储氢瓶行业分类分析

储氢瓶行业分类分析 一、 扩大总需求 市场领导者占有的市场份额最大，在市场总需求扩大时受益也最多。扩大总需求的途径有开发产品的新用户、寻找产品的新用途和增加顾客使用量等。 （一）开发新用户 1、转变未使用者 转变未使用者，即说服那些尚未使用本行业产品的人开始使用，把潜在顾客转变为现实顾客。比如，有人担心电淋浴器使用不安全而不愿购买，企业可大力宣传它装有多重，安全保护装置，绝对不会发生意外，将这部分潜在购买者转变为现实购买者。有人认为纯水中不含有益矿物质而不愿安装家用纯水机。纯水机制造公司可大力宣传人们所需的矿物质主要从日常食物中获取，从饮水中获取的比例可以忽略不计，饮用纯水不会影响身体健康。而自来水中虽然含有矿物质但是也可能含有许多污染物质，危害身体健康。安装家用纯水机直接饮用纯水更加有益身体健康。 2、进入新的细分市场 “新的细分市场”指该细分市场的顾客使用本行业产品，但是不使用其他细分市场的同类产品和品牌。例如，服装市场可以根据性别分为男性和女性两个细分市场，根据年龄不同分为老年、中年、青少年和儿童等不同细分市场，一般而言，女性不会购买男性服装，男性也不会购买女性服装；老年人不会购买青少年时装，青少年也不会购买老年人服装。 企业在原细分市场的需求饱和后可设法进入新的细分市场，扩大原有产品的适用范围，说服新细分市场的顾客使用本产品。例如，青年时装制造公司可通过营销宣传说服中老年人购买年轻人的时装，实现心理上的年轻。 3、地理扩展 地理扩展指寻找尚未使用本产品的地区，开发新的地理市场。例如，空调、摩托车等产品在城市市场已经趋于饱和，可着重开发农村市场。轿车在发达国家已经趋于饱和，可向发展中国家和不发达国家转移。 （二）寻找新用途 寻找新用途指在产品原有用途之外找出新用途或新使用方法以增加销售量。比如，食品生产者常常在包装上印制多种食用或烹制方法，有冷食、热食、浸泡、炸炒、干食等。自行车最初是作为交通工具而走向市场的，在摩托车、汽车普及的条件下，许多人购买自行车是作为健身工具。产品的许多新用途往往是顾客在使用中发现的，企业应及时了解和推广这些发现。烘焙苏打粉生产企业发现美国一些家庭将该产品作为冰箱除臭剂使用，就通过多种途径广泛宣传这一用途，成功地推动一半的美国家庭采用这一方法。 （三）增加使用量 1、提高使用频率 企业应设法促使顾客更频繁地使用产品。例如，果汁营销人员应说服人们不仅在待客时才饮用果汁，平时也要饮用果汁以增加维生素。 2、增加每次使用量 企业可以设法促使顾客增加每次使用量以扩大产品销售。洗发剂生产企业可提示顾客，每次洗发时，洗发剂涂抹两次、冲洗两次比只用一次效果更好。洗衣粉包装袋上可说明增加洗衣粉用量则衣服更洁净。有的调味品制造商将调味品瓶盖上的小孔略微扩大，销售量就明显增加。 3、增加使用场所 电视机生产企业可以宣传在卧室和客厅等不同房间分别摆放电视机的好处，如观看方便、避免家庭成员选择频道的冲突等。宣传这是美好生活的需要而不是奢侈或浪费，打破原先只买一台的习惯和“节俭”思想，使有条件的家庭乐于购买两台以上的电视机。 4、提醒顾客及时更换超过保质期或使用期的产品 二、 有的顾客由于节约或者疏忽而继续使用超过保质期或使用期的产品，不仅影响健康或者使用效果，也减少了企业的产品销售。企业可以通过及时提醒顾客更换产品而扩大市场需求，包括：提醒顾客注意产品的首次使用时间和应当更换的时间；提醒顾客注意产品当前的性能状况。轮胎经营企业在售出轮胎之后的适当时间可以提醒顾客注意轮胎的行驶里程并检查轮胎是否需要更换以保证行车安全。吉列剃须刀在反复使用之后，上面的彩条会逐渐褪色，提醒消费者更换以保证荆须的舒适性。储氢瓶下游应用 储氢瓶直接用在氢燃料动力电池系统之中，再进一步用于交通运输等领域，具体包括氢燃料电池汽车、轨道交通、船舶、航空等应用场景，另外还可用于发电、建筑储能等其他领域。其中氢燃料电池汽车是最主要的下游应用场景。 