0532-83433388
新聞動態
聯系我們

青島德通納米技術有限公司
電 話:0532-83432166

傳 真:0532-86402866

郵箱:dt-info@syfsci.com

網 址:www.wwwpj901.com

銷售部專線:
劉 總:18390223882
孟 總:15318872987
鐘 總:14751706300

行業資訊
您當前所在位置:首頁 / 新聞動態 /
燃料電池汽車儲氫瓶產業深度報告1
更新時間:2021-08-14 瀏覽數:

摘要

燃料電池是一種直接把燃料所具有的化學能轉換成電能的發電裝置,它具有能量轉化率高、無噪聲污染、環境友好等特點。采用氫氣作為燃料的燃料電池是實現緩解能源壓力、經濟發展與環境和諧的最佳手段,由此并帶動了氫能產業的大力發展。

氫燃料電池汽車是氫能應用場景最具代表性的領域之一,汽車工程協會《節能與新能源汽車技術路線圖》指出,到2030年,中國氫燃料電池汽車將超過百萬輛。面對氫燃料電池汽車市場即將的噴井式增長,作為氫燃料汽車發展過程中的關鍵一環,車載儲氫技術直接關系到燃料電池汽車的續航、成本與安全性。

 

  

1儲氫瓶行業概況

1.1儲氫瓶作用與原理

儲氫瓶是一種氫氣儲存的容器?,F有氫氣的儲運容器技術包括高壓儲氫、液氫儲存、金屬氫化物儲氫、低溫吸附儲氫、納米碳管高壓吸附儲氫以及液體有機氫化物儲氫。各種儲氫技術相應的儲氫瓶也有所區別。

高壓儲氫是目前較為廣泛使用的一種氫氣儲存方式。氫氣可以在高壓下(15.2~70.9兆帕)裝盛在氣體瓶中運輸,可通過減壓閥的調節直接釋放氫氣。方便可靠,是最普通和最直接的儲氫方式。隨著材料科學的發展,已開發出碳纖維與鋁復合材料的高壓氣瓶,大大降低氣瓶自身質量,提高容量裝載效率,使高壓儲氫成為較有競爭優勢的車載儲氫方式。 

 

1.2儲氫瓶分類

按照材質分類,儲氫瓶分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ型,材質分別為純鋼制、鋼制內膽纖維纏繞、鋁內膽纖維纏繞、塑料內膽纖維纏繞、無內膽纖維纏繞儲氫瓶。

 

1.3儲氫瓶發展歷程

最早為純金屬儲氫瓶,由于是單層結構,無法對容器安全狀態進行實時在線監測。因此,這類儲罐僅適用于固定式、小儲量的氫氣儲存,遠不能滿足車載系統的要求。后來出現金屬內膽外加碳纖維纏繞,最初僅是罐體中部纏繞,后來發展到全罐纏繞。纏繞方案主要包括層板理論與網格理論。多層機構的采用不僅可防止內部金屬層受侵蝕,還可以各層間形成密閉空間,以實現對儲罐安全狀態的在線監控。

為了進一步降低儲罐質量,人們利用具有一定剛度的熟料代替金屬,制成了全復合輕質纖維纏繞儲罐。這類儲罐的筒體一般包括三層:塑料內膽、纖維增強層和保護層。塑料內膽不僅能保持儲罐的形態,還能兼作纖維纏繞的模具。同時,塑料內膽的沖擊韌性優于金屬內膽,且具有優良的氣密性、耐腐蝕性、耐高溫和高強度、高韌性等特點。全復合輕質纖維纏繞儲罐的質量約為相同儲量鋼瓶的50%,因此,其在車載氫氣儲存系統中的競爭具備絕對優勢。

豐田在2015年5月舉行的日本汽車技術協會春季大會上,就燃料電池車“MIRAI”配備的高壓儲氫罐的輕量化發表了演講。其內層是密封氫氣的樹脂襯里,中層是確保耐壓強度的碳纖維強化樹脂層,表層是保護表面的玻璃纖維強化樹脂層。

MIRAI的儲氫罐的輕量化瞄準的是中層。中層采用的是對含浸了樹脂的碳纖維施加張力使之卷起層疊的纖維纏繞工藝。纏繞方法有強化筒部的環向纏繞、強化邊緣的高角度螺旋纏繞和強化底部的低角度螺旋纏繞三種,三種方式均減少了纏繞圈數。使得碳纖維強化樹脂的用量比原來減少了40%,使重量效率比原來提高了20%,達到全球最高水平。

 

 

