车空气压缩机生产、金属结构件生产等业务。此外，东峻还是东风商用车新疆有限公司一级经销商。代理产品覆盖东风柴油系列和天然气系列载货车、牵引车、自卸车、专用车（城市智能环保渣土车）、新能源电动车等。产品优势：1.轻量化供氢系统设计方案：采用侧挂式和后背式设计方案，能为车辆节省 1.5 米轴向空间，增加约 9m载货容积；降低整车重心，车辆更安全、更稳定。2.全新的框架生产工艺：确保高精度、高强度、高刚度；框架结构件电泳，具有良好的抗腐蚀能力 3.创新管路生产工艺：生产高效，气密性、一致性和谐统一 4.可靠性保证：出厂前 100%气密性测试，减少漏气风险，性能稳定可靠 102北京天海工业有限公司（以下简称“天海工业”）是北京京城机电控股有限责任公司（北京市国资委一级企业）所属骨干企业之一，是拥有八个专业气体储运装备生产基地（北京天海、明晖天海、天海低温、天津天海、上海天海、江苏天海、宽城天海、天海氢能）和一个美国公司的集团公司。天海工业注册资本 8338万美元，目前拥有员工 1200 余人，且各项经济指标和技术水平在行业内处于领先地位。天海工业具有 A1、A2、C2、C3 级压力容器设计资格和 A1、A2、B1、B2、B3、C2、C3、D1、D2 级压力容器制造资格。现可生产 800 余个品种规格的钢质无缝气瓶、车用压缩天然气气瓶、铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶、蓄能器壳体、板冲式无石棉填料乙炔瓶、焊接绝热气瓶、车用 LNG 气瓶、低温储罐、天然气加气站等气体储运装备及系统解决方案。天海工业是国内较早涉足天然气领域的气瓶制造商，2001 年推出国内首支缠绕瓶。2003 年开发 NGV2 和 ISO11439 标准气瓶，成为国内首家有美国和 ISO国际认证的型缠绕瓶制造厂，此后缠绕瓶被广泛应用于交通领域，与一汽、宇通、中通、金龙、黄海、现代、福田等国内知名汽车厂商建立了良好合作。近年来天海为推动氢能业务高速发展，抢占市场先机，整合内部优质资源，与氢产业链上下游企业紧密协同发展，参与组建氢能产业创新中心，成为冬奥会项目 70MPa 储氢系统供应商。天海工业在技术开发和产品迭代方面，一直保持行业领先地位，2020 年 12月 IV 型瓶产品通过了国家市场监管总局组织的“三新”技术评审，2021 年 1 月通过了 IV 型瓶制造许可取证现场审核，成为国内首家取得高压 IV 型瓶制造许可 103的企业，由于安全性高、重容比低等特点，IV 型瓶在氢能领域和天然气领域具有广阔的市场前景。北京科泰克科技有限责任公司设立于 2003 年 9 月。是中国航空工业集团公司中国航空制造技术研究院的控股公司，长期从事承压容器及系统的设计、研发、生产和销售，是专业生产特种设备的国家级高新技术企业。1.1.科泰克深耕储氢气瓶行业，出货装车辆超过 3 3000000 辆 截至 2021 年 12 月 31 日，据科泰克的不完全统计，历年来科泰克的储氢瓶在燃料电池汽车上的装车量超过了 3500 辆，并且储氢瓶应用领域涵盖了物流车，客车，专用车及无人机等多个领域。2.2.科泰克参与 4 4 次世界级盛会，质量保证 科泰克的产品参与 4 次世界性盛会并做出了很大贡献，分别是 2008 年北京奥运会燃料电池客车氢系统的安装以及相关车辆运营，2010 年世博会上的燃料电池客车的氢瓶和车载氢系统，2011 年上海 UNDP 盛会的燃料电池客车示范运行，2021 年冬奥会 35MPA 燃料电池客车的氢瓶。3.3.