高压气态储氢产业竞争分析报告2024年-2026年

2024年-2026年高压气态储氢产业竞争分析报告汇报人：蔡姿婷2024-08-01高压气态储氢定义产业链发展历程政治环境商业模式政治环境目录经济环境社会环境技术环境发展驱动因素行业壁垒行业风险行业现状目录行业痛点问题及解决方案行业发展趋势前景机遇与挑战竞争格局行业定义01什么是高压气态储氢高压气态储氢是最常见的一种储氢技术，通过高压压缩的方式将气态氢储存在大体积、质量重的气瓶中。该储氢方式简便易行、能耗低成本低、充放氢速度快，在常温下就可以进行放氩，零下几十度低温环境也能正常工作。目前，高压气态储氢容器主要分为I型纯钢制金属瓶、Ⅱ型钢制内胆纤维缠绕瓶、Ⅲ型铝内胆纤维缠绕瓶和IV型铝合金内胆纤维缠绕瓶四类。国内主要将Ⅲ型瓶用于车载，N型瓶处于起步阶段，未来将可能替代皿型瓶成为主流。随着技术突破和逐步量产，安全性和成本高的问题将被逐步解决。2020年我国国家层面以及地方层面出台了多个氢能相关政策和规划以解决我国氢能领域的顶层设计尚不完善的问题，并且未来有必要继续制定我国的氢能相关产业发展路线图。2025年，全国加氢站达到1000座，氢燃料电池车保有量达到10万辆，下游高速发展拉动储氢需求。定义产业链02原材料供应商、零部件供应商上游中国高压储氢瓶生产制造企业、国际高压储氢瓶生产制造企业中游氢燃料汽车制造企业、加氢站下游产业链010203发展历程03在这个阶段，石油危机引发全球对于能源发展的思考，试图寻求可以替代石油的可再生能源。氢能具有无污染、燃料电池效益高于内燃机的优势被认为是最理想的代替能源并作为长期未来发展目标。发展历程发展起步阶段(1970-1995年)积极发展阶段(1996-2009年)自主研发阶段(2010-2015年)全面规划阶段(2016-2020年)意识到氢能作为理想能源的可行性，全球汽车制造企业进入集中致力于燃料电池车和氢燃料电池研发阶段。随着氢燃料电池车研发初见成效，上游储氢行业被越发重视，I型、Ⅱ型储氢瓶由于密度低、氢脆问题严重无法投入车载使用，重心转向Ⅲ型、IV型储氢瓶研发以及原材料技术突破国产化。国家发改委和国家能源局推出一系列能源技术创新规划，可再生能源制氢、氢气储运技术、氢能与燃料电池技术创新作为重点发展内容，全面展开我国氢能产业布局。2020年尽管疫情重创全球经济，但我国氢能发展势头不减。在我国，“碳中和”、“碳达峰”目标的提出以及相关规划政策的出台，助推氢气储能产业规模化发展04政治环境FROMBAIDUWENKUCHAPTER2019年两会期间,氢能首次写入政府工作报告.、国家发改委、国家能源局等多部门陆续发布了支持、规范氢能源行业的发展政策,内容涉及氢能源发展技术路线、加氢站等基础设施建设、燃料电池车发展等随着产业扶植力度加深,众多城市将发展氢能列为工作目标形成我国庆能源产业集群效应.截至目前,全国已有20余省或直辖市发布了氢能产业链相关政策发改委:《产业结构调整指导目录（2019年本）》:涵盖高效制氢、运氢及高密度储氢技术，加氢站以及燃料电池相关内容，被列为"支持类发改委:《西部地区鼓励类产业目录》:鼓励贵州省发展加工制造、氢能燃料电池制造、输氢管道、加氢站等涉氢站；鼓励陕西省发展风电、氢能等新能源及相关装置制造产业；鼓励内蒙古自治区发展高性能永磁、储氢等稀土功能材料，器件开发及生产:《新时代的中国能源发展》:加强发展绿氢制取、储运和应用等氢能产业链技术装备，促进氢能燃料电池技术链、氢燃料电池汽车产业链发展全国人大:《“十四五规划”和2035年远景规划纲要》:前瞻谋划未来产业，在氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业#主要写行业政策文件及其主要内容政治环境1政治环境发改委《产业结构调整指导目录（2019年本）》:涵盖高效制氢、运氢及高密度储氢技术，加氢站以及燃料电池相关内容，被列为"支持类发改委《西部地区鼓励类产业目录》:鼓励贵州省发展加工制造、氢能燃料电池制造、输氢管道、加氢站等涉氢站；鼓励陕西省发展风电、氢能等新能源及相关装置制造产业；鼓励内蒙古自治区发展高性能永磁、储氢等稀土功能材料，器件开发及生产05商业模式FROMBAIDUWENKUCHAPTER06经济环境FROMBAIDUWENKUCHAPTER我国经济不断发展，几度赶超世界各国，一跃而上，成为GDP总量仅次于美国的唯一一个发展中国家。