氫動(dòng)力用于飛機(jī)、船艦、車(chē)輛等移動(dòng)工具，其中承受高壓儲(chǔ)氫罐是必不可缺的產(chǎn)品。本文預(yù)測(cè)到 2030 年燃料電池汽車(chē)輛產(chǎn)量， 以及相應(yīng)對(duì)碳纖維的需求數(shù)量。

需求量最大的是 700bar、IV 型罐；700bar、IV 型罐每?jī)?chǔ)存 1 千克氫氣需要 10 千克碳纖維；

每輛 FCV（燃料電池汽車(chē)）至少攜帶 5-6 千克氫氣，預(yù)計(jì)到 2030 年投入使用的 500 萬(wàn)輛 FCV 將需要 250，000 噸碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂（CFRP）復(fù)合材料，用于制造儲(chǔ)氫罐；

到 2030 年，僅 FCV（燃料電池汽車(chē)）IV 型儲(chǔ)氫罐中的碳纖維需求量為 166，650 噸（700bar 、IV 型罐、儲(chǔ)氫 5.6 千克，在碳纖維在復(fù)合材料中含量 60%的前提下，每個(gè)儲(chǔ)氫罐碳纖維用量約 62-72 千克）。

儲(chǔ)氫罐占燃料電池系統(tǒng)價(jià)值的 40%。40%的價(jià)值中有 70%是儲(chǔ)氫罐罐體，其余是閥門(mén)和其他部件。

2020.5 國(guó)際市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)碳纖維產(chǎn)能：中國(guó) 21800噸；全球總產(chǎn)能 161200 噸。

多年來(lái)，碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）復(fù)合材料通過(guò)由碳纖維和環(huán)氧樹(shù)脂基材包裹的塑料內(nèi)襯組成的 IV 型儲(chǔ)氫罐，為零排放燃料電池驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛提供了壓縮氫氣的存儲(chǔ)。盡管氫長(zhǎng)期以來(lái)一直承諾提供可持續(xù)的清潔能源，但直到最近，進(jìn)展緩慢。人們?nèi)匀粐?yán)重懷疑期待已久的氫氣經(jīng)濟(jì)是否會(huì)真正實(shí)現(xiàn)。

目前，這種懷疑正在迅速消退。環(huán)球氫能公司- Universal Hydrogen（美國(guó)加利福尼亞州洛杉磯市）已經(jīng)與三家地區(qū)航空公司簽署了意向書(shū)，用氫動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)改造現(xiàn)有渦輪螺旋槳飛機(jī)。同樣值得一提的是，Cimmaron Composites 公司（美國(guó)阿拉巴馬州亨茨維爾）現(xiàn)已被韓華解決方案公司-Hanwha Solutions（韓國(guó)首爾）收購(gòu)，并宣布在阿拉巴馬州奧佩利卡投資 1.3 億美元新建生產(chǎn)設(shè)施。另一家復(fù)合材料罐制造商 NPROXX（荷蘭海倫）目前與康明斯公司- Cummins（美國(guó)印第安納州哥倫布市）是一家 50/50 的合資企業(yè)，這家公司每年生產(chǎn) 1.3 億臺(tái)內(nèi)燃機(jī)，目前已投資生產(chǎn)氫氣的電解槽、氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料電池和儲(chǔ)氫罐。

IV 型儲(chǔ)氫罐的增長(zhǎng)預(yù)測(cè)是巨大的。例如，IV 型罐生產(chǎn)的領(lǐng)導(dǎo)者 Hexagon Composites（挪威阿勒松）在一月份剝離了 Hexagon Purus，專(zhuān)注于零排放氫和電池電力系統(tǒng)以及氫存儲(chǔ)。據(jù)估計(jì)，從2025 年到 2030 年，儲(chǔ)氫罐收入將增長(zhǎng) 630 %。

