2023年氫能儲(chǔ)能行業(yè)爭(zhēng)論報(bào)告一、氫能儲(chǔ)運(yùn)是產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)氫能儲(chǔ)運(yùn)在產(chǎn)業(yè)鏈中本錢較高燃料電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由于氫氣特別的物理、化學(xué)性能，使得它儲(chǔ)運(yùn)難度大、本錢高、安全性低。，需要提高儲(chǔ)運(yùn)容器壓力進(jìn)而提高氫的密度來(lái)提高氫能利用的效率；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(tài)蒸發(fā)損失大，對(duì)液氫儲(chǔ)罐要求很高；原子半徑小：氫的原子半徑格外小，氫氣能穿過(guò)大局部肉眼看不到的微孔，在高溫、高壓下，氫氣甚至可以穿過(guò)很厚的鋼板；性質(zhì)活潑：氫氣格外活潑，穩(wěn)定性極差，泄露后易發(fā)生燃燒和爆炸，這些因素都對(duì)氫氣的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。從終端氫氣價(jià)格組成來(lái)看，氫氣儲(chǔ)運(yùn)本錢占總本錢的30%左右，瓶頸之一。高效率和低本錢是氫能儲(chǔ)運(yùn)進(jìn)展趨勢(shì)了承受何種氫能運(yùn)輸方式。提高氫能儲(chǔ)運(yùn)效率，降低氫能儲(chǔ)運(yùn)本錢，570MPa2003-4儲(chǔ)氫的技術(shù)要求儲(chǔ)氫技術(shù)的關(guān)鍵在于提高氫氣能量密度。美國(guó)能源部〔DOE〕要求2023〔即釋放出的氫氣質(zhì)量與總質(zhì)量之比須到達(dá)4.52025年到達(dá)5.56.5國(guó)際能源署〔IEA〕規(guī)定的將來(lái)型儲(chǔ)氫材料的儲(chǔ)氫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為52023年到202345g/L和81g/L4美元／kWh和2美元／kWh易燃、易爆氣體，當(dāng)氫氣濃度為4.1%-74.2%時(shí)，遇火即爆。因此評(píng)價(jià)儲(chǔ)氫技術(shù)優(yōu)劣，還必需考慮安全性。氫能儲(chǔ)存場(chǎng)景及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)固儲(chǔ)氫等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。氫能給壓力容器行業(yè)帶來(lái)機(jī)遇要支撐。另一方面，氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)展將推動(dòng)臨氫、超高壓、超低溫以及纖維纏繞復(fù)合材料、多層包扎構(gòu)造設(shè)備的設(shè)計(jì)制造、檢驗(yàn)檢測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等方面技術(shù)的進(jìn)展和進(jìn)步，也推動(dòng)壓力容器產(chǎn)業(yè)向高端、清潔、術(shù)要求提出了更高的挑戰(zhàn)，目前一系列關(guān)鍵技術(shù)有待突破。管束式集裝箱、站用儲(chǔ)氫瓶組等設(shè)備所用的高強(qiáng)鋼既沒有制定標(biāo)準(zhǔn)，4130X鋼，仍需對(duì)其與高壓氫氣的相容性進(jìn)展系統(tǒng)爭(zhēng)論以把握氫脆受材料成分、組織、加工方法、氫分壓等的影響規(guī)律，形成4130X鋼用于高壓氫氣IV塑料材料，建立材料性能指標(biāo)體系等相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。IV型瓶，其設(shè)計(jì)技術(shù)問題，有待提出內(nèi)膽成型、纖維帶壓纏繞、樹脂固化的工藝評(píng)定方法。