三、 储氢瓶分类 在高压气态储氢中，目前已商业化的高压氢气瓶分为四种（根据储氢瓶材料不同进行划分），分别为纯钢制金属瓶（I型）、钢制内胆纤维缠绕瓶（II型）、铝内胆纤维缠绕瓶（III型）和塑料内胆纤维缠绕瓶（IV型）四种。其中：1）I型瓶由金属钢组成，是目前四类瓶中重量最大、成本最低、工艺最简单的，适用于压力要求不高的固定应用场景；2）II型瓶采用金属钢材质，外层缠绕玻璃纤维复合材料，材料包裹形式为采用箍圈式对瓶身进行包裹。II型瓶由于瓶身上有复合材料包裹，耐受压力高于I型瓶，但也多应用于固定式能源提供等场景；3）III型瓶内胆为金属（通常为铝合金），但厚度较II型瓶有减薄，外部进行了全瓶身的碳纤维复合材料缠绕，包裹形式为两极铺设或螺旋形铺设。III型瓶重量轻、抗压性能好、适用于氢燃料电池汽车等移动设备，目前主要的压力规格为35MPa和70MPa两种，国内现阶段35MPa已实现量产；4）IV型瓶内胆为塑料，瓶身全缠绕碳纤维复合材料，包裹采用两极铺设和螺旋形铺设混合的形式。IV型瓶瓶壁厚度略薄于III型瓶，储气压力则与之一致，主要包括35MPa和70MPa两种规格型号，目前国外已投入商业化运用，如日本丰田的Mirai与韩国现代的Nexo均采用了IV型瓶，但国内技术仍有欠缺，尚未达到量产条件。IV型瓶也主要应用于氢燃料车等移动场景。5）除此之外，目前国外正在研究V型储氢瓶但尚未实现商业化，该气瓶仍然使用碳纤维复合材料缠绕，但不使用任何内胆，国内针对V型瓶的研究仍是空白。 国内储氢瓶市场预计将逐渐向III型70Mpa和IV型70MPa过渡。2020年7月21日，涉及车载高压供氢系统的两项国标修改后正式实施，均将原范围中的工作压力不超过35MPa修改为70MPa。2021年3月9日《燃料电池电动汽车加氢口》（GB/T26779-2021）最新国家标准正式发布，新国标增加了70MPa加氢口尺寸及耐臭氧老化、耐盐雾腐蚀、耐温度循环和兼容性测试等多项技术条目，制约70MPa储氢瓶发展的政策条件已经消除。并且，从储运效率、轻量化、成本等角度出发，IV型瓶相较于III型瓶具备显著优势，未来将成为车载供氢系统的主流规格，1）III型瓶重容比在0.98左右，IV型瓶重容比在0.74左右；2）III型瓶储氢密度为3.9%，IV型瓶储氢密度可以达到5.5%；3）IV型瓶单瓶气体容积可达到375升，可降低整个系统复杂性。当前我国还处于35MPa的III型瓶规模化应用和70MPa的III型瓶示范应用阶段，IV型瓶尚未得到大规模推广应用，背后原因一是由于我国氢能及燃料电池产业发展起步较晚，技术水平落后于海外，二是配套基础设施建设缓慢，目前国内加氢站规模较小且以35MPa为主，三是政策及技术标准体系尚未建立健全。后续来看，各方面限制因素将持续改善。伴随着燃料电池汽车的大规模推广，为满足进一步长续驶里程的需求，未来车载储氢瓶规格有望由III型35MPa向III型70MPa或IV型70MPa过渡，逐步与国际技术水平接轨。 四、 储氢瓶生产工艺 一般来说储氢瓶的生产可大致分为内胆成型和缠绕固化两个主要工段，共涉及10多道生产工序。总体来讲储氢瓶生产的技术壁垒较高，具体表现在工艺技术难度较大、工艺参数多、装备精准度控制、检验检测技术与装备有待完善、关键原材料及零部件亟需国产化等方面。检查点指车间检验人员检查、复核的工序；审核点指该工序的材料，需经过第三方或者监检检查确认；见证点指根据国家特种设备法规要求，需当地质监局要现场见证的工序。 五、 储氢瓶成本构成 碳纤维是储氢瓶制造的关键原材料，其成本和性能对储氢瓶的成本和使用性能影响重大。根据美国能源局（DOE）的研究成果，碳纤维复合材料的成本占到储氢瓶成本的60%以上。此外，储氢瓶的制造成本还包括阀门、调节器、组装检查、氢气等要素成本。技术升级一方面是III型瓶向IV型瓶的过渡，当前国内IV型瓶相关的技术尚未突破，根据DOE的测算，同样储氢质量为5.6kg且压力规格相同的III型和IV型瓶相比，后者的成本比前者要低10%左右，因为III型瓶采用了大量的铝合金材料导致内胆成本较高。