然而，IV 型儲(chǔ)氫罐也面臨嚴(yán)重問(wèn)題。最值得注意的是，碳纖維的成本使得這些罐非常昂貴。另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是存儲(chǔ)密度。盡管壓縮氫氣提供的能量是汽油質(zhì)量的三倍，但其體積的能量相當(dāng)?shù)停枰笮透邏簹夤奕菁{儲(chǔ)存足夠所需的燃料。對(duì)于移動(dòng)應(yīng)用，IV 型碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）儲(chǔ)氫罐提供的重量輕，推動(dòng)了其相對(duì)于金屬替代品的使用。但在固定應(yīng)用中，包括加氫站，重量不是主要驅(qū)動(dòng)因素。

實(shí)際上，氫作為低溫液體在 -253℃下儲(chǔ)存時(shí)具有更高的密度，當(dāng)儲(chǔ)存在 -230℃ 和 300 bar 的低溫壓縮儲(chǔ)氫罐中時(shí)，其密度最高—據(jù)報(bào)道，與 700 bar 的 IV 型罐相比，氫增加了 50%。冷凍儲(chǔ)氫罐通常是金屬的，目前尚未證明 IV 型罐與金屬罐相同性能和疲勞壽命，壽命超過(guò) 25 年。

1.重型運(yùn)輸用氫氣

康明斯（Cummins）正在與長(zhǎng)期客戶(hù)和卡車(chē)制造商 Navistar（美國(guó)伊利諾伊州里斯?fàn)枺┖献鏖_(kāi)發(fā)一款燃料電池驅(qū)動(dòng)的 8 級(jí)卡車(chē)。該卡車(chē)將集成到 Werner Enterprises（美國(guó)內(nèi)布拉斯加州奧馬哈市）7700輛的車(chē)隊(duì)中，在加利福尼亞州豐塔納的當(dāng)?shù)睾偷貐^(qū)服務(wù)中進(jìn)行為期一年的試驗(yàn)。康明斯（Cummins）還開(kāi)始測(cè)試氫動(dòng)力內(nèi)燃機(jī)（即直接燃燒氫氣），并將在各種公路上和非公路應(yīng)用中進(jìn)行評(píng)估。康明斯（Cummins）負(fù)責(zé)新動(dòng)力工程的副總裁喬納森·伍德在2021年6月的一次采訪(fǎng)中表示，到本世紀(jì)末，這些產(chǎn)品將接近柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的總體擁有成本（TCO-totalcostofownership）。隨著各國(guó)尋求實(shí)現(xiàn)零排放目標(biāo)，他指出，未來(lái)的重型運(yùn)輸將由氫、燃料電池或電池供電，而不是柴油。

儲(chǔ)氫罐制造商 NPROXX 的常務(wù)董事兼銷(xiāo)售主管邁克爾·希曼（Michael Himmen）說(shuō)，“在歐洲，我們有立法規(guī)定，到 2030 年，卡車(chē)原始設(shè)備制造商的生產(chǎn)車(chē)隊(duì)的二氧化碳排放量必須比2019 年平均減少 30%，因此，歐洲卡車(chē)生產(chǎn)的一部分將是氫動(dòng)力，可能高達(dá) 5%，可能高達(dá) 15000-20000 輛/年。它將在 2026-27年以 2000 輛/年的速度開(kāi)始，并穩(wěn)步增長(zhǎng)” 。每輛卡車(chē)有 5 到 7 個(gè) IV 型儲(chǔ)氫罐，重型卡車(chē)可以在十年內(nèi)，每年需要 100000 個(gè)儲(chǔ)罐，需要 6000 噸碳纖維。這將是東麗（日本東京）、韓國(guó)、法國(guó)和美國(guó)工廠(chǎng)碳纖維總產(chǎn)量的 25%，以及 Hyosung（韓國(guó)首爾）2028年 10 條生產(chǎn)線(xiàn)計(jì)劃產(chǎn)能的 25%

Hexagon Purus 的銷(xiāo)售和營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān) Jrn Helge Dahl 說(shuō)：“重型運(yùn)輸業(yè)尤其在加速發(fā)展。”。他解釋說(shuō)，對(duì)于大型車(chē)輛，氫比電池更實(shí)用，因?yàn)殡姵爻叽纭⒅亓亢统潆姇r(shí)間的增加足以滿(mǎn)足有效載荷和射程要求，這是不經(jīng)濟(jì)的。Hexagon Purus 估計(jì)，2025 年和2030 年，IV 型儲(chǔ)氫罐的收入分別為 11 億美元和 70 億美元，其中重型車(chē)輛預(yù)計(jì)將占最大份額~30%。