儲(chǔ)氫設(shè)備的型式試驗(yàn)力氣還不全面，需加強(qiáng)試驗(yàn)環(huán)節(jié)以提高35MPaGB/T35544-2023標(biāo)準(zhǔn)的要求，型式試驗(yàn)工程包括氫氣循環(huán)試驗(yàn)，但度高、投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)、建設(shè)難度大、后期維護(hù)本錢高，我國(guó)僅有個(gè)別型式試驗(yàn)機(jī)構(gòu)搭建了試驗(yàn)裝置。儲(chǔ)氫容器材料要求不斷提升儲(chǔ)氫容器已經(jīng)漸漸由全金屬氣瓶(Ⅰ型瓶)進(jìn)展到非金屬內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶(Ⅳ型瓶)。/罐〔Ⅰ型瓶，其制作材料一般為Cr-Mo鋼、6061316L2023年7月，中石化牽頭成立了由鋼鐵企業(yè)、使用單位以及5家鋼鐵企業(yè)(寶鋼、鞍鋼、武鋼、舞鋼、濟(jì)鋼)目前已經(jīng)間續(xù)成功開發(fā)了用于大型貯存罐的高強(qiáng)度大線能量焊接用鋼板。9Ni鋼最早由太鋼于2023年開發(fā)生產(chǎn)，目前鞍鋼、6mm厚的中厚板，LNG低溫壓力容器用9％Ni用，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的空白。纖維復(fù)合材料纏繞氣瓶〔Ⅱ型瓶、Ⅲ型瓶和Ⅳ型瓶。Ⅲ型纖維纏繞層組成。Ⅲ型瓶的內(nèi)膽為鋁合金，Ⅳ型的內(nèi)膽為聚合物。纖的構(gòu)造強(qiáng)度。鋁(6061或7060材料纏繞氣瓶的主要增加體。通過(guò)對(duì)高性能纖維的含量、張力、纏繞料增加壓力容器性能均一、穩(wěn)定，爆破壓力離散度小。玻璃纖維、PBO纖維等纖維均被用于制造纖維復(fù)合材料纏繞氣瓶，其中碳纖維以其精彩的性T300、T700、T1000)。二、氫能儲(chǔ)存技術(shù)以高壓儲(chǔ)氫為主氫能有三種儲(chǔ)存方式目前，主要儲(chǔ)氫方式有三種，分別是氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫。從技術(shù)進(jìn)展方始終看，目前高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)比較成熟，確定該技術(shù)尚有較多技術(shù)難題，將來(lái)看會(huì)極具應(yīng)用前景；固態(tài)儲(chǔ)氫應(yīng)用依據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟公布的《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2023版》推想：我國(guó)氫能儲(chǔ)運(yùn)將依據(jù)“低壓到高壓相態(tài)”的方向進(jìn)展，由此逐步提高氫氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)牧?。氫能市?chǎng)換本錢較低，更具性價(jià)比；氫能市場(chǎng)進(jìn)展到中期2030年，氫氣需求半徑將逐步提升，將以氣態(tài)和低溫液態(tài)為主；遠(yuǎn)期〔2050年〕來(lái)看，高密度、高安全儲(chǔ)氫將成為現(xiàn)實(shí)，完備的氫能管網(wǎng)也將建成，同氫能儲(chǔ)運(yùn)進(jìn)展空間寬闊國(guó)際氫能委員會(huì)推想，到2050年，氫能產(chǎn)業(yè)將制造2.5萬(wàn)億美元的市場(chǎng)規(guī)模。依據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟估量，到2025年，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將到達(dá)12050超過(guò)10%，122023-2023以覺察，國(guó)家加大了制氫和儲(chǔ)氫技術(shù)的研發(fā)重視。