我国经济赶超我国人口基数大，改革开放后人才竞争激烈，大学生就业情况一直困扰着我国发展过程中。就业问题挑战促进社会就业公平问题需持续关注并及时解决，个人需提前做好职业规划与人生规划重中之重。公平就业关注经济环境07社会环境FROMBAIDUWENKUCHAPTER总体发展稳中向好我国总体发展稳中向好，宏观环境稳定繁荣，对于青年人来说，也是机遇无限的时代。关注就业公平与提前规划促进社会就业公平问题需持续关注并及时解决，对于个人来说提前做好职业规划、人生规划也是人生发展的重中之重。就业问题与人才竞争我国人口基数大，就业问题一直是发展过程中面临的挑战，人才竞争激烈，大学生毕业后就业情况、失业人士困扰国家发展。政治体系与法治化进程自改革开放以来，政治体系日趋完善，法治化进程也逐步趋近完美，市场经济体系也在不断蓬勃发展。中国当前的环境下描述了当前技术发展的日新月异，包括人工智能、大数据、云计算等前沿技术的涌现。技术环境需求增长、消费升级、技术创新等是行业发展的主要驱动因素，推动了行业的进步。发展驱动因素行业壁垒包括资金、技术、人才、品牌、渠道等方面的优势，提高了新进入者的难度。行业壁垒我国经济不断发展08技术环境FROMBAIDUWENKUCHAPTER技术驱动技术环境的发展为行业带来了新的机遇，是行业发展的重要驱动力。创新动力技术环境的不断创新和进步，为行业的创新发展提供了有力支持。人才需求技术环境的发展促进了人才的需求和流动，为行业的人才队伍建设提供了机遇。团队建设技术环境的发展要求企业加强团队建设，提高员工的技能和素质，以适应快速变化的市场需求。合作与交流技术环境的发展促进了企业间的合作与交流，推动了行业的整体发展。技术环境010203040509发展驱动因素FROMBAIDUWENKUCHAPTER发展驱动因素政策从顶层设计方面规划氢能源汽车发展,2019年将"推动充电、加氢等设施建"首次写入《政府工作报告》，开启了燃料电池汽车的元年政策支持国际氢能委员会预测，到2050年，氢能产业将创造5万亿美元的市场规模。根据中国氢能联盟，到2025年，我国氢能产业产值将达到1万亿元；到2050年，氢能在我国终端能源体系中占比超过10%，产业链年产值达到12万亿元，这将对氢能储运设备材料提出了大量市场需求，氢能储运设备材料或成为较好的投资机会。国家对储氢环节技术研发更加重视。根据2018-2021年国家“氢能技术”重点专项指南汇总数据，从三大产业链环节分布变化中可以发现，国家加大了制氢和储氢技术的研发重视。相比2018—2020年，2021年储氢技术的研发项目占比大幅提升，氢能源储运愈发重要。氢能储运发展空间广阔中国氢能配套设施相关管理标注逐步完善，上海、佛山、武汉等地已制定出台了明确的加氢站管理办法，加氢站进度明显加快截至2020年底，中国在建与建成加氢站167座，其中47座已建成。基础设施建设燃料电池汽车自2001年起度过了约15年的技术积累时期通过国家项目引导、校企联合开发、重大活动试运营、企业完成燃料电池汽车技术探索和优化，达到量产、投放市场的标准。技术突破10行业壁垒FROMBAIDUWENKUCHAPTER11行业风险FROMBAIDUWENKUCHAPTER12行业现状FROMBAIDUWENKUCHAPTER市场情况描述行业现状氢能储存是国内氢能源发展的主要挑战，目前储氢方式主要分为低温液态储氢、高压气态储氢固体材料储氢及有机液体储氢四种。我国低温液态储氢技术应用较少且成本高，长期来看，在国内商业化应用前景不如另外3种储氢技术；固态储氢材料储氢性能卓越，是4种方式中最为理想的储氢方式，也是储氢科研领域的前沿方向之一，但是现在尚处于技术攻关阶段；高压气态储氢是我国最为成熟的储氢技术，低温液态储氢和有机液态储氢综合性能好，但亟待相关技术攻关以降低其成本行业现状01市场份额变化受疫情影响，2020年，中国氢能源汽车产销量下滑至1177辆。