FCV（燃料電池汽車(chē)）對(duì)碳纖維需求

在 2019 年的一次會(huì)議中，Omnium Plastic（法國(guó)拉瓦洛伊斯） 復(fù)合材料壓力容器主管阿克塞爾·塞弗特聲稱(chēng)，700 bar IV 型儲(chǔ)罐每?jī)?chǔ)存一千克氫氣需要 10 千克碳纖維。他指出，F(xiàn)CV（燃料電池汽車(chē)）至少攜帶 5-6 千克氫氣，預(yù)計(jì)到 2030 年投入使用的 500 萬(wàn)輛 FCV 將需要 250，000 噸碳纖維，用于制造儲(chǔ)氫罐。同時(shí)，他指出，2019 年碳纖維的總需求量?jī)H為 80，000 噸，其中 60%以上用于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片和航空航天應(yīng)用。

250，000 噸的估計(jì)值是否被夸大了？氫能源委員會(huì)（Hydrogen Council）2021 年《氫能源洞察》報(bào)告中報(bào)告的車(chē)輛總數(shù)估計(jì)到2030 年將達(dá)到 450 萬(wàn)輛 FCV。然而，每輛乘用車(chē)（PV- passenger vehicles）需要 5-6 千克氫氣。韓國(guó)現(xiàn)代（Hyundai）的重型卡車(chē)Xcient 需要攜帶 35 公斤氫氣。重型卡車(chē)預(yù)計(jì)占 FCV 年產(chǎn)量的25%。

復(fù)合材料行業(yè)資深人士預(yù)計(jì)到 2030 年，IV 型儲(chǔ)氫罐中的碳纖維需求量為 166，650 噸（700bar 、IV 型罐、儲(chǔ)氫 5.6 千克，在碳纖維在復(fù)合材料中含量 60%的前提下，儲(chǔ)氫罐碳纖維用量約 62-72 千克）。應(yīng)該注意的是，這一預(yù)測(cè)非常保守。

IV 型儲(chǔ)氫罐生產(chǎn)商 NPROXX 的常務(wù)董事兼銷(xiāo)售主管邁克爾·希曼（MichaelHimmen）說(shuō)，“從 2020 年到 2021 年，他的公司業(yè)務(wù)翻了一番，明年也將如此。我們不是唯一一家；我認(rèn)為Hexagon 也在以同樣的速度增長(zhǎng)。過(guò)去兩年的增長(zhǎng)有所放緩，因?yàn)樯逃蔑w機(jī)對(duì)碳纖維的需求因新冠病毒疫情而下降。獲得足夠的碳纖維是我們主要關(guān)注的問(wèn)題之一。”

然而，不僅空客現(xiàn)在的目標(biāo)是提高制造速率，而且使用大量碳纖維的風(fēng)力渦輪機(jī)也將顯著增長(zhǎng)，以推動(dòng)綠色氫氣生產(chǎn)。碳纖維行業(yè)能跟上這種增長(zhǎng)嗎？“我們需要在一定的價(jià)格范圍內(nèi)，具有一定的質(zhì)量和性能的碳纖維，”希曼指出。大多數(shù) IV 型儲(chǔ)氫罐的使用東麗T700 碳纖維（抗拉強(qiáng)度 4900 MPa，模量 230 MPa）或同等材料。“強(qiáng)度較低的碳纖維需要更多的繞組，而罐體會(huì)變厚，這是不可接受的。如果你現(xiàn)在不知道明年碳纖維的來(lái)源，你可能實(shí)際上不得不停止生產(chǎn)。”

