調(diào)研發(fā)現(xiàn)，關(guān)于70MPa車載儲氫瓶的研發(fā)應(yīng)用，有四個被“詬病”的問題：1、法規(guī)標準不完善，國內(nèi)法規(guī)限制使用70MPaIV型瓶，國內(nèi)企業(yè)也未投入研發(fā);2、關(guān)鍵材料碳纖維全球僅一家企業(yè)(日本東麗)能提供，價格高昂;3、商用車規(guī)模較小，乘用車尚未開始推廣，70MPa儲氫瓶市場需求低迷;4、加氫站配套技術(shù)達不到，裝車后難實現(xiàn)加氫;
諸多“攔路虎”面前，有業(yè)內(nèi)人士感慨道：“國內(nèi)總體技術(shù)得不到很好的發(fā)展空間。”
客觀來看，當前國內(nèi)70MPa車載儲氫瓶的研發(fā)應(yīng)用的確比國際步伐要慢，但也沒有外界想象的那么悲觀。同時有些人對70MPa車載儲氫瓶的發(fā)展應(yīng)用存在一些“誤解”，也亟待糾正。
國內(nèi)70MPaⅢ型瓶有標準 但IV型瓶被禁止
目前我國已經(jīng)實施能夠適用于35MPa和70MPa的高壓儲氫瓶的相應(yīng)標準GB/T35544-2017《車用壓縮氫氣鋁合金內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》。
該標準規(guī)定了車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶的型式和參數(shù)、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸和儲存等要求，適用于設(shè)計制造公稱工作壓力不超過70 MPa、公稱水容積不大于450 L、貯存介質(zhì)為壓縮氫氣、工作溫度不低于-40 ℃且不高于85 ℃、固定在道路車輛上用作燃料箱的可重復充裝氣瓶。
不過，這一標準只是意味著70MPaⅢ型瓶可以經(jīng)過檢測試驗安全后上車運行，國內(nèi)針對70MPaIV型瓶的法規(guī)標準仍然是一片空白，而且國內(nèi)儲氫瓶生產(chǎn)廠家目前還沒有投入研發(fā)，其中原因涉及到很多方面。
一名技術(shù)人員表示：“相比于Ⅲ型瓶，IV型瓶不是更先進的概念，并不是更新迭代后的產(chǎn)品，只是氫瓶結(jié)構(gòu)不一樣而已。Ⅲ型瓶和IV型瓶有各自的優(yōu)缺點，國際上采用IV型瓶的偏多，造成了一種更‘先進’的假象，或是受一些并沒有深入了解氫瓶的人的‘崇洋’心理影響。”
從技術(shù)角度來看，IV型瓶基體采用塑料材料，具有重量輕、成本低、質(zhì)量儲氫密度大等優(yōu)點，比較適合乘用車使用。國外燃料電池乘用車偏多，所以采用IV型瓶的自然也偏多。但IV型瓶也存在一些缺點，比如其對溫度特別敏感，如果控制不好溫度，以及使用過程中的氫氣充放速度、不可避免的泄露問題等，對整車安全性影響較大。
相對而言，Ⅲ型瓶雖然偏重些、成本高些，但其材質(zhì)溫度及環(huán)境適應(yīng)能力強，密封性好，一般沒有泄露問題。其實國外除乘用車外，大巴及重卡與國內(nèi)一樣采用的是Ⅲ型瓶。國內(nèi)目前燃料電池汽車仍處于起步階段，采用Ⅲ型瓶其實是基于現(xiàn)實狀況的選擇。
“氫瓶裝載到車上使用時，影響安全的因素非常多，可能氫瓶出廠時是符合國家標準規(guī)范的，但使用時卻會出現(xiàn)問題。”另一名業(yè)內(nèi)人士說道，國外采用IV型瓶沒有問題，但這并不代表國內(nèi)采用就不會出現(xiàn)問題，因為處于摸索階段，不可控因素太多。
事實上，早在2015-2016年，車載天然氣氣瓶采用過IV型瓶(與IV型氫瓶類似)，出廠時這些氣瓶都符合相關(guān)規(guī)范，結(jié)果裝車后出現(xiàn)了問題，甚至出現(xiàn)多起人命事故，很多當事人被停職。這導致法規(guī)標準制定者很抵觸IV型瓶，至今仍然沒有放開。
“目前IV型瓶看起來比Ⅲ型瓶略有優(yōu)勢，但風險很大。”上述業(yè)內(nèi)人士表示，國內(nèi)有些氣瓶企業(yè)有相關(guān)的工藝基礎(chǔ)，但并不讓開發(fā)。如果Ⅲ型瓶裝車量夠大，成本再降一降，也能夠做到與IV型瓶成本接近。當然，這也并不意味著未來國內(nèi)就不會有IV型瓶，隨著國外IV型瓶應(yīng)用的成熟，以及國內(nèi)企業(yè)、資本的推動，或許能打開一道口子。
國產(chǎn)70MPaⅢ型瓶已裝車實驗 碳纖維國產(chǎn)化路遠
雖然目前國內(nèi)70MPa高壓儲氫瓶還未真正裝車上路，但國內(nèi)5家領(lǐng)先企業(yè)正在研發(fā)或已具備量產(chǎn)70MPaⅢ型瓶能力，并開始配合車企展開上車實驗。它們分別是科泰克、天海工業(yè)、中材科技、富瑞氫能、斯林達。這些企業(yè)有個共同特征：都擁有多年氣瓶研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(氫瓶和氣瓶可共用同一條產(chǎn)線，其中個別工序不一樣)，同時瞄準未來氫瓶的廣闊市場。