中国氢能源汽车前，保有量为7342辆得益于政策指引保驾护航、中国燃料汽车的发展和高压储氢瓶性能的不断提升，未来国内高压储氢瓶需求量将保持高速由2021年的增长，5036台增长至2025年的40685台。高压气态储氢是目前广泛应用的储氢方式，在国内外已经实现一定规模商用。这种技术路线主要通过高压储气瓶来实现氢气的储存和释放。根据材质的不同，高压储氢瓶分为纯钢制金属瓶（I型）、钢制内胆纤维缠绕瓶（II型）、金属内胆纤维缠绕瓶（III型）和塑料内胆纤维缠绕瓶（IV型）4种。根据高压氢容器的不同使用要求，可以将高压储氢分为固定式高压储氢、车载轻质高压储氢和运输用高压储氢。固定式储氢瓶:在高压储氢技术中，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，并且可与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。但是钢制氢气瓶由于较高的重量，因此并不适宜汽车用。储氢装置是加氢站中的一个重要装置，一般采用45MPa储氢瓶。一般有两种方式，一种是用具有较大容积的气瓶，该类气瓶的单个容积在600-1500L之间，为无缝锻造压力容器；另一种是采用小容积的气瓶，单个气瓶的容积在45L-80L。行业现状02市场情况氢能产业链整体可以分为氢能制取、氢能储运、氢能应用三大环节，其中储运环节是高效利用氢能的关键，是影响氢能向大规模方向发展的重要环节。在氢能全产业链中，氢的储运是制约我国氢能和燃料电池产业发展的关键环节，因为氢气特殊的物理、化学性能，使得它储运难度大、成本高、安全性低。（1）重量轻、密度小:在所有元素中，氢的重量最轻、密度小，需要提高储运容器压力进而提高氢的密度来提高氢能利用的效率；（2）液化温度低:常压下氢气在-253℃温度才能液化，液化能耗高、静态蒸发损失大，对液氢储罐要求很高；（3）原子半径小:氢的原子半径非常小，氢气能穿过大部分肉眼看不到的微孔，在高温、高压下，氢气甚至可以穿过很厚的钢板；（4）性质活泼:氢气非常活泼，稳定性极差，泄露后易发生燃烧和爆炸，这些因素都对氢气的储运技术提出了挑战。从终端氢气价格组成来看，氢气储运成本占总成本的30%左右，经济、高效、安全的储运氢已成为当前制约氢能规模应用的主要瓶颈之一。行业现状高压气态储氢是目前应用最广泛的储氢方式高压气态储氢容器主要分为纯钢制金属瓶（I型），钢制内胆纤维环向缠绕瓶（II型），铝内胆纤维全缠绕瓶（Ⅲ型）及塑料内胆纤维缠绕瓶（IV型）4个类型。其中Ⅲ型瓶和Ⅳ型瓶具有重容比小、单位质量储氢密度高等优点，已广泛应用于氢燃料电池汽车。高压储氢瓶的工作压力一般为35~70兆帕，国内车载高压储氢系统主要采用35兆帕型Ⅲ瓶。01从各种储氢技术目前应用情况来其均已在车载中有应用，但是中国的技术水平与国外还存在一定的差距。由于中国研发起步晚、原材料性能差等原因，中国生产的碳纤维还不能满足车用氢瓶的要求，主要依赖进口。0213行业痛点FROMBAIDUWENKUCHAPTER压力风险因超温、充装过量等原因设备有可能强度不足而发生超压爆炸.储氢设备需要频繁重复充装，不但原有的裂纹类缺陷有可能扩展，而且可能在使用过程中萌发出新的裂纹，导致疲劳破坏。依赖进口成本高碳纤维复合材料占储氢瓶生产成本的60%以上，我国碳纤维需求量约占全球的34%左右（约78万成本高但产能却只占吨）13%，这意味着我国碳纤维对外依赖度超60%尤其是大丝束碳纤维领域近70%都依赖进口。充装风险）高压氢气储运设备在充装气体的时候，气体介质在压力降低时会放出大量的热量，通过热的传递过程，使得设备的各连接部分温度升高；温度过高可能会使充装气体的人员受到损害，同时也改变了设备承压材料的本构关系，影响到承压能力；在抽送或压缩氢气时、检修、动火过程中各种原因导致氢气与氧气或其它助燃气体混合，达到一定的浓度极限时，遇火源会引起爆炸事故。