領(lǐng)先的碳纖維制造商之一東麗（日本東京）在 2020 年 6 月的一次演講中特別提到了 FCV 和壓縮氫氣儲(chǔ)罐的增長(zhǎng)，稱(chēng)其將計(jì)劃“及時(shí)對(duì)儲(chǔ)氫罐進(jìn)行大規(guī)模資本支出”，預(yù)計(jì) 2023 年后需求將增長(zhǎng)。它還表示，該公司將“將儲(chǔ)氫罐作為最優(yōu)先的戰(zhàn)略應(yīng)用，優(yōu)先分配發(fā)展資源”，并指出“增加高性能，降低碳纖維成本”。與此同時(shí)，Hyosung（韓國(guó)首爾）宣布，將在 2028 年之前將碳纖維產(chǎn)量從 2000 噸/年的單條生產(chǎn)線(xiàn)增加到 24000 噸/年的 10 條生產(chǎn)線(xiàn)，以支持韓國(guó)的氫路線(xiàn)圖。

輕型交通、汽車(chē)和亞洲

法國(guó)汽車(chē)一級(jí)供應(yīng)商 Faurecia（佛吉亞）（Nanterre）和Plastic Omnium（Lavallois）是 IV 型儲(chǔ)氫罐市場(chǎng)的新進(jìn)入者，兩者的目標(biāo)都是占據(jù) 25-30%的市場(chǎng)份額。他們預(yù)測(cè)到 2030 年，氫動(dòng)力汽車(chē)的年產(chǎn)量將達(dá)到 200 萬(wàn)輛，其中 150 萬(wàn)輛為輕型和乘用車(chē)。Plastic Omnium 表示，氫能汽車(chē)銷(xiāo)量將在 2027-2028 年開(kāi)始回升， 但 Faurecia 稱(chēng)，其與歐洲和北美五家輕型和乘用車(chē)原始設(shè)備制造商的合作已經(jīng)為 2022 年創(chuàng)造了銷(xiāo)量，并初步生產(chǎn)了 80000 套氫汽車(chē)系統(tǒng)/年。Faurecia（佛吉亞）、Hexagon Purus、NPROXX 和Plastic Omnium都提供完整的氫/燃料電池系統(tǒng)，包括燃料電池堆、儲(chǔ)罐和輔助設(shè)備。Faurecia（佛吉亞）聲稱(chēng)，儲(chǔ)氫罐占燃料電池系統(tǒng)價(jià)值的 40%。40%的價(jià)值中有 70%是儲(chǔ)氫罐罐體，其余是閥門(mén)和其他部件。

Plastic Omnium指出，亞洲預(yù)計(jì)將在氫燃料電池汽車(chē)（FCV） 銷(xiāo)售中處于領(lǐng)先地位，占 75%的市場(chǎng)份額，其次是歐洲 20%和北美 5%。事實(shí)上，中國(guó)和日本已宣布到 2030 年分別投入 100 萬(wàn)輛和 80 萬(wàn)輛燃料電池車(chē)的目標(biāo)，而韓國(guó)則表示將在 2025 年前將所有商用車(chē)轉(zhuǎn)化為氫氣，并在 2040 年前實(shí)現(xiàn) 620 萬(wàn)輛燃料電池車(chē)的目標(biāo)。值得注意的是，這些國(guó)家都有大量的碳纖維生產(chǎn)。

因此，當(dāng) Plastic Omnium于 2019 年成立其 Δ-Deltatech（比利時(shí)布魯塞爾）燃料電池和氫氣儲(chǔ)存研發(fā)中心時(shí)，它同時(shí)成立了 ω- Omegatech（中國(guó)武漢）研發(fā)中心，并配備了碳纖維纏繞試驗(yàn)線(xiàn)和燃料系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室。武漢已被指定為中國(guó)第一個(gè)“氫城市”擁有 30-100 個(gè)氫燃料加氣站，3-5 家世界領(lǐng)先的氫企業(yè)，以及一個(gè)氫產(chǎn)業(yè)園，擁有 100 多家燃料電池汽車(chē)制造商和相關(guān)公司。