技术来源可靠 科泰克的技术来源是中国航空制造技术研究院，其隶属于中国航空工业集团公司，是专门从事航空与国防先进制造技术研究与专用装备开发的综合性研究机构，是 2016 年 12 月以北京航空制造工程研究所为基础，整合中航工业基础院相关单位和业务组建的。4.4.国有企业质量保障 104科泰克是一家国有企业，流程规范制度成熟，并且对工艺及原材料选择十分严谨，对零部件性能的检测考核更严格更周密，能为客户提高更稳定，更可靠，更优质的储氢容器。山东奥扬新能源科技股份有限公司（简称奥扬科技）成立于 2011 年 6 月，是一家专业从事低温装备制造及全价值链运营服务的企业。其业务覆盖车用氢气瓶，供氢系统、LNG 气瓶系列产品、大型储气罐、LNG 加气站、制氢加氢等装备。奥扬科技提前布局 IVIV 型瓶研发 技术突破一：塑料内胆与金属瓶嘴密封性能技术获取专利 特殊设计（公司发明专利 ZL201010188786.6）和相匹配的工艺，解决了塑料与金属连接的密封难题，保证四型瓶安全可靠。技术突破二：碳纤维缠绕技术优化升级 利用有限元应力分析技术，优化缠绕内压设计，配合自有专利缠绕工装，实现连续、可控、变压纤维缠绕。技术突破三：保证产品质量一致性 已经与德国技术团队签署合作协议，将建成年产量 10 万只的智能化流水线，从而保证产品质量输出的一致性。105张家港富瑞阀门有限公司（以下简称：富瑞阀门）是张家港富瑞特种装备股份有限公司控股子公司，专业从事低温深冷介质用各类超低温阀门，压力管道元件的设计、制造、销售和相应的技术服务。2016 年富瑞阀门在集团公司的发展战略指引下整合资源，战略布局清洁能源，开始独立自主研发车载供氢系统、加氢机和加氢站等一系列高压氢用阀门。截至目前，富瑞阀门氢阀相关产品有：35MPa 供氢系统用车用氢气集成瓶阀、加氢口、直通式止回阀、调压阀、过流阀、过滤器、安全阀、针型阀、球阀、比例卸荷阀及 35MPa 加氢站用气动球阀、针阀等。南通神通新能源科技有限公司成立于 2019 年 5 月，由上市公司江苏神通阀门股份有限公司（002438）出资，航天科技集团及 FITOK 骨干技术人员牵头成立。神通新能源专业从事氢用流体设备的研究、开发、生产和销售。现已完成70MPa 瓶口阀、70MPa 减压阀、70MPa 溢流阀、70MPa 单向阀、70MPa 电磁阀、低压大口径电磁阀以及 70MPa 加氢站大流量增压泵等核心单机的研发，目前已完成取证的产品有：组合减压阀、瓶尾阀、加氢口、溢流阀、电磁阀。依托江苏神通阀门强大的加工制造能力，结合航天科技集团先进的设计理念，以及 FITOK 专业的工艺控制水平，神通新能源可按照用户需求定制各类阀门、泵及管接头。106世伟洛克(Swagelok)公司创建于 1947 年，总部设在美国俄亥俄州索伦市。作为全球范围内流体系统解决方案的主要开发商和供应商,世伟洛克为各个行业研发、制造并提供先进的流体系统产品、服务和解决方案。遍布 70 多个国家的225 个授权销售和服务中心为世伟洛克全球客户提供技术和服务支持。主要服务行业:石化、半导体、清洁能源（氢能）、油气开采、电力行业等；主营业务：接头、阀门、调压阀、软管和柔性卡套管、过滤器、焊接系统、密封剂等产品。目前，世伟洛克全球氢能行业提供服务超过 30 年，应用覆盖了氢能行业的“制储运用”全产业链。在供氢系统行业，世伟洛克产品的优势主要有以下三个方面：降低安全风险协作供氢系统企业创建定制化解决方案时，降低并在一定程度上消除了风险因素 降低生产成本 完善及时的售后服务网络