作者丨郭小坠儿

编辑丨郭小坠儿

出品丨第一元素网

氢能产业发展迅速，氢瓶技术也在进化。

近日，彼欧（PlasticOmnium）与申能集团下属蓝能氢能科技（ReinHytech）按50/50比例组建的新合资企业彼欧蓝能（PO-Rein）正式投入运营。该合资企业旨在为中国商用车市场生产并提供高压储氢系统。

投资双方于年1月11日宣布，该合资企业将在上海市嘉定区建设生产基地，服务于不断增长的中国氢能市场：IV型高压储氢容器第一条生产线将于年投产，而一座年产能高达60,只高压储氢容器的大型工厂计划于年投入运营。

当前，国内商用的氢气瓶以III型瓶为主，而与III型瓶相比，IV型瓶优势更显著。浙江大学建筑工程学院教授白勇表示，“III型瓶重容比偏大，生产成本高，且70兆帕压力下更容易发生氢脆。相比之下，Ⅳ型储氢瓶优势明显，更符合未来氢能产业发展要求。”

首先，IV型瓶采用非金属内胆，能够抗氢脆腐蚀，相对金属内胆的III型瓶也更具安全优势；其次，在相同容积和压力条件下，IV型储氢瓶储氢密度高于III型瓶，重量却更轻；第三，IV型储氢瓶制造成本高是受到技术限制，一旦攻克技术难题，成本自然下降，且由于其内胆为塑料，不易疲劳失效，使用寿命也更长，进一步降低了消费成本。

Ⅳ型瓶难题

目前储氢主要有高压气态储氢、低温液态储氢、有机液态储氢和固体材料储氢四种方式，其中低温液态储氢，主要用于火箭低温推进剂；有机液态储氢，成本太高，能耗大，对比其他储氢方式操作条件要求苛刻；而固体材料储氢，尚处于实验研究阶段。

作为最成熟和应用最广泛的储氢技术，我国目前主要以高压气态储氢为主要的储氢技术路线。与其他三种储氢方式相比，高压气态储氢，因其存储及取用快、能量损耗低且成本最低的优点，被各生产厂家所采用。

全球范围内，高压储氢瓶发展趋势是从I型储氢瓶向IV型储氢瓶的发展。由于氢脆效应及纤维缠绕形式，Ⅰ、Ⅱ型储氢瓶只能满足35MPa储氢压力，不适用于70MPa储氢条件。

图源第一元素网“四种主要氢瓶型号”

Ⅲ型、Ⅳ型可以满足70MPa储氢,且在使用年限及储氢密度上也较Ⅰ型和Ⅱ型有所提升。我国已经完成35MPa储氢系统-Ⅲ型瓶组产业化。正在努力向着Ⅳ型高压储氢技术路线进发。

目前最为成熟且成本较低的技术是钢制氢瓶和钢制压力容器，如目前工业中广泛采用20MPa钢制氢瓶，并可与45MPa钢制氢瓶、98MPa钢带缠绕式压力容器进行组合应用于加氢站，但钢制氢气瓶重量大，并不适宜汽车用。

当下车用高压储氢瓶的国际主流技术通过以铝合金/塑料作为内胆，外层则用碳纤维进行包覆（即III型、IV型瓶），提升氢瓶的结构强度并尽可能减轻整体质量。

主要应用技术路线是铝内胆纤缠Ⅲ型产品，但是近年来随着企业的技术突破，越来越多的应用场景中将金属内胆替换成塑料内胆的Ⅳ型瓶。

在国内布局氢能储运的公司中，有以下几家以储氢瓶生产为主要业务：

中材科技是国内较早布局储氢瓶业务的公司，率先研发完成国内最大容积L燃料电池氢气瓶，并投入市场形成销量；成功掌握70MPa铝内胆碳纤维复合氢气瓶关键技术；启动投资氢气瓶生产线技改项目及站用储氢容器生产线项目。

京城股份拥有无缝气瓶、缠绕气瓶、车用LNG气瓶、CNG气瓶、储氢气瓶、低温贮罐、加气站等多方位的气体储运装备技术能力。

公司解决了氢气储运的瓶颈环节，公司研发的氢燃料电池用铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶以及低温储罐，奠定了公司在氢能装备制造领域的领先优势和龙头地位。

在IV型瓶方面，公司已建成了一条柔性化IV型瓶生产线，可以根据车型的安装空间灵活设计气瓶长度和直径参数，使气瓶使用性能最优化。

中集集团在高压储氢、运氢领域具备液氢储罐生产能力，是国内可以提供一体化加氢站整体设备解决方案的主要的供应商，目前拥有Ⅲ型车载储氢瓶的生产线和产能。

北京科泰克科技有限责任公司长期从事铝合金内胆、呼吸气瓶、车用复合气瓶、高压及超高压容器的设计、生产和销售。已展开IV型瓶的材料选型匹配等基础性研究工作。

沈阳斯林达深冷科技有限公司已研发出无缝不锈钢内胆纤维全缠绕气瓶、铝合金内胆、铝合金无缝气瓶等十三类别二百八十余种规格产品。

年70MPa高压储氢瓶通过了国家型式试验，搭载该气瓶的燃料电池汽车可实现公里的续航能力。

根据《氢能技术蓝皮书》显示，我国Ⅳ型储氢瓶生产还处于起步阶段，国内储氢瓶产业化落地将逐步加快。

年，中国开展了“可再生能源的技术研究”项目，针对我国碳纤维缠绕气瓶储氢密度偏低、瓶口组合阀主要依赖进口的问题，开展高密度车载储氢技术的研究。其中明确要求氢气存储压力为70MPa，储氢密度大于5%，并建立相应的国家/行业标准。这对于Ⅳ型氢瓶的产业化商用化具有建设性的意义。

商业化尚待时日

在储氢环节上，国外企业走在了前列。

日本、韩国、法国与挪威等国的Ⅳ型储氢瓶均已量产，而中国还处于起步阶段，国内由于高强度碳纤维工艺尚不成熟，IV型储氢瓶的大规模商用化尚待时日，目前主要是35MPa碳纤维缠绕Ⅲ瓶。

日韩、美国以及欧洲等国家已将70MPaⅣ型储氢瓶批量化应用于氢燃料电池汽车市场，国内市场仅有部分企业小规模生产Ⅳ型储氢瓶，目前占据市场主流的还是Ⅲ型铝合金内胆全缠绕气瓶。

对比国外，我国70MPa储氢技术也因技术瓶颈、法规限制、关键材料碳纤维依赖进口及需求低迷、配套技术不达标等因素发展相对滞后。

除受到技术不成熟的影响之外，储氢瓶材料的质量也影响着其生产应用。因其高模量、高强度、质量轻和抗腐蚀性强的优点，目前Ⅲ、Ⅳ型储氢瓶瓶身材料以碳纤维复合材料为主。

而当前的技术无法做到提升性能的同时降低Ⅳ型储氢瓶材料应用成本，因此，Ⅳ型储氢瓶碳纤维复合材料与Ⅲ型相比，成本更高，碳纤维复合材料占生产成本的77%--78%左右。因此在成本问题解决前，Ⅲ型储氢瓶在国内还是占据着不可撼动的地位。

国联证券援引业内测算指出，对于储氢质量均为5.6公斤的35兆帕、70兆帕高压储氢III型、IV型瓶来说，碳纤维复合材料成本均占总成本的70%左右。此外，当III型及IV型瓶储氢压力增至70兆帕时，碳纤维复合材料应用成本及比例将大幅提升，因此降低碳纤维应用成本是储氢瓶降本的关键。