與此同時(shí)，Hexagon Purus 于 2021 年 3 月宣布與中集安瑞科（深圳）成立合資企業(yè)，該合資企業(yè)將首先擴(kuò)大現(xiàn)有的 III 型壓力容器生產(chǎn)，同時(shí)安裝 IV 型罐生產(chǎn)。增加的 III 型罐生產(chǎn)和新 IV 型罐設(shè)施建設(shè)將于 2021 年開(kāi)始，到 2025 年，容量為 100000 輛/年。

美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（ASME）和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO） 分類(lèi)的壓力容器類(lèi)型和結(jié)構(gòu)

Iljin Composites 因其 2021 年 9 月 3 日在韓國(guó)證券交易所公開(kāi)發(fā)行而更名為 Iljin Hysolus（韓國(guó) Bongdong eup），被稱(chēng)為韓國(guó)唯一的復(fù)合材料儲(chǔ)氫罐生產(chǎn)商和現(xiàn)代 Nexo 牌汽車(chē)的唯一供應(yīng)商。據(jù)報(bào)道，Iljin Hysolus 還為韓國(guó)警察、地區(qū)和公交系統(tǒng)提供儲(chǔ)氫罐，并擁有兩個(gè)生產(chǎn)基地，一個(gè)在全布省（Jeonbuk），一個(gè)在萬(wàn)州(Wanju)。

在其他值得注意的活動(dòng)中，ToyodaGosei（豐田章男）（日本稻谷）為 2021 年豐田 Mirai 生產(chǎn)第三個(gè)儲(chǔ)氫罐，容量為 30000 輛/ 年（豐田-Toyoda 為 Mirai 內(nèi)部生產(chǎn)前兩個(gè)儲(chǔ)氫罐）。2021 年，在法國(guó)，佛吉亞（Faurecia）完成了對(duì)中國(guó)領(lǐng)先儲(chǔ)氫罐制造商 CLD（沈陽(yáng)）的收購(gòu)，在遼寧擁有兩家工廠(chǎng)，每年生產(chǎn) 30000 輛儲(chǔ)氫罐。

根據(jù)分析公司 Integral Co.于 2020 年 12 月發(fā)布的《中國(guó)儲(chǔ)氫技術(shù)概述》，中國(guó)首選 I 型和 III 型儲(chǔ)氫罐， III 型儲(chǔ)氫罐產(chǎn)量很少。然而，需求正在增加。報(bào)告作者 Stephanie Ao 指出，直到最近，中國(guó)才禁止使用 IV 型儲(chǔ)氫罐。可以理解的是，III 型儲(chǔ)氫罐仍然在中國(guó)氫能車(chē)輛市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位，特別是對(duì)于要求 350 bar的應(yīng)用。然而，她指出，700 bar III 型儲(chǔ)罐處于測(cè)試驗(yàn)證的最終過(guò)程中。III 型儲(chǔ)氫罐的頂級(jí)供應(yīng)商包括CLD（沈陽(yáng)，目前歸佛吉亞（Faurecia）所有），還有北京中銀實(shí)業(yè)、福井實(shí)業(yè)和天海實(shí)業(yè)。

鐵路和公共汽車(chē)：便捷的基礎(chǔ)設(shè)施

氫軌道車(chē)輛上升速度自上而下

阿爾斯通已向德國(guó)出售了 41 列 CoradiaiLint 氫列車(chē)，并正在奧地利和荷蘭測(cè)試其他列車(chē)；法國(guó)鐵路 SNCF 訂購(gòu)了 12 輛阿爾斯通的 Coradia 多價(jià)雙模高架電動(dòng)列車(chē)和氫區(qū)域列車(chē)；阿爾斯通正與英國(guó)的埃弗肖特鐵路公司合作，將電動(dòng)列車(chē)轉(zhuǎn)換成氫列車(chē)；西門(mén)子正在開(kāi)發(fā) MireoPlusH 系列，用于 2023-2024 年的測(cè)試。

