一、高压气态储氢产业基本概述
1、储氢技术分类情况
目前主要储氢技术包括物理储氢、化学储氢及吸附储氢三大类别。物理储氢技术主要以单纯改变氢压力、温度等条件提高氢气密度，或通过物理吸附作用将氢气储存在金属合金等储氢材料中的技术，常见的包括高压气态储氢技术及低温液态储氢技术。其中，高压气态储氢技术为目前发展最为成熟、应用最广泛的技术。液态储氢为未来重要发展方向，但目前技术主要应用于航天领域，国内民用受政策限制。
储氢技术原理及优缺点对比情况
资料来源：公开资料整理
2、基本特点
高压储氢主要利用气瓶作为储存容器，对于储气瓶，全球呈现出从I型储氢瓶到IV型储氢瓶的技术发展趋势。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。目前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。
各类别储氢瓶/罐分类及基本特点
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二、高压气态储氢发展背景
国家层面：氢能成为“十四五”期间重点产业，《“十四五”规划纲要》将氢能及储能设立为未来产业，将实施未来产业孵化与加速计划。地方层面：各地抢抓氢能产业布局，目前已有京津冀、长三角、珠三角、山东等30余个省市级的氢能发展规划相继出台。整体政策氢能行业整体发展，储氢需求前景广阔。
近年来储氢行业主要相关政策
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三、高压气态储氢产业链
1、产业链整体简析
就我国高压气态储氢行业整体产业链而言，上游主要是各类原材料和生产设备，主要材料包括传感器、碳纤维材料、铝材等金属材料和Ⅳ型瓶所需的树脂材料。重要主要为国内国外高压储氢瓶生产制造企业，其中国内企业包括中材科技、中集安瑞科、天海工业、科泰克和国富氢能等。下游应用主要包括加氢站和染料电池
高压储氢瓶产业链简图
资料来源：华经产业研究院整理
2、上游端
就上游成本结构而言，以我国广泛应用于氢燃科电池车的35Pa储氢Ⅲ型瓶为例，碳纤维复合材料占生产成本的62.5%,碳纤维价格基本决定了储氢瓶成本，目前Ⅲ、Ⅳ型储氢瓶瓶身材料以碳纤维复合材料为主,因其高模量、高强度、质量轻和抗腐蚀性强的优点。值得注意的是，Ⅳ型储氢瓶碳纤维复合材料成本占比更高，35MPa和70MPaⅣ型储氢瓶分别为77%和78%左右。
35MPa储氢Ⅲ型瓶成本结构占比情况
资料来源：公开资料整理
2020年，全球碳纤维运行产能为17.17万吨，同比增长10.81%。其中，中国大陆碳纤维运行产能为3.62万吨，同比增长34.64%，增速明显快于全球，以至于中国大陆运行产能已经升至全球第二位。细分供应来源来看，2020年国产碳纤维供应量为1.85万吨，进口碳纤维3.04万吨，同比增速分别为53.75%、17.46%。虽然当前我国碳纤维主要依靠进口，但是国产碳纤维连续三年保持了20%以上的增长速度，直观说明国内碳纤维企业在生产方面取得了不小的进步，2020年国产化占比约为37.85%。
2017-2020年中国碳纤维产能及产量情况
资料来源：广州赛奥，华经产业研究院整理
3.下游端
加氢站作为给燃料电池汽车提供氢气的基础设施，随着燃料电池汽车保有量的不断增加以及中石化、中石油等能源央企的入局持续加速，国内加氢站数量明显增加。根据数据显示，2020年中国加氢站数量上升至118座，其中，已投入运营101座，待运营17座。截止2021年底，我国加氢站已建成218座。整体来看。我国加氢站数量增长增速较快，带动高压储氢需求持续上升。
2017-2021年中国加氢站数量及增长率
资料来源：公开资料整理
随着“双碳政策推进”，我国氢能源车产量销量增长迅速。2016-2019年产量CAGR达到65%。2020受疫情影响略有滑坡，2021年销量达1586辆，同比2020年增长35%左右，近五年整体呈产销量上升趋势。从2022年前两个月氢能源汽车产销量而言，根据中汽协分别达到了355辆和370辆，行业或将迎来爆发期。就氢能源汽车格局而言，目前行业整体市场集中较高，上汽大通、宇通客车等五家企业占比销量超7成。