030201行业痛点14问题及解决方案FROMBAIDUWENKUCHAPTER15行业发展趋势前景FROMBAIDUWENKUCHAPTER发展趋势前景描述朝着大容量、轻量化、高压力、高效率方向发展:铝内胆纤维缠绕Ⅲ型瓶在国内市场占据主流，已开发出35MPa和70MPa两种容器，技术较为成熟，而塑料内胆纤维缠绕的IV型还处于起步阶段2020年12月2日，沈阳斯林达安科新技术有限公司（车用压缩氩气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶通过“三新”评审。斯林达成为国内首家通过“三新”评审的车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶制造厂家。这也是国内首例通过"三新"评审的车用Ⅳ型储氢瓶。IV型储氢瓶具有轻量化、高压力、高储氢质量比和长寿命等特点较Ⅲ型瓶，Ⅳ型瓶在容积、单位质量储氢密度、爆破压力、压力循环次数和使用寿命等指标上都有提升，其中最显著的是压力循环次数次数上的增加，增幅达到193%，同时Ⅳ型储氢瓶的成本要比III型瓶的成本低，更具有市场优势，未来Ⅳ型储氢瓶将取代III型瓶单位成本将在规模优势下逐步下降:高压储氢瓶是车载氢系统的重要组成部分，是燃料电池汽车的重要部件，随着生产量的扩大，单位成本将在规模优势下逐步下降。高压储氢瓶，由储氢瓶及辅助系统（BOP）两部分组成。从图中可以发现如果生产规模由1万套/年提升至50万套/年，其中储氢瓶与辅助系统成本下降幅度为别为20%和64%；碳纤维成本占比由45%上升至62%，成为影响最大的成本要素。氢能给压力容器行业带来新机遇:氢能产业的发展给压力容器行业带来新的发展机遇，一方面，氢能储运设备是氢能利用的重要基础设施，是促进氢能产业展的必要支撑。另一方面，氢能产业发展将推动临氢、超高压、超低温以及纤维缠绕复合材料、多层包扎结构设备的设计制造、检验检测、风险评估等方面技术的发展和进步，也推动压力容器产业向高端、清洁、环保、高效方向的转型升级。但氢能产业的快速发展也对压力容器技术要求提出了更高的挑战，目前一系列关键技术有待突破。储氢材料要求不断提升:高压储氢气瓶是压缩氢广泛使用的关键技术，随着应用端的应用需求不断提高，轻质高压是高压储氢气瓶发展的不懈追求。目前高压储氢容器已经逐渐由全金属气瓶(Ⅰ型瓶)发展到非金属内胆纤维全缠绕气瓶(Ⅳ型瓶)。行业发展趋势前景朝着大容量、轻量化、高压力、高效率方向发展铝内胆纤维缠绕Ⅲ型瓶在国内市场占据主流，已开发出35MPa和70MPa两种容器，技术较为成熟，而塑料内胆纤维缠绕的IV型还处于起步阶段2020年12月2日，沈阳斯林达安科新技术有限公司（车用压缩氩气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶通过“三新”评审。斯林达成为国内首家通过“三新”评审的车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶制造厂家。这也是国内首例通过"三新"评审的车用Ⅳ型储氢瓶。IV型储氢瓶具有轻量化、高压力、高储氢质量比和长寿命等特点较Ⅲ型瓶，Ⅳ型瓶在容积、单位质量储氢密度、爆破压力、压力循环次数和使用寿命等指标上都有提升，其中最显著的是压力循环次数次数上的增加，增幅达到193%，同时Ⅳ型储氢瓶的成本要比III型瓶的成本低，更具有市场优势，未来Ⅳ型储氢瓶将取代III型瓶行业发展趋势前景01020304单位成本将在规模优势下逐步下降高压储氢瓶是车载氢系统的重要组成部分，是燃料电池汽车的重要部件，随着生产量的扩大，单位成本将在规模优势下逐步下降。高压储氢瓶，由储氢瓶及辅助系统（BOP）两部分组成。从图中可以发现如果生产规模由1万套/年提升至50万套/年，其中储氢瓶与辅助系统成本下降幅度为别为20%和64%；碳纤维成本占比由45%上升至62%，成为影响最大的成本要素。氢能给压力容器行业带来新机遇氢能产业的发展给压力容器行业带来新的发展机遇，一方面，氢能储运设备是氢能利用的重要基础设施，是促进氢能产业展的必要支撑。另一方面，氢能产业发展将推动临氢、超高压、超低温以及纤维缠绕复合