康明斯（Cummins）在 2020 年與 NPROXX 成立 50/50 合資企業(yè)之前，于 2019 年收購(gòu)了燃料電池開(kāi)發(fā)商 Hydrogenics（加拿大安大略省密西沙加市），據(jù)報(bào)道，Hydrogenics 是機(jī)車(chē)規(guī)模燃料電池的先行者。康明斯（Cummins）隨后于 2020 年宣布在德國(guó)赫滕建立一家新工廠(chǎng)，為阿爾斯通（Alstom）（法國(guó)巴黎）的氫動(dòng)力Coradia iLinet 列車(chē)制造燃料電池系統(tǒng)，該列車(chē)已在德國(guó)投入使用（下薩克森州的 14 臺(tái)機(jī)組今年開(kāi)始運(yùn)營(yíng)，萊茵河主要地區(qū)的 27 臺(tái)機(jī)組將于 2022 年投入使用）。iLint 也正在奧地利和荷蘭進(jìn)行測(cè)試。

iLint 的里程為 1000 公里，最高速度為 140 公里/小時(shí)，可與當(dāng)前的區(qū)域列車(chē)性能相媲美。它的兩個(gè)汽車(chē)單元使用 24 個(gè) IV 型儲(chǔ)氫罐，這些儲(chǔ)氫罐位于每輛汽車(chē)頂部的屋頂隔間中，也包含燃料電池。Hexagon Composites 根據(jù)其 416 毫米直徑、3128 毫米長(zhǎng)的重型儲(chǔ)罐為原型列車(chē)提供儲(chǔ)氫罐，該儲(chǔ)氫罐在 350bar 下可容納300 升/9 千克氫氣。iLinet 現(xiàn)在由 NPROXX 提供 350bar、500 毫米直徑、2200 毫米長(zhǎng)的儲(chǔ)氫罐。

康明斯（Cummins）還與西門(mén)子（德國(guó)慕尼黑）合作，西門(mén)子在 2023-2024 年期間在德國(guó)多條區(qū)域線(xiàn)路上測(cè)試其兩輛和三輛Mireo Plus H 列車(chē)。與此同時(shí)，Hexagon Purus 正在為 Talgo（西班牙馬德里）的 Vittal One 列車(chē)提供 IV 型儲(chǔ)氫罐，該列車(chē)計(jì)劃于2023 年開(kāi)始測(cè)試。Hexagon Purus 還將向 Stadler Rail（瑞士Bussnang）提供儲(chǔ)氫罐，用于其在瑞士建造和測(cè)試的第一列FLIRT （調(diào)情號(hào)）列車(chē)，然后在 2024 年轉(zhuǎn)移到加利福尼亞州的圣伯納迪諾投入使用。

在日本，豐田與日立（東京）和日本鐵路公司（東京）合作開(kāi)發(fā)了一種兩輛編組的列車(chē)，其行程為 140 公里，最高速度為 100 公里/小時(shí)，氫氣儲(chǔ)存容量為 5 個(gè) 700bar、51 升/2 千克的儲(chǔ)氫罐，每個(gè)儲(chǔ)氫罐可儲(chǔ)存總共 40 千克的氫氣。它將于 2022 年在東京郊區(qū)進(jìn)行測(cè)試。中國(guó)也在測(cè)試燃料電池供電的有軌電車(chē)，以滿(mǎn)足短期城市服務(wù)需求。該示范線(xiàn)由中國(guó)南方鐵路公司子公司四方（山東青島）與燃料電池供應(yīng)商巴拉德（Ballard）電力系統(tǒng)（加拿大本納比）合作開(kāi)發(fā)，位于廣東省佛山市，使用五輛有軌電車(chē)， 每輛由三節(jié)車(chē)廂組成，行程 125 公里，最高時(shí)速 70 公里。每輛有軌電車(chē)使用六個(gè) 350bar 的儲(chǔ)罐來(lái)儲(chǔ)存 104 升/4 千克的壓縮氫氣。

在貨運(yùn)列車(chē)市場(chǎng)，塞拉(Sierra)北方鐵路公司（美國(guó)加利福尼亞州薩克拉門(mén)托市）將在西薩克拉門(mén)托港用氫燃料電池機(jī)車(chē)取代柴油機(jī)車(chē)，該機(jī)車(chē)配備巴拉德動(dòng)力系統(tǒng)的燃料電池和 225 公斤的儲(chǔ)氫罐。該機(jī)車(chē)將于 2023 年開(kāi)始使用，并在荷蘭皇家殼牌公司（荷蘭海牙）建造的新氫站加油。

