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70MPa储氢瓶是未来趋势
储氢效率和安全性要求储氢瓶耐高压、质量轻、密封性、耐火性、耐摔性:
Ø 储氢效率:通常用质量/体积密度来表示,即单位质量/体积的储氢罐能容纳氢气的量。要提高储氢密度,则需要储氢瓶耐高压,且自身重量轻,其中关键因素是气罐材料。目前储氢罐多采用碳纤维材料,占整个储氢瓶的成本75%,重量占整个储氢瓶的60~70%,减少碳纤维用量,及降低碳纤维单位成本是未来国内外的重点研发目标,美国能源局2015年发布的目标,到2020年碳纤维的价格应从13美元/磅降到约9美元/磅;
Ø 安全性:要求储氢瓶采用致密度高的涂料或金属镀层,提高密封性,减少氢气外漏;此外还对储氢瓶的耐火性和耐摔性等有要求。
70MPa储氢瓶满足DOE 5.5%质量密度的要求,续航里程可达500km,是发展主流趋势。根据美国2015年5月公布的最新技术要求,储氢瓶的质量密度要达到5.5%,而目前耐压70MPa(即内部承受压力达到700个大气压)的储氢瓶已可以达到该标准,例如丰田的Mirai搭载的70MPa的储氢瓶质量密度达到5.7%,可支持续航里程大于500km。
国外70MPa储氢瓶技术成熟,国内领先企业已有样品
国外70MPa储氢瓶的技术已比较成熟,在已经或即将量产的车型上搭载的大多数是70MPa储氢罐,例如现代ix35、丰田Mirai、本田Clarity、奔驰GLC F-Cell等,这些车型的续航里程均超过500km。
国内基本掌握关键技术,但离产业化仍有距离,正积极开发。国内依托于“十二五”规划和“863”项目的研发工作正在进行,目前已经开发出车载70 MPa储氢瓶样机,上汽集团也表示基本掌握了70 MPa高压储氢和加注系统关键技术,2014年北京车展上展示的荣威950 Fuel Cell搭载的是70MPa储氢瓶。但是产品化开发方面仍存在诸多问题,如低成本产业化制备工艺研究、关键材料研究等,关键阀组件的开发方面,目前尚未组织立项,关键阀门、传感器还依赖进口。浙江大学、京城股份等研究机构、厂商已有样品。
燃料电池系统产业链梳理及重点标的推荐
核心材料供应商:石墨双极板的供应商包括杭州鑫能石墨、江阴沪江科技、上海喜丽碳素等;全氟磺酸膜供应商中武汉理工新能源公司具有较强的研发生产能力;贵研铂业开始布局燃料电池催化剂,并与上汽集团关于铂催化剂签订合作协议。
核心零部件供应商:空气循环系统全球龙头:OPCON AB(雪人股份100%控股);汉钟精机拥有空气循环系统核心设备空气压缩机和氢气循环系统核心设备氢泵的技术储备;京城股份35MPa、70MPa储氢瓶样品已在整车厂商试用中;中材科技与清华大学合作,已具备35MPa储氢瓶量产技术,目前已经接到订单。
燃料电池系统提供商:国内两家龙头分别是新源动力、上海神力;加拿大巴拉德是燃料电池堆和燃料电池系统的全球龙头,大洋电机参股9.9%;美国普拉格,主要供应燃料电池叉车;整车厂商如丰田、本田、现代、上汽集团也为自主品牌的汽车研发生产燃料电池系统。
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