科泰克成立于2003年，屬于央企全資子公司，長期從事鋁合金內(nèi)膽、呼吸氣瓶、車用復合氣瓶及其他高壓容器的設(shè)計、生產(chǎn)和銷售。目前科泰克氫瓶業(yè)務(wù)占整體業(yè)務(wù)比例90%以上，客戶涵蓋國內(nèi)主要燃料電池車企，占據(jù)了國內(nèi)車載儲氫瓶主要市場份額。
據(jù)科泰克相關(guān)負責人介紹，公司自承擔國家863課題開始，已經(jīng)扎根氫瓶領(lǐng)域十多年，是國內(nèi)最早展開評估性實驗的企業(yè)之一，圍繞氫瓶的安全性設(shè)計與考核做了很多前期工作，比如展開第一例35MPa氫瓶槍擊及火燒實驗等。目前公司不僅供應(yīng)單瓶，且提供整套供氫系統(tǒng)。
天海工業(yè)是北京京城機電股份有限公司(證券簡稱京城股份，H股證券代碼0187，A股證券代碼600860)所屬主要骨干企業(yè)，成立于1992年，擁有車用LNG氣瓶、CNG氣瓶、低溫貯罐、天然氣汽車加氣站等多方位的技術(shù)能力。
京城股份2018年度報告稱，公司擁有亞洲地區(qū)最具規(guī)模的、技術(shù)水平最先進的鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞復合氣瓶的設(shè)計測試中心及生產(chǎn)線，已具有自出知識產(chǎn)權(quán)，產(chǎn)品種類規(guī)格齊全，可依據(jù)客戶需求定制。公司所生產(chǎn)的 35MPa 高壓鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞復合氣瓶(儲氫氣瓶)已批量應(yīng)用于氫燃料電池汽車、無人機及燃料電池備用電源領(lǐng)域。
中材科技(成都)成立于2001年，隸屬于中國建材集團旗下的中材科技股份有限公司(002080)，以車載壓縮天然氣氣瓶、燃料電池氫氣瓶及系統(tǒng)和大口徑符合材料儲運單元為主營業(yè)務(wù)。公司擁有四川成都、江蘇蘇州兩個生產(chǎn)基地，其中成都基地是國內(nèi)CNG壓力容器單體工廠規(guī)模最大的企業(yè)，與國內(nèi)外知名汽車主機廠建立了長期穩(wěn)固的合作關(guān)系。
富瑞氫能成立于2016年，是民營上市公司張家港富瑞特種裝備股份有限公司(股票代碼：300228)的控股合資公司。公司專業(yè)從事液氫容器、氫氣增壓裝置與加氫站、車載燃料供氫系統(tǒng)等產(chǎn)品的設(shè)計、制造和相關(guān)的技術(shù)服務(wù)，并承接制氫和氫氣液化工廠等工程項目的設(shè)計與裝備提供。去年富瑞特裝轉(zhuǎn)讓富瑞氫能全部股份，目前富瑞氫能已經(jīng)從中剝離出來。
斯林達官網(wǎng)顯示，公司成立于2002年，于2007年承接了“十一五”863國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃，成功開發(fā)、研制了氫能源汽車瓶;2010年上海世博會公司的車用氫氣鋁合金內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶成功應(yīng)用;2011年“70MPa高壓氣態(tài)儲氫系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項目獲得了國家教育部科技進行一等獎。
在70MPaⅢ型瓶研發(fā)應(yīng)用方面，高工氫電調(diào)研了解到，斯林達生產(chǎn)的70MPa氫瓶已通過型式試驗，為全國首家;科泰克70MPa氫瓶裝了多款車型，處于測試階段;富瑞氫能70MPa氫瓶在裝車，還未裝完;天海工業(yè)完成70MPa氫瓶的開發(fā)，目前正處于送樣階段;中材科技70MPa氫瓶正在推進認證工作。整體而言，國內(nèi)70MPaⅢ型瓶已經(jīng)進入裝車實驗階段，主要適用于乘用車，何時能真正上路還是未知數(shù)。
值得一提的是，氫瓶能否承受70MPa的壓力主要取決于碳纖維鋪層，而目前能夠批量穩(wěn)定供應(yīng)的只有日本東麗一家，價格高昂，一直為業(yè)內(nèi)所擔憂。但據(jù)氫瓶生產(chǎn)企業(yè)反映：“目前還沒有辦法采用國產(chǎn)碳纖維，一是經(jīng)過試驗達不到要求，二是即使能夠達到要求，目前采用國內(nèi)碳纖維也不便宜，反倒是更貴，因為沒有批量化生產(chǎn)。”
據(jù)了解，由于燃料電池汽車尚未實現(xiàn)大規(guī)模推廣，目前儲氫瓶整體產(chǎn)值并不高，這難以觸動碳纖維廠家投入人力財力物力發(fā)展適用于儲氫瓶的碳纖維產(chǎn)品。“他們在軍工領(lǐng)域產(chǎn)品的動力更強些。”上述業(yè)內(nèi)人士透露。