相比2023—2023年，2023年儲(chǔ)氫技術(shù)的研發(fā)工程占比大幅提升，氫能源儲(chǔ)運(yùn)愈發(fā)重要。三、高壓儲(chǔ)氣瓶技術(shù)逐步成熟高壓儲(chǔ)氫瓶的應(yīng)用場(chǎng)景釋放。依據(jù)材質(zhì)的不同，高壓儲(chǔ)氫瓶分為純鋼制金屬瓶〔I型、鋼制內(nèi)膽纖維纏繞瓶〔II型〔III型〕和塑料內(nèi)膽纖維纏繞瓶〔IV〕4種。壓儲(chǔ)氫、車載輕質(zhì)高壓儲(chǔ)氫和運(yùn)輸用高壓儲(chǔ)氫。固定式儲(chǔ)氫瓶：在高20MPa鋼制氫瓶，并且可與45MPa98MPa鋼制氫氣瓶由于較高的重量，因此并不適宜汽車用。儲(chǔ)氫裝置是加45MPa600-1500L之間，為無(wú)縫鍛造壓力容器；另一種是承受小容積的氣瓶，單個(gè)氣瓶45L-80L。202320/25MPa4130X，強(qiáng)度高，具有良好的45MPa和98MPa級(jí)98MPa立式高壓儲(chǔ)罐，安裝在江蘇常熟豐田加氫站中。/塑料作為內(nèi)膽，外層則用碳纖維進(jìn)展包覆，提升氫瓶的構(gòu)造強(qiáng)度并70MPa碳纖維纏繞IV型瓶，與之相比，目前我國(guó)車載儲(chǔ)氫方式大多為35MPa碳纖維纏繞III70MPaIII型瓶也已少量用于國(guó)產(chǎn)汽車中。10.0-11.4m，高2.5m，寬2.0-2.3m，盛裝16-21MPa280kg左右。車用儲(chǔ)氫瓶本錢碳纖維占比高，本錢有望逐步下降儲(chǔ)氫瓶關(guān)鍵材料和零部件國(guó)產(chǎn)化亟待突破將來(lái)這些關(guān)鍵材料和零部件將逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。車用儲(chǔ)氫瓶材料中碳纖維復(fù)合材料本錢占比高目前，國(guó)內(nèi)外車載儲(chǔ)氫氣瓶〔III/IV型〕由內(nèi)至外包括內(nèi)襯材金，國(guó)外則多項(xiàng)選擇用特種塑料；內(nèi)層之外又稱為復(fù)合材料層，一般分為兩層，內(nèi)層為碳纖維纏繞層，一般是由碳纖維和環(huán)氧樹脂構(gòu)成；外層纏繞工藝制作而成，通過(guò)對(duì)環(huán)氧樹脂加熱固化，以保證氣瓶強(qiáng)度。5.6kg35MPa、70MPa高壓儲(chǔ)氫IV型瓶本錢構(gòu)成來(lái)看，碳纖維復(fù)合材料本錢分別占系統(tǒng)總本錢的75%和78%。T700照舊占據(jù)主導(dǎo)地位。202316.79萬(wàn)20231.30萬(wàn)噸。從全球范圍來(lái)看，中國(guó)、美國(guó)4.503.732.92總產(chǎn)能670MPaIV型瓶的制備技術(shù)不成熟、IV型儲(chǔ)氫瓶的需求。據(jù)美國(guó)汽車爭(zhēng)論理事會(huì)爭(zhēng)論覺察，當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模越大，儲(chǔ)氫瓶本錢150萬(wàn)套時(shí)，氫氣瓶本錢會(huì)下降20望下降。國(guó)內(nèi)高壓儲(chǔ)氫產(chǎn)業(yè)鏈主要企業(yè)及產(chǎn)品IIIIV型瓶性能比照來(lái)看，IV力越大儲(chǔ)氫量越高，車輛行駛里程就更遠(yuǎn)。依據(jù)《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期進(jìn)展煤氣化制氫裝備、儲(chǔ)氫用球罐設(shè)備等，正在研發(fā)超高壓儲(chǔ)氫裝備45Mpa/75MpPOX造氣制氫裝置廢熱鍋水制氫關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)、分布式氫儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用、煤氣化制反響器”研制領(lǐng)域有相應(yīng)技術(shù)合作及貯存。