类似于氢燃料汽车的降本路线，储氢瓶成本下降也有望受益于生产规模的扩大，根据美国汽车研究理事会测算，当气瓶生产规模由1万套提高到50万套时，氢气瓶成本会下降20%。 六、 储氢瓶内胆成型工艺 III型瓶内胆多为铝合金，目前国内使用的主流成型工艺为铝管强旋，所谓强旋就是将短厚的毛坯铝筒体套在旋压机的模具上并将其固定，当筒体随机床主轴转动时，用旋轮或赶棒从端头开始挤压筒体坯料，使坯料逐点连续发生塑性变形，变形的结果是毛坯壁厚减薄，内径基本保持不变，而轴向延伸，最终形成符合壁厚及直径尺寸要求的圆筒。该种工艺相对简单，但生产效率较低，尤其是用来加工大容积内胆时成型效率低下。目前国内头部企业有在研究其他更高效的成型方法比如拉深成型，该种工艺优势在于生产效率高、产品一致性好、圆周壁厚均匀、纵向垂直度偏差小，缺陷在于可能影响产品的疲劳寿命，且设备成本较高；此外也有企业尝试将两种工艺结合使用，比如先拉成筒状体再进行强旋。 IV型瓶内胆多采用尼龙6、高密度聚乙烯（HDPE）以及PET聚酯塑料等，对应的成型工艺主要为注塑、吹塑和滚塑成型。丰田、现代已量产的IV型瓶均为注塑+焊接工艺，该种成型方式成本低、运用较广泛、但良品率也较低，且必须配合后续的焊接工序。 七、 储氢瓶竞争格局 储氢瓶厂家数量有限，但市场集中度呈下降趋势。国内储氢瓶主流厂家数量仅个位数，但近两年参与者有所增加，2019年主要储氢瓶供应商仅国富氢能、科泰克、天海工业、中材科技、斯林达5家，2020年新增南通中集，2021年新增奥扬科技，另外未势能源也专门从事气瓶的生产（偏自产自用）。从出货量来看，国富氢能21年市占率达35.63%，位居第一，其次是中材科技；但行业集中度呈持续下降的趋势，CR3份额从19年的91.21%下滑至21年的76.95%，当前氢能产业正处于风口，企业数量不断增长或将成为常态。 行业准入壁垒较高，主要体现在：1）储氢瓶属于特种设备，首先必须取得B3级压力容器特种设备制造许可证书，取得该许可证的前提是公司的厂房、设备、产线、人员配比及各方面资质经由国家监管单位审核并通过。2）企业的制造能力必须通过国家市场监督管理总局指定的评审机构的专家组评审之后，方可进行批量生产；且在生产制造的过程中会有专门的监检部门定时来查看生产工序流程是否符合手续。3）生产的成品在对外销售前必须通过国家市场监督管理总局认可的第三方型式试验机构对储氢瓶进行火烧、枪击、爆破、疲劳、环境、跌落等型式试验，并取得型式检验证书。 八、 储氢瓶纤维缠绕成型工艺 纤维缠绕成型也是储氢瓶制备的技术难点之一，目前使用的工艺包括湿法缠绕、干法缠绕和半干法缠绕。1）湿法缠绕是指将碳纤维丝束在特定浸胶装置中浸渍处理后，再在张力控制下直接缠绕到芯模上。由于纤维离开浸渍装置后易于将树脂带出，后道工序中存在树脂滴漏的现象，所以称为湿法缠绕。湿法缠绕工艺生产成本较低，是目前高压储氢瓶最常用的加工工艺，国内企业基本都采用湿法。但湿法成型下树脂损耗较高，树脂与碳纤维比例难以控制，产品质量及稳定性相对较差。2）干法缠绕是以经过预浸胶处理的预浸带为原料，在缠绕机上经加热软化至粘流态后缠绕到芯模上。由于预浸带中纤维和树脂含量比例控制较好，产品质量可以精确控制，且树脂不会随处滴，整体生产环境整洁；另外，干法缠绕生产效率高，缠绕设备的速度可以达到100-200m/min。目前国外正在逐步向干法缠绕工艺过渡，国内未势能源等极个别企业也在研究和尝试干法。此种工艺的缺点在于成本较高，主要系预浸料及干法缠绕设备购置费用较高。3）干湿法缠绕结合了干法和湿法的优点，在浸胶碳纤维缠绕到芯模之前通过烘干设备将浸胶碳纤维纱线中的溶剂除去，提高制品质量。与干法缠绕相比省却了预浸胶工序和设备，与湿法相比只是增加了一套烘干设备，却可以大幅降低制品中的气泡含量以及孔隙。 九