巴拉德（Ballard）還為加拿大太平洋（卡爾加里，阿爾伯塔省）改裝了一臺(tái)現(xiàn)有的柴油電力長(zhǎng)途貨運(yùn)機(jī)車(chē)，該機(jī)車(chē)將于 2022 年投入使用，這是其氫動(dòng)力鐵路項(xiàng)目的第一步。改裝機(jī)車(chē)的使用壽命超過(guò) 50 年，被視為專(zhuān)用液壓火車(chē)的可行且經(jīng)濟(jì)高效的替代方案。

氫動(dòng)力鐵路（客運(yùn)或貨運(yùn)）的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是不需要對(duì)現(xiàn)有軌道進(jìn)行改造。相比之下，英國(guó)傳統(tǒng)電氣列車(chē)的軌道（例如，懸鏈線(xiàn)和第三軌）的充電成本從每公里 965000 美元到 130 萬(wàn)美元不等。Caltrain（美國(guó)加利福尼亞州 Can Carlos）2017 年的一份報(bào)告指出，舊金山至圣何塞通勤線(xiàn)路的電氣化使用 22 列燃料電池列車(chē)， 包括建造氫氣加油站（HRS- hydrogen filling stations）將耗資 13 億美元，而 22 列采用架空接觸網(wǎng)（OCS- overhead contact system）的傳統(tǒng)列車(chē)耗資 31 億美元-節(jié)省 18 億美元。

NPROXX 的負(fù)責(zé)人說(shuō)，“鐵路市場(chǎng)已經(jīng)在向前發(fā)展，這可能令人驚訝” ， “但和公交車(chē)一樣，我認(rèn)為關(guān)鍵因素之一是基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)于這兩個(gè)方面，你可以很容易地解決基礎(chǔ)設(shè)施問(wèn)題，因?yàn)樗鼈兠刻於紩?huì)回到同一個(gè)停車(chē)場(chǎng)，在這些停車(chē)場(chǎng)都有加油站。例如，科隆的區(qū)域公交系統(tǒng) RVK 擁有世界上最大的燃料電池公交車(chē)車(chē)隊(duì)——每天運(yùn)營(yíng)和運(yùn)營(yíng)的 37 輛公交車(chē)到今年年底，還將增加 15個(gè)，其中只有兩個(gè)氫加氣站。它們?cè)?2009 年開(kāi)始實(shí)現(xiàn)零排放，目前仍在增加。因此，基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)簡(jiǎn)單，有助于推動(dòng)該市場(chǎng)的發(fā)展。”

海事：重新思考架構(gòu)、商業(yè)模式

2021 年 6 月，Hexagon Purus 宣布將成立一家新的子公司Hexagon Purus Maritime。Hexagon Purus 的銷(xiāo)售和營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān) Jrn Helge Dahl 解釋說(shuō)，盡管 Hexagon 參與海上氫氣項(xiàng)目已有幾年， “我們現(xiàn)在看到，海上對(duì)氫氣的需求和活動(dòng)正在迅速增加。”。

Hexagon Purus Maritime 將開(kāi)發(fā)船上存儲(chǔ)系統(tǒng)，從船邊燃料管線(xiàn)輸送到存儲(chǔ)，從存儲(chǔ)到燃料電池。由于惡劣的環(huán)境，包括腐蝕， 我們認(rèn)為復(fù)合材料是海上應(yīng)用的理想存儲(chǔ)解決方案。”