生產(chǎn)。研發(fā)階段，重點(diǎn)加強(qiáng)在儲(chǔ)氫裝備等方面的產(chǎn)品開發(fā)。巨化集團(tuán)公司工程〔簡(jiǎn)稱“巨化集團(tuán)工程公司ASMEDOT863”工程—高壓〔在北京〔壓力分別為47Mpa75MPa，容積5m3〕的制作交付使用并順當(dāng)通過(guò)驗(yàn)收；在鋼制包裝容器系列方面，分別建有非重復(fù)充裝鋼瓶、可重復(fù)充裝鋼瓶到罐式集裝箱生產(chǎn)線。葛洲壩中科儲(chǔ)能技術(shù)〔簡(jiǎn)稱“葛洲壩中科儲(chǔ)能：公司縮空氣儲(chǔ)能核心技術(shù)和產(chǎn)品，致力于儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱、儲(chǔ)冷、儲(chǔ)氫、儲(chǔ)氣有待進(jìn)展裝車試驗(yàn)，配套氫閥有待交付第三方進(jìn)展試驗(yàn)。北京科泰克科技有限責(zé)任公司〔簡(jiǎn)稱“北京科泰克IV型瓶的材料選型匹配等根底性爭(zhēng)論工作。隸屬國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局的中70MPaIV型瓶的課題爭(zhēng)論中。202370MPa高壓氫燃料車用儲(chǔ)氫瓶的開發(fā)。沈陽(yáng)斯林達(dá)深冷科技〔簡(jiǎn)稱“沈陽(yáng)斯林達(dá)：公司已研二百八十余種規(guī)格產(chǎn)品。202370MPa400公里的續(xù)航力氣。III型35MPaIV型70MPaA〔能滿足根本功能的IV型70MPa氫燃料系統(tǒng)的研發(fā)、應(yīng)用。IVHexagonHexagon速增長(zhǎng)的高壓氫氣儲(chǔ)運(yùn)的合營(yíng)公司。產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線。2023年1月，公司“干噴濕紡千噸級(jí)高強(qiáng)/百噸級(jí)2023年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。T700S產(chǎn)治理包括儲(chǔ)氫瓶在內(nèi)的高壓氣瓶。中簡(jiǎn)科技：公司自成立以來(lái)，以“技術(shù)領(lǐng)先，留意應(yīng)用，技術(shù)向已到達(dá)同類產(chǎn)品國(guó)際先進(jìn)水平。恒神股份：公司主要從事碳纖維、碳纖維織物、預(yù)浸料及其復(fù)合織物、碳纖維預(yù)浸料、碳纖維復(fù)合材料制品、丹強(qiáng)絲及功能性纖維、技術(shù)效勞等。四、液體和固體儲(chǔ)氫技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入示范階段液態(tài)儲(chǔ)氫目前主要應(yīng)用在航天工程中低溫液態(tài)儲(chǔ)氫將氫氣冷卻至-253攝氏度，液化儲(chǔ)存于低溫絕熱70.6kg/m845倍，程中成功使用。優(yōu)點(diǎn)：液化儲(chǔ)氫具有熱值高、體積能量密度高、占用空間體積較求。缺點(diǎn)：液氫的使用也存在一系列的難題，如液氫易揮發(fā)，不便長(zhǎng)為液化氫燃燒產(chǎn)熱額的30%，對(duì)儲(chǔ)氫容器材料有較為苛刻的要求等。題。有機(jī)液體儲(chǔ)氫仍處于爭(zhēng)論或示范階段有機(jī)液體氫化物儲(chǔ)氫技術(shù)有機(jī)液體儲(chǔ)氫利用某些不飽和有機(jī)物與氫氣進(jìn)展可逆加氫和脫氫反響，實(shí)現(xiàn)氫的儲(chǔ)存，加氫后形成的液體有機(jī)氫化物性能穩(wěn)定，安全性高，儲(chǔ)存方式與石油產(chǎn)品相像。但存在著反響溫度較高、脫氫效載儲(chǔ)氫示范應(yīng)用案例。