车载储氢系统降本逻辑 车载储氢设备

佚名 2024-02-16

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车载储氢系统负责氢气的储存、输送和使用,其由储氢瓶组、管阀件等零部件组成,是燃料电池汽车关键的组成部分之一。随着燃料电池汽车推广应用的快速发展,成本居高不下的车载储氢系统正在成为制约燃料电池汽车广泛应用的一大难题。

车载储氢系统的降本需求已经迫在眉睫,储氢瓶组、管阀件等零部件在其成本构成中占比多少?车载储氢系统降本的关键在哪个环节?降本的途径有哪些?

车载储氢系统降本进展

成本始终都是燃料电池汽车大规模推广应用需要突破的门槛。五年来(2024年-2024年),伴随着国内燃料电池企业的持续努力,燃料电池成本也在迅速下降,燃料电池系统价格由10000元/kW下探到在2500元/kW,实现了70%以上的降幅。

车载储氢系统占据燃料电池汽车成本的14%左右,相比燃料电池成本的下降速度,车载储氢系统成本的下降速度则偏慢,目前车载储氢系统太贵正在成为制约燃料电池车发展的一大瓶颈。

“以8*210L车载储氢系统为例,三年前全进口配置的储氢系统价格为25万,当前价格为21万,价格的下降幅度也就16%,下降不大。”一位业内人士表示,目前国产8*210L车载储氢系统价格在17-18万,整体价格也不低。

现阶段国内燃料电池汽车的车载储氢系统以35MPa储氢系统为主,系统主要由储氢瓶组、管阀件等部件组成。从成本占比来看,储氢瓶组占储氢系统成本的60%-70%,瓶阀、管路等管阀件占15%-20%,框架等其他零部件占10%左右。

储氢瓶组是车载储氢系统的关键部件,安全可靠、高寿命、轻量化是其基本要求。车载储氢系统可以按照储氢瓶数量分为2瓶组系统、3瓶组系统、4瓶组系统、6瓶组系统、8瓶组系统等。

其中客车常配置单套6~8瓶组,单瓶140L或165L的储氢系统;轻、中卡多配置单套2~4瓶组,单瓶140L、165L或260L的储氢系统;12吨~18吨中,重卡多配置6~8支165L/210L储氢系统;31吨~49吨重卡多配置6~8支210L车载储氢系统。

目前市场常用的车载储氢瓶容积规格为140L、165L、210L,近年来单瓶的价格也在持续下降。一位业内人士表示,以主流的35MP 210L储氢瓶为例,2024年前其市场价格差不多在2万元/支,而当前价格已在1万4左右/支。

对于35MPa III型瓶裸瓶,国内产品技术成熟,产品价格主要影响因素为碳纤维和铝材的价格波动、市场竞争程度。产品价格降幅空间小,有时还会受原材料涨价而涨价,如2024年国内市场碳纤维紧缺,造成储氢瓶单只价格上涨2000元左右。

车用阀门方面,储氢系统里主要有瓶口阀、减压阀以及其他阀门。瓶口阀是供氢系统的重要阀件之一,有保证高压储氢瓶安全和正常充气、供气的作用,减压阀则有调节燃料电池所需氢气压力的作用,其他阀门有阻止气体向外泄漏的单向阀,氢瓶压力超标时能自动泄压的安全阀,用于储氢瓶手动缓慢泄压的手动泄压阀等。

车载阀门件中成本占比较高的依次为瓶口阀、减压阀,其中瓶口阀数量较多,价值量占比高达车载氢能阀门的60%左右。35MP阀门进口品牌和国产品牌在国内都有应用,其中进口阀门的价格一般比国产阀门的价格贵一半。以瓶阀为例,35MPa瓶阀国外单价在3000至4000元之间,国内单价在1800元左右。

碳纤维价格是降本的关键

为更好地推动燃料电池汽车应用向规模化发展,车载储氢系统的进一步降本势在必行。按成本占比来看,占车载储氢系统成本大头的储氢瓶的降本无疑是重中之重,而储氢瓶降本的关键就在于碳纤维的价格。

当前国内车载瓶主要采用的是35MPa的III型瓶,碳纤维是制造III型瓶的关键原材料,占储氢瓶成本的60%以上,包裹在储氢瓶外面的碳纤维对储氢瓶的成本起着决定性作用。

“车载储氢系统成本能否下降主要就看碳纤维价格能不能下降,如果碳纤维每千克价格能够降到百元以内,车载储氢系统成本才能实现大幅下降。”一位业内人士表示,碳纤维受石油等原材料影响,价格波动比较大,但整体上碳纤维价格是在下降的,2024年氢瓶用的国产碳纤维价格在180-190元/kg,到2024年价格在170-180元/kg。

目前国内在车载储氢瓶领域碳纤维供货量最多的是中复神鹰;国内另一家碳纤维巨头光威复材已经开始向车载储氢瓶企业供货;以中简科技为代表的其他碳纤维企业也已针对T700、T800级别及以上的高端小丝束展开产能扩张。

车用阀门方面,由于进口阀门价格昂贵,通过阀门国产化替代是车用阀门降本的主要途径。“目前车载储氢系统企业正在加紧进行阀门国产化替代,35MP车载储氢系统的阀门部分国产化已经接近50%。”某相关企业高层表示,2024年车载储氢系统国产阀门的应用占比会进一步提供,到2025年将实现全国产化替代。

小编认为,通过技术进步也能让车载储氢系统成本实现一定程度上的下降。比如研发大容量储氢瓶,提高单瓶储氢密度,减少单车配套气瓶数量的同时也减少管阀件的材料用量,从而减低成本。

总体来看,车载储氢系统成本能否实现大幅下降主要受制于碳纤维价格的下降幅度,同时随着储氢瓶在技术、生产工艺等方面的进步,以及产能规模化的发展,才能推动车载储氢系统经济性进一步显现。

国内以中材科技、中集氢能、科泰克、国富氢能、天海工业为代表的气瓶企业已对车载储氢瓶产品进行深度布局并持续迭代升级,推动储氢瓶降本增效。

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