但是，大型金屬罐能提供更長(zhǎng)的航程呢？Dahl 承認(rèn)：“隨著公司開(kāi)始關(guān)注氫氣，我們看到他們希望擁有盡可能大、盡可能少的單個(gè)儲(chǔ)氫罐。但是，船舶的結(jié)構(gòu)和類(lèi)型有很大的范圍。沒(méi)有 ‘一刀切’的方法。如果你有一艘較小的快速渡輪，較大的儲(chǔ)氫罐可能太大。這就是為什么我們將與公司合作，根據(jù)船舶結(jié)構(gòu)調(diào)整我們經(jīng)驗(yàn)證的儲(chǔ)氫罐，以提供適當(dāng)尺寸的解決方案。然后，我們將通過(guò)挪威船級(jí)社（挪威挪威船級(jí)社，奧斯陸）是領(lǐng)先的船舶船級(jí)社之一，在復(fù)合材料方面也有著悠久的歷史。

液態(tài)氫？Dahl 說(shuō)“過(guò)去，人們非常關(guān)注液態(tài)氫，認(rèn)為它是服務(wù)于海運(yùn)業(yè)的唯一途徑，但在過(guò)去的三到四年中，我們看到了一種趨勢(shì)，即公司深入研究使用液氫，并再次使用壓縮氣體。這不僅是關(guān)于如何管理船上的氫氣，還涉及基礎(chǔ)設(shè)施、燃料和燃料存儲(chǔ)。現(xiàn)在，我們也看到公司對(duì)氫氣的看法有所不同為了在船上儲(chǔ)存更多的氫氣，該船的結(jié)構(gòu)已經(jīng)改變。”

Dahl 認(rèn)為，在十年中期，海運(yùn)業(yè)將發(fā)生快速變化，隨著 2030 個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施，項(xiàng)目數(shù)量將增加，這是由國(guó)際海事組織（IMO， 倫敦，英國(guó)）設(shè)定的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的。Dahl 還認(rèn)為，所有新建船舶和現(xiàn)有船舶必須在 2030 年和 2050 年分別比 2008 年基準(zhǔn)減少 40%和70%的二氧化碳排放量。此外，我們看到地方司法機(jī)構(gòu)采取的行動(dòng)正在增加。例如，挪威的一些世界遺產(chǎn)峽灣要求到 2026 年實(shí)現(xiàn)零排放。這將排除大型游輪；因此，他們將不得不開(kāi)發(fā)較小的船只將人們帶入峽灣。我們將在歐洲密集的河流運(yùn)輸區(qū)看到更多此類(lèi)限制。特別是隨著聯(lián)合國(guó)氣候報(bào)告的發(fā)布（最近），我認(rèn)為我們剛剛看到了開(kāi)始，在監(jiān)管方面還會(huì)有更多。

結(jié)束語(yǔ):

氫動(dòng)力用于飛機(jī)、船艦、車(chē)輛等移動(dòng)工具，其中承受高壓儲(chǔ)氫罐是必不可缺的產(chǎn)品。本文預(yù)測(cè)到 2030 年燃料電池汽車(chē)輛產(chǎn)量， 以及相應(yīng)對(duì)碳纖維的需求數(shù)量。

需求量最大的是 700bar、IV 型罐；700bar、IV 型罐每?jī)?chǔ)存 1 千克氫氣需要 10 千克碳纖維；

每輛 FCV（燃料電池汽車(chē)）至少攜帶 5-6 千克氫氣，預(yù)計(jì)到 2030 年投入使用的 500 萬(wàn)輛 FCV 將需要 250，000 噸碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂（CFRP）復(fù)合材料，用于制造儲(chǔ)氫罐；

到 2030 年，僅 FCV（燃料電池汽車(chē)）IV 型儲(chǔ)氫罐中的碳纖維需求量為 166，650 噸（700bar 、IV 型罐、儲(chǔ)氫 5.6 千克，在碳纖維在復(fù)合材料中含量 60%的前提下，每個(gè)儲(chǔ)氫罐碳纖維用量約 62-72 千克）。

儲(chǔ)氫罐占燃料電池系統(tǒng)價(jià)值的 40%。40%的價(jià)值中有 70%是儲(chǔ)氫罐罐體，其余是閥門(mén)和其他部件。

2020.5 國(guó)際市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)碳纖維產(chǎn)能：中國(guó) 21，800噸；全球總產(chǎn)能 161，200 噸。

（來(lái)源：楊江凱）