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氢能产业发展的关键环节——储氢(下)

来源:东亚经贸新闻 作者: 时间:2022-05-22 23:19:17 编辑:李子

    当前,全球能源行业都在经历以低碳化、无碳化、低污染为方向的第三次能源革命,氢能将成为第三次能源变革的重要媒介。在氢能储运使用中,目前主要是采用高压气态形式,目前使用量较大的是储氢瓶。这个产业链可以简单划分为上游原材料和零部件,中游生产制造和下游终端应用三个环节。其中,上游原材料包括铝材、钢材、碳纤维和树脂等,零部件包括各种金属阀门和各类传感器;中游包括生产制造设备和制造工艺等;下游则是在燃料汽车、氢气运输罐、加氢站等场景上的应用,本期行业聚焦关注的是储氢用到的重要材料。

    碳纤维为储氢瓶关键材料

    我国高压储氢瓶逐渐由全金属气瓶(Ⅰ型瓶)发展到非金属内胆纤维全缠绕气瓶(Ⅳ型瓶)。Ⅲ型瓶和Ⅳ型瓶是纤维复合材料缠绕制造的气瓶。其主要由内胆和碳纤维缠绕层组成。Ⅲ型瓶的内胆为铝合金,Ⅳ型瓶的内胆为聚合物。纤维复合材料则以螺旋和环箍的方式缠绕在内胆的外围,以增加内胆的结构强度。

    玻璃纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、硼纤维、碳纤维、芳纶等纤维均被用于制造纤维复合材料缠绕气瓶,其中碳纤维以其优异的性能逐渐成为主流纤维原料。

    储氢瓶内胆剖面

    氢能产业发展的关键环节——储氢(下)

    来源:泡财经研究中心

    目前,我国储氢瓶市场所用碳纤维大多是由国外制造商提供的,其中,日韩企业产品占据我国储氢瓶用碳纤维大部分市场份额,主要包括日本东丽、日本东邦、日本三菱丽阳等。

    不过,近两年来出现了一个可喜的变化,随着国内碳纤维产业经济高速发展,中复神鹰、光威复材、恒神股份、南钢股份等国内碳纤维企业的产品开始逐渐进入高压储氢气瓶市场,开启储氢瓶产业链碳纤维材料国产化的进程。

    碳纤维

    氢能产业发展的关键环节——储氢(下)

    来源:光威复材公司官网

    中复神鹰碳纤维股份有限公司成立于2006年,是一家专业从事高性能碳纤维研发、生产和销售的国家高新技术企业,也是国内首家掌握碳纤维干喷湿纺技术工艺的企业。

    中复神鹰在压力容器领域的碳纤维应用集中在储氢瓶方面,具体为使用碳纤维缠绕压力容器内胆,2021年上半年,中复神鹰应用于压力容器领域的碳纤维销售量为263.57吨,销售收入3994.42万元。

    光威复材是专业从事碳纤维、碳纤维织物、碳纤维预浸料、碳纤维复合材料制品及碳纤维核心生产设备的研发、生产与销售的高新技术企业,拥有碳纤维行业全产业链布局。公司在2002年开始碳纤维研制,并快速突破T300级碳纤维关键技术,打破国外企业的技术垄断,相关技术已达到国际先进水平。

    光威复材采用干湿法处理工艺进行生产的T700S级碳纤维,可用于包括储氢瓶在内的高压气瓶,规划产能2000吨的“高强度碳纤维高效制备技术产业化项目”已于2021年建成投产,可以生产T700S级以及T800S级碳纤维,应用主要还是在气瓶、建筑等领域。

    东方财富数据显示,2019年-2021年上半年,中复神鹰分别实现营收4.15亿元、5.32亿元、3.81亿元,实现归母净利润0.26亿元、0.85亿元、1.21亿元;光威复材分别实现营收17.15亿元、21.16亿元、12.83亿元,实现归母净利润5.22亿元、6.42亿元、4.34亿元。同期,中复神鹰的销售毛利率分别为25.58%、43.03%、47.88%,光威复材的销售毛利率分别为48%、49.8%、50.53%。通过经营数据对比可以看出,光威复材的营收规模、盈利能力都强于中复神鹰。

