目前主要储氢技术包括物理储氢、化学储氢及吸附储氢三大类别。物理储氢技术主要以单纯改变氢压力、温度等条件提高氢气密度,或通过物理吸附作用将氢气储存在金属合金等储氢材料中的技术,常见的包括高压气态储氢技术及低温液态储氢技术。其中,高压气态储氢技术为目前发展最为成熟、应用最广泛的技术。液态储氢为未来重要发展趋势,但目前技术主要使用在于航天领域,国内民用受政策限制。
高压储氢主要利用气瓶作为储存容器,对于储气瓶,全球呈现出从I型储氢瓶到IV型储氢瓶的技术发展的新趋势。目前最为成熟且成本较低的技术是钢制氢瓶和钢制能承受压力的容器,如目前工业中广泛采用20MPa钢制氢瓶,并可与45MPa钢制氢瓶、98MPa钢带缠绕式能承受压力的容器进行组合应用于加氢站,但钢制氢气瓶重量大,并不适宜汽车用。目前车用高压储氢瓶的国际主流技术通过以铝合金/塑料作为内胆,外层则用碳纤维进行包覆(即III型、IV型瓶),提升氢瓶的结构强度并尽可能减轻整体质量。
1、中集安瑞科:中集安瑞科成立于2004年,立足清洁能源、化工环境、液态饮食业,为客户提供运输、储存、加工的关键装备、工程服务及系统解决方案。2006年,中集安瑞科开始布局氢能业务,可提供氢能全产业链的整体解决方案,业务方面涵盖了氢能制、储、运、加全产业链的产品、销售和服务运营。2020年5月,中集安瑞科通过与Hexagon的合作,涉足IV型瓶并将其引入中国市场,挪威Hexagon为IV型储氢瓶领域鼻祖。双方联合成立针对中国及东南亚市场迅速增加的高压氢气储运的合营公司。于2021年第二季度开始Ⅳ型储氢瓶的生产设施建设。
2、兰石重装:公司在氢能源领域基本的产品为加氢反应器等用氢装备、煤气化制氢装备、储氢用球罐设备等,正在研发超高压储氢装备(45Mpa/75Mpa)、高压气固组合储氢容器、POX造气制氢装置废热锅炉等。近年来,公司依托所属工程研究院、控制股权的人兰石集团研发力量和兰州新区国家装备制造高新技术产业化基地平台,重点围绕电解水制氢关键技术与装备研发、分布式氢储能技术及应用、煤气化制氢技术、大型高压气态储氢容器的研发和制造、加氢站配套使用的换热冷却装置——微通道换热器、高压大流量氢气压缩机的设计及制造等开展技术探讨研究,并在“高温气冷堆核能制氢系统中的甲烷蒸汽重整反应器”研制领域有相应技术合作及储备。
3、中国一重:公司是最早实现锻焊结构热壁加氢反应器国产化的企业,目前国内石化企业所使用的国产锻焊结构加氢反应器多为公司生产。
4、国机重装:公司研制的加氢反应器,创造了世界加氢反应器产品和制造技术工艺复杂性的“世界之最”。公司氢能源装备目前正处于研发阶段,重点加强在储氢装备等方面的产品开发。
5、中材科技:中材科技是国内较早布局储氢瓶业务的公司,从2008年就开始从事高压储氢气瓶设计,与清华大学共同承接了国家的863项目,2011年完成了验收。中材科技率先研发完成国内最大容积320L燃料电池氢气瓶,并投入市场形成销量;开发取证燃料电池车用及无人机用35MPa氢气瓶20余种规格;成功掌握70MPa铝内胆碳纤维复合氢气瓶关键技术;启动投资氢气瓶生产线技改项目及站用储氢容器生产线项目。中材科技(苏州)拥有成都、苏州、九江三个生产基地。
6、巨化集团公司工程有限公司:公司有三十多年的能承受压力的容器制造历史,具有美国ASME、美国DOT和欧盟TPED国际认证。近年来公司与浙江大学合作开展“863”项目—高压储氢罐的制造,完成了加氢示范站(在北京)三台氢气储存容器(压力分别为47Mpa和75MPa,容积5m3)的制作交付使用并顺利通过验收;在钢制包装容器系列方面,分别建有非重复充装钢瓶、可重复充装钢瓶到罐式集装箱生产线、葛洲坝中科储能技术有限公司:
公司所属企业北京天海工业,成立于1992年,拥有无缝气瓶、缠绕气瓶、车用LNG气瓶、CNG气瓶、储氢气瓶、低温贮罐、加气站等多方位的气体储运装备技术能力。在2014年率先完成70MPa高压氢燃料车用储氢瓶的开发。天海工业有着先进技术水平的铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶的设计测试中心及生产线,可设计制造公称工作所承受的压力20-70MPa的各种规格铝内胆碳纤维全缠绕高压储氢瓶及供氢系统。在IV型瓶方面,公司已建成了一条柔性化IV型瓶生产线,能够准确的通过车型的安装空间灵活设计气瓶长度和直径参数,使气瓶使用性能最优化。
丰辰氢能(广州)科技有限公司成立于2017年3月,企业主要专注于引进全球最先进的氢能领域技术并服务于中国快速成长的氢能市场。丰辰氢能是美国STEELHEADCOMPOSITES公司在中国的唯一合作伙伴,双方将组建合资公司开拓中国市场。美国STEELHEADCOMPOSITES是全球少数掌握四型储氢瓶核心技术的公司,其在产品设计和生产的基本工艺方面有大量的知识产权。在这次展会上,丰辰氢能展示了Ⅳ型储氢瓶产品。
公司已研发出无缝不锈钢内胆纤维全缠绕气瓶、铝合金内胆、铝合金无缝气瓶、铝合金内胆纤维全缠绕气瓶、铝合金内胆玻璃纤维环向缠绕气瓶、钢质无缝气瓶、车用压缩天然气钢瓶、车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶、车用压缩天然气铝合金内胆碳纤维全缠绕气瓶、车用氢气铝合金内胆纤维全缠绕气瓶、消防气瓶、便携式医用供氧器十三类别二百八十余种规格产品。2016年70MPa高压储氢瓶通过了国家型式试验,搭载该气瓶的燃料电池汽车可实现400公里的续航能力。
作为储氢瓶关键材料,碳纤维的生产和提质也受到强烈关注。以下是碳纤维主要生产企业:
公司是一家专门干碳纤维研发、生产和销售的国家高新技术企业,对外销售基本的产品为碳纤维。通过多年自主研发掌握了碳纤维生产全流程核心技术,在国内率先突破了千吨级碳纤维原丝干喷湿纺工业化制造技术,建成了国内首条千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线月,公司“干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化关键技术及应用”成果荣获2017年度国家科学技术进步一等奖。西宁万吨高性能碳纤维及配套原丝项目已全线、光威复材:
公司是专门干碳纤维、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。光威复材采用干湿法处理工艺进行生产的T700S级碳纤维可用于通过缠绕工艺设计生产管理包括储氢瓶在内的高压气瓶。包头万吨大丝束碳纤维产线预计年底开始试运行。
公司自成立以来,以“技术领先,注重应用,技术向纵深发展,应用向纵横发展”为战略目标,用科技与创新为社会持续提供更高性能的碳纤维。公司产品主要使用在于航空航天领域,各项指标参数要求比较高,在航空航天装备论证阶段即对碳纤维各项指标予以确定,目前公司所生产碳纤维主要为高端、高性能型碳纤维产品,已达到同种类型的产品国际先进水平。
公司主要是做碳纤维、碳纤维织物、预浸料及其复合材料的研发、生产、销售和技术服务。基本的产品为碳纤维、碳纤维织物、碳纤维预浸料、碳纤维复合材料制品、丹强丝及功能性纤维、技术服务等。
大丝束产品已经大范围的应用于汽车交通、航空航天、风力发电、医疗器材和建筑等领域。
大丝束产品以25k为主,35k、50k大丝束产品也已经销售,预计今年年底,企业柔性化产能达到8万吨以上,15万吨碳纤维原丝项目也有望在明后两年建成投产。来源:国际能源网/氢能汇
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