2016-2022年中国燃料电池汽车产销情况
资料来源：中汽协，华经产业研究院整理
四、高压液态储氢市场现状
1、市场规模
目前我国氢能源汽车发展整体较慢，行业规模较小。根据测算数据显示，目前我国高压储氢瓶（III型、IV型瓶）市场规模约为千万左右。预计随着氢能源持续发展，整体规模有望持续增长。从2022年前两个月氢能源汽车销量而言，根据中汽协达到了391辆，同比2021年1月和2月分别增长7.5倍和5.4倍，行业或将迎来爆发期。
2016-2021年高压储氢瓶市场规模及增长率
注：以氢能源汽车销量*单车储氢瓶（一般约为3个）*储氢瓶单价测算而得
资料来源：华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国储氢材料行业发展监测及投资方向研究报告》；
2、出货量
根据数据显示，2019年我国储氢罐出货量约为13000个，同比2018年增长2倍以上。目前国内储氢罐主要35MPa III型储氢罐为主，70MPaIII型储氢罐整体出货量较小。
2018-2019年中国储氢罐出货量变动情况
资料来源：公开资料整理
3、市场结构
就储氢罐市场结构而言，国外氢燃料电池汽车已经广泛使用70MPa碳纤维缠绕IV型瓶；目前我国车载储氢方式大多为35MPa碳纤维缠绕III型瓶，70MPa碳纤维缠绕III型瓶也已少量用于国产汽车中。IV型瓶国内曾进行过研制，但受限于技术与监测不成熟，目前仍处于“卡脖子”状态。目前国内企业采用III型（金属内胆纤维全缠绕气瓶）储氢密度为3.9％，而IV型的储氢密度可以达到5.5％。就趋势而言，成本更低和密度更高的IV型瓶是未来主要的发展趋势。
III型和IV型储氢罐成本与重量对比情况
资料来源：公开资料整理
五、高压液态储氢竞争格局
就高压气态储氢行业竞争格局而言，2019年市占率情况为国富氢能第一（市占率42%）、科泰克第二（市占率29%）、天海工业第三（市占率26%）。目前国内仍有不少企业存在正在建设的生产线，如中集安瑞科公告合营公司预计2025年达产产能为年产10万个储氢瓶，对应2025年30.95万个储氢瓶的市场总量，待投产时或将占据市场主要份额，成为行业龙头。
2019年中国储氢瓶市场占有率情况
资料来源：公开资料整理
六、高压气态储氢发展趋势
1、降本是发展关键
III型高压储氢气瓶成本略高于IV型，原因为III型瓶储罐采用大量金属铝材料，IV型瓶采用的高分子聚合物价格较低，聚合物用量也较少。两种型号成本的主要增量为由于采用T700碳纤维后的成本上升，III型储氢瓶碳纤维占系统总成本的63%~65%，IV型储氢瓶碳纤维占系统总成本的77%~78%，碳纤维的成本降低将是降低储氢瓶成本的关键。
2、IV型瓶为主流技术路线
国外对70MPa氢气瓶的研究起步较早，应用相对成熟。主要研发机构包括挪威Hexagon Composites、美国Quantum、日本丰田、韩国ILJIN Composite等，目前产品以IV型瓶为主，储氢密度均在5.0wt%左右，已在重卡和乘用车领域得到应用，少数产品采用III型瓶。国内主要以搭载III型35MPa储氢瓶为主，已成功开发出III型70MPa储氢瓶，部分已在样车或小批量车型得到应用III型储氢密度为3.9％，而IV型的储氢密度可以达到5.5％；气瓶容积可以达到375升，减少了整个系统的复杂性及成本，每公里运氢成本下降60~70%。IV型瓶是塑料内胆碳纤维全缠绕，质量最轻，适合于车载，是未来发展的主流技术路线。
华经产业研究院对中国高压气态储氢行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析，对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析，最大限度地降低企业投资风险与经营成本，提高企业竞争力；并运用多种数据分析技术，对行业发展趋势进行预测，以便企业能及时抢占市场先机；更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国储氢材料行业市场全景评估及投资方向研究报告》。