    氢能产业发展的关键环节——储氢(下)

    来源:泡财经研究中心

    氢能产业发展的关键环节——储氢(下)

    来源:泡财经研究中心

    氢用压力阀“国产替代”仍在路上

    从产业链看,车载储氢系统是氢能车大规模商用的重要突破口。目前,量产氢能车采用的高压气态储氢系统中,罐体材料和碳纤维原料都已逐步国产化,但看似不起眼的瓶口加压阀门却成为“卡脖子”环节,相应的市场主要由加拿大、意大利和美国等国外公司占据。

    瓶口阀作为高压储氢瓶关键部件,功能高度集中,包括降压稳压(储氢瓶内气35Mpa/70Mpa,燃料电池正常工作气压小于1Mpa)、高可靠密封性(氢分子小极易逃逸)、温度压力实时监测(气瓶安全保障)、快速加氢(5分钟内加满两个50L瓶)、自动手动泄压(安全防护)等。同时,阀门自身还需要避免金属发生氢蚀氢脆,生产技术难度较高,这一领域具有一定的进入门槛和技术壁垒。

    在上市公司中涉及这一细分赛道的公司不多,其中,江苏神通是其中之一,公司早在2019年在这方面就进行了布局。

    江苏神通成立于2001年,其在氢能领域的业务布局主要由子公司南通神通新能源科技有限公司开展,神通新能源是国内领先的专业从事燃料电池供氢系统配套高压阀门及管接件的研发和制造公司,主要产品就是面向70-90Mpa高压氢用阀门,包括从制氢到储氢,运氢到加氢站用到的阀门。目前,神通新能源的高压氢阀等系列产品已通过国内主要氢能源厂商的测试试验,部分产品已在终端得到应用,不过,从江苏神通2021年半年报披露来看,该系列产品尚未大规模商用或量产。

    加氢升降式止回阀

    氢能产业发展的关键环节——储氢(下)

    来源:江苏神通公司官网

    另外一家涉及这种阀门业务的公司是富瑞特装,其通过子公司富瑞阀门布局了储氢瓶阀门业务。

    车用高压氢气集成瓶阀

    氢能产业发展的关键环节——储氢(下)

    来源:富瑞特装公司官网

    富瑞特装专业从事液化天然气(LNG)的液化、储存、运输、装卸及终端应用等服务,其子公司富瑞阀门主要为客户提供车载供氢系统及加氢站配套阀门整体解决方案。其车载供氢系统配套的氢阀有35Mpa的瓶口阀、止回阀、过流阀、过滤器、减压阀及低压端安全阀、球阀、针阀以及70Mpa的瓶口阀、止回阀、减压阀及加氢口等。

    从研发投入来看,两家公司都很重视研发,2019年-2021年三季度,江苏神通的研发费用分别为6340.57万元、6484.56万元和5292.97万元,同期,富瑞特装的研发费用分别为8034.43万元、7995.01万元和5299.22万元,相比之下,在2021年之前,富瑞特装投入到研发的费用要高于江苏神通,但2021年前三季度基本持平。

    氢能产业发展的关键环节——储氢(下)

    来源:泡财经研究中心

    总结

    国际氢能委员会预测,到2050年,氢能产业将创造2.5万亿美元的市场规模。根据中国氢能联盟预计,到2025年,我国氢能产业产值将达到1万亿元人民币;到2050年,氢能在我国终端能源体系中占比将超过10%,产业链年产值达到12万亿元人民币,这将对氢能储运设备材料产生大量市场需求,对于产业链上的企业来说,国产替代将带来更大的市场机会,这些企业的价值有望得到市场更多的关注。

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    来源丨东亚经贸新闻报道组