北京冬残奥会已经结束了,但是期间负责接送运动员的氢能源客车有些人注意到了,它是采用碳纤维储氢罐提供能源的。氢能是新能源发展的重要方向之一,全球拥有超过上千亿的氢能源市场,而碳纤维储氢罐就是其中的一个产业。随着国内对环保的重视,太阳能、氢能、锂电池等这些新能源都在蓬勃发展,作为氢能源存储和运输的重要容器,碳纤维储氢罐在国内的需求越来越旺盛了。
 
氢能源千亿市场,国产碳纤维储氢罐需求旺盛
 
    碳纤维行业存在明显的供不应求特征,国产化正提速。2020年中国碳纤维总需求为48851吨,其中国产量仅18500吨,预计2025年我国碳纤维需求约为15万吨,2025年全球碳纤维需求约为20万吨,2030年全球碳纤维需求约为40万吨。2020年国产18500吨销量,相比2019年的12000吨,增长率为54.2%,并且连续四年增长率超过30%。应用方面,风电叶片为最主要的应用,占比超过40%,高压储氢罐应用仅占4%。
 
    储氢瓶的痛点在于成本,储氢瓶成本下降关键在于碳纤维成本的下降。据DOE数据,目前车载储氢瓶成本在16美元/kwh~21美元/kwh,而未来目标为8美元/kwh,仍有超过50%的成本下降空间,目前700bar的IV型瓶成本中,碳纤维成本占总成本52%,要想达到储氢瓶8美元/kwh的最终目标,碳纤维的成本需要下降至13美元/kg。目前我国储氢瓶用碳纤维主要供应商为中复神鹰,然而受目前碳纤维行业严重供不应求的影响,碳纤维用压力容器售价大幅上升,2021年上半年售价上升至151.55元/kg,同比上升19.42%。
 
    储氢罐将成碳纤维主要应用场景,2030年占比有望超30%。碳纤维是储氢瓶的关键材料,据DOE数据,碳纤维占储氢系统成本超过50%。据中科院宁波材料所特种纤维事业部数据,乘用车碳纤维用量约为75kg/辆,商用车碳纤维用量约为320kg/辆。据此测算2022/2025/2030年储氢罐用碳纤维累计用量为0.32/3.12/29.55万吨,估算2022/2025/2030年储氢罐用碳纤维年需求量为0.2/1.21/9.52万吨未来五年全球范围内压力容器用碳纤维CAGR为20%。