優(yōu)點(diǎn)：從儲(chǔ)氫含量、儲(chǔ)氫過(guò)程能量消耗、儲(chǔ)氫本錢凹凸等角度綜合考慮，類似苯、甲苯這樣的單環(huán)芳香烴儲(chǔ)氫量較大、儲(chǔ)氫過(guò)程可逆、效果好。儲(chǔ)氫量大、儲(chǔ)氫密度高。接近美國(guó)能源部對(duì)儲(chǔ)氫系統(tǒng)的要求。循環(huán)系統(tǒng)熱效率較高。加氫過(guò)程為放熱反響，脫氫過(guò)程為吸熱反響量，從而有效地削減熱量損失，使整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的熱效率提高。氫載缺點(diǎn)：加氫反響和脫氫反響設(shè)備較為簡(jiǎn)潔，操作費(fèi)用較高；加氫反響過(guò)程和脫氫反響過(guò)程均要使用催化劑，且催化劑活性不夠穩(wěn)定；脫氫反響溫度較高等。10000t/aEPC利技術(shù)為氫陽(yáng)能源開發(fā)的常溫常壓有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫材料生產(chǎn)技術(shù)LOHLOHC題，處于世界領(lǐng)先水平。液氨儲(chǔ)氫技術(shù)400℃的條件下即可得到H2，常用的催化劑包括釕系、鐵系、鈷系與鎳系，其中釕系的活性最高。液氨燃燒產(chǎn)物為氮?dú)夂退瑹o(wú)對(duì)環(huán)境有害氣體。20237電池中。通過(guò)比照，覺察液氨燃燒渦輪發(fā)電系統(tǒng)的效率〔69%〕與液氫系統(tǒng)效率〔70%〕近似。然而液氨的儲(chǔ)存條件遠(yuǎn)遠(yuǎn)緩和于液氫，與因此，液氨儲(chǔ)氫技術(shù)被視為最具前景的儲(chǔ)氫技術(shù)之一。20231210了綠色能源重大產(chǎn)業(yè)工程戰(zhàn)略合作簽約儀式，依據(jù)協(xié)議，三方將合力甲醇儲(chǔ)氫甲醇儲(chǔ)氫技術(shù)是指將一氧化碳與氫氣在確定條件下反響生成液氫氣用于燃料電池，甲醇還可直接用作燃料。2023氣。同時(shí)，甲醇的儲(chǔ)存條件為常溫常壓，且沒有刺激性氣味。中集安瑞科與大化所合作建筑的冬奧會(huì)的站內(nèi)制氫工程就是甲醇制氫。固體儲(chǔ)氫也已經(jīng)進(jìn)入示范階段儲(chǔ)氫密度高、儲(chǔ)氫壓力低、安全性好、放氫純度高等優(yōu)勢(shì)，其體積儲(chǔ)氫密度高于液氫。但主流金屬儲(chǔ)氫材料重量?jī)?chǔ)氫率仍低于3.8wt%，重量?jī)?chǔ)氫率大于7wt%的輕質(zhì)儲(chǔ)氫材料還需解決吸放氫溫度偏高、循氫儲(chǔ)科技：2023年11月氫儲(chǔ)科技開頭擔(dān)當(dāng)上海市科委關(guān)于500kg/構(gòu)造、熱系統(tǒng)治理、遠(yuǎn)程把握系統(tǒng)以及容器等的研發(fā)均已完成，并進(jìn)展了大量的理論模擬和試驗(yàn)測(cè)試。2023年第四季度，首座鎂基固態(tài)550公斤/條公交線使用。從儲(chǔ)氫本錢、技術(shù)、安全性等方面來(lái)看，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫仍是當(dāng)下規(guī)模化應(yīng)用，長(zhǎng)期來(lái)看，待技術(shù)突破及產(chǎn)能擴(kuò)大后，管道輸氫、低溫五、投資分析固定式儲(chǔ)罐壁壘高，車載儲(chǔ)氫空間大固定式儲(chǔ)氫罐：目前，固定式儲(chǔ)氫罐主要用于加氫站、制氫站，但競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手較少，市場(chǎng)前景寬闊。依據(jù)氫氣加注壓力，加氫站分為35MPa和70MPa35MPa35MPa70MPa70MPa著氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)展，加氫站、制氫站的建設(shè)增多，儲(chǔ)罐