1.4儲氫瓶市場規模

據勢銀咨詢預測,車載儲氫瓶市場規模在2030年預計達到 69 億美元,受中國市場龐大的重卡基數推動,十年內中國市場的車載儲氫瓶市場份額預期提升至39%,成為全球最大的車載儲氫瓶市場??紤]到一輛車車載氣瓶在3-6個不等,取平均值假設一輛車車載氣瓶為4.5個,如按規劃 2025 年燃料電池車保有量為10萬輛,則2020-2025 新增量 CAGR為 29.05%,對應2025年銷量為 6.88 萬輛,儲氫瓶年需求為30.95萬個。我們測算得2020-2050年中國儲氫瓶市場規模合計有望達到 3234 億元,其中2020-2025年新增市場規模約為 111 億元,2020-2035年間市場規模約為831億元。 

 


1.5儲氫瓶產業鏈

復合材料儲氫氣瓶由內至外包括內襯材料、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;纖維纏繞層選用碳纖維作為增強材料。 

 

儲氫罐產業鏈上游主要是原材料和零部件,原材料包括鋁材、鋼材、炭纖維和樹脂等;零部件包括各種金屬閥門和各類傳感器;中游的生產制造設備和制造工藝等;下游則就是在燃料汽車上的應用。

產業鏈供應方面,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。

 


1.5.1碳纖維

碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量的新型纖維材料,具有質量輕、強度高、耐腐蝕、高模量、密度低、無蠕變、良好的導電導熱性能、非氧化環境下耐超高溫、耐疲勞性好等特性,碳纖維復合材料被廣泛應用于航空航天、電纜芯、建筑建材、儲氫罐、船舶、碳碳復材、電子電器等多個領域。

成本方面,儲氫罐的成本主要集中在外部纏繞用的碳纖維上,占比近60%,目前使用的級別是T800,國內主要從日本東麗進口,東麗在碳纖維市場份額占比超過 80%;近兩年逐漸開始國產化小批量替代,碳纖維供應商國內主要有中復神鷹、光威復材、中簡科技等,還有楚江新材、博云新材。


1.5.2傳感器

傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將感受到的信息,按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求,目前儲氫罐使用的主要是壓力傳感器和濕度傳感器等等。

從全球來看,2018年美日仍是全球傳感器市場主要占有者,分別占據全球份額的29%和21%;中國市場份額仍只有10%,且集中在中低端需求領域。


1.5.3纏繞機

纏繞機是復合材料儲氫罐關鍵設備,與其配套的張力控制系統、浸膠槽、多維度吐絲頭、自轉芯軸組成的濕法纏繞體系,不僅控制了生產成本,更決定了生產效率和生產質量,全球主要有美國Tankinetic和意大利的Sarplast壟斷了大型纏繞機的關鍵技術。中國目前還沒有能力制造大型纏繞機。

 

2儲氫瓶行業驅動因素

2.1符合國家對未來能源安全和能源結構的規劃

石油與其他炭燃料資源是有限的,因此汽車產業也需要新的再生能源來替代化石能源,維持其產業的持續發展。從國家能源安全的角度,我國屬于石油進口大國,大力支持發展燃料電池汽車,可以降低對石油進口的依賴度。從能源轉化效率和尾氣副產品方面考量,燃料電池汽車順應了國家對未來能源結構的規劃。

傳統內燃機的能源轉化效率很低,據估計大約有80%的能源損耗在石油轉換成汽車動力的流程中,有研究表明,絕大部分傳統內燃機的汽車能源轉化效率只有15%左右,而燃料電池的效率可以達到60%。

汽車尾氣排放也是碳排放的大戶,燃料電池汽車除了可以減少噪音污染外,排放產物就是水,可以實現真正意義上的“零排放”,可以預見,在國家“炭達峰”目標的大背景下,燃料電池汽車發展也會得到大力支持。

整體看,氫能作為一種新能源,受到業界和政府的較多關注和支持,儲氫罐作為氫能源利用中的關鍵環節,必將伴隨氫能源行業發展而迅速增長。

2.2國家政策持續扶持

國產關鍵材料能否突破,對于國內燃料電池行業未來發展非常關鍵。2020年9月落定的“以獎代補”政策鼓勵燃料電池產業鏈關鍵材料自主化程度提升,給予了儲氫瓶相關關鍵材料,如碳纖維、樹脂的發展信心,也推動著相關企業加碼布局。


請繼續閱讀:燃料電池汽車儲氫瓶產業深度報告2

免费一级A片视频在线观看-99久久国产综合精品无码-美国曰皮一级毛片-东北老熟女一级毛片