高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)具有充放氫速度快、容器結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn),是現(xiàn)階段主要的儲氫方式。作為氣態(tài)儲氫的重要容器,高壓儲氫瓶技術(shù)也在不斷攻關(guān)之中。在我國工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用中,I型、II型和III型儲氫瓶應(yīng)用較為廣泛。受制于技術(shù)難題,我國IV型儲氫瓶中應(yīng)用較少,但也于近期傳出好消息。
近日,未勢能源IV型儲氫瓶生產(chǎn)線在保定工業(yè)園正式落成,并進(jìn)入試生產(chǎn)階段,標(biāo)志著未勢能源已具備IV型儲氫瓶的規(guī)模化生產(chǎn)能力,在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展上邁出了“里程碑”式一步。
未勢能源表示,項(xiàng)目投產(chǎn)后,儲氫瓶產(chǎn)能可達(dá)10000個/年,預(yù)計(jì)2023年底正式投入生產(chǎn),面向全球市場供應(yīng),到2026年,規(guī)劃產(chǎn)能將擴(kuò)充到10萬只/年。
III型、IV型瓶由于制作內(nèi)膽和保護(hù)層的材料密度低、氣瓶質(zhì)量輕、單位質(zhì)量儲氫密度增加。憑借提高安全性、減輕重量、提高質(zhì)量儲氫密度等優(yōu)勢,車載應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛,其中國外多為IV型瓶,國內(nèi)則多為III型瓶。因此,燃料電池汽車儲氫瓶大多使用III型、IV型這兩種型號。
III型氣瓶主要的材質(zhì)有鋼類的和鋁類的,采用的是碳纖維或者是玻璃纖維全纏繞工藝,主要應(yīng)用于輕量化的CNG車型和氫燃料電池車、氫燃料無人機(jī)等市場。國內(nèi)車用氫氣瓶的標(biāo)準(zhǔn)是《車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》GB/T 35544-2017。
在我國35MPa III型儲氫瓶目前已被規(guī)模化應(yīng)用,70MPa IV型儲氫瓶卻因技術(shù)難度大、工藝水平不成熟、制造裝備相對落后等因素面臨著諸多“卡脖子”難題,與國外相比依然存在差距,發(fā)展相對滯后。
國內(nèi)儲氫瓶生產(chǎn)代表企業(yè)
中集安瑞科
中集安瑞科成立于2004年,立足清潔能源、化工環(huán)境、液態(tài)食品行業(yè),為客戶提供運(yùn)輸、儲存、加工的關(guān)鍵裝備、工程服務(wù)及系統(tǒng)解決方案。2006年,中集安瑞科開始布局氫能業(yè)務(wù),可提供氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的整體解決方案,業(yè)務(wù)方面涵蓋了氫能制、儲、運(yùn)、加全產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)品、銷售和服務(wù)運(yùn)營。2020年5月,中集安瑞科通過與Hexagon的合作,涉足IV型瓶并將其引入中國市場,挪威Hexagon為IV型儲氫瓶領(lǐng)域鼻祖。雙方聯(lián)合成立針對中國及東南亞市場快速增長的高壓氫氣儲運(yùn)的合營公司。于2021年第二季度開始Ⅳ型儲氫瓶的生產(chǎn)設(shè)施建設(shè)。
未勢能源
未勢能源主要從事氫燃料電池產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)及銷售,主要產(chǎn)品涵蓋燃料電池發(fā)動機(jī)、電堆、35MPa/70MPa車載氫系統(tǒng)、瓶閥及減壓閥等。
目前,未勢能源IV型儲氫瓶工作壓力覆蓋35MPa和70MPa,包括70MPa-23L、70MPa-57L、35MPa-210L等不同規(guī)格型號的產(chǎn)品序列,且全系產(chǎn)品均已實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)100%自主可控,可廣泛適用于燃料電池乘用車、商用車(重型卡車、公交客車、冷鏈物流車)、船舶等多種場景及領(lǐng)域,并可提供定制化產(chǎn)品開發(fā)服務(wù)。
中材科技
中材科技股份有限公司是中國特種纖維復(fù)合材料行業(yè)最大的集研發(fā)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造與銷售、成套技術(shù)與裝備于一體的高新技術(shù)企業(yè),中材科技是國內(nèi)較早布局儲氫瓶業(yè)務(wù)的公司,從2008年就開始從事高壓儲氫氣瓶設(shè)計(jì),與清華大學(xué)共同承接了國家的863項(xiàng)目,2011年完成了驗(yàn)收。
中材科技率先研發(fā)完成國內(nèi)最大容積320L燃料電池氫氣瓶,并投入市場形成銷量;開發(fā)取證燃料電池車用及無人機(jī)用35MPa氫氣瓶20余種規(guī)格;成功掌握70MPa鋁內(nèi)膽碳纖維復(fù)合氫氣瓶關(guān)鍵技術(shù);啟動投資氫氣瓶生產(chǎn)線技改項(xiàng)目及站用儲氫容器生產(chǎn)線項(xiàng)目。現(xiàn)階段,中材科技(蘇州)擁有成都、蘇州、九江三個生產(chǎn)基地,年產(chǎn)能超過70萬只(氫氣瓶產(chǎn)能3萬只/年)。產(chǎn)品配套國內(nèi)知名汽車制造企業(yè)和能源公司。
天海工業(yè)
天海工業(yè)是北京京城機(jī)電股份有限公司(下稱“京城股份”)所屬的主要骨干企業(yè),成立于1992年,擁有無縫氣瓶、纏繞氣瓶、車用LNG氣瓶、CNG氣瓶、儲氫氣瓶、低溫貯罐、加氣站等多方位的氣體儲運(yùn)裝備技術(shù)能力。天海工業(yè)擁有先進(jìn)技術(shù)水平的鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞復(fù)合氣瓶的設(shè)計(jì)測試中心及生產(chǎn)線,可設(shè)計(jì)制造公稱工作壓力20-70MPa的各種規(guī)格鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞高壓儲氫瓶及供氫系統(tǒng)。
現(xiàn)階段,天海工業(yè)所生產(chǎn)的35MPaIII型瓶已批量應(yīng)用于氫燃料電池汽車,并成功研制出70MPa高壓儲氫瓶,已通過產(chǎn)品認(rèn)證,在示范樣車上安裝使用。在IV型瓶方面,公司已建成了一條柔性化IV型瓶生產(chǎn)線,可以根據(jù)車型的安裝空間靈活設(shè)計(jì)氣瓶長度和直徑參數(shù),使氣瓶使用性能最優(yōu)化。目前生產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)能為年產(chǎn)10000支氣瓶,后續(xù)會隨市場需求而進(jìn)行擴(kuò)容。