摘要：本文内容均来自势银（TrendBank）《车载供氢系统产业发展蓝皮书》，该报告完整版文件（PDF格式）将在“势银储氢装备产业大会”上免费公开发布。
本案例研究主要包含以下内容——
案例研究背景
企业背景
技术分析
产品布局
供应链分析
客户分析
行业地位分析
总结
案例研究背景
燃料电池汽车行业进入高速发展期
氢能一直以来都是全球能源界的关注点，而燃料电池汽车则是目前氢能应用与发展道路上的重要领域之一。
作为具有战略意义的清洁能源，全球多个国家已经将其纳入国家战略规划中，并加快推进燃料电池汽车商业化示范和应用，如日本、韩国以及欧盟部分国家。中国也首次明确将氢能写入《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中。
自2020年以来，随着“以奖代补”政策的明确、示范城市群的官宣以及《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》的发布，中国燃料电池在交通领域的应用已然进入了空前的高速发展期。
储氢瓶行业痛点依然明显
技术与安全方面
由于氢气的易燃、易爆、易泄漏等特性，储氢瓶的安全性备受重视。因此国家重点研发计划《“氢能技术”重点专项2021年度申报指南》中，重点突出了“车载复合材料储氢气瓶服役监测与诊断评估技术”研究课题。
研究内容主要包括：针对在用车载复合材料高压储氢气瓶服役安全的在线检测与评定需求，开展车载气瓶在线检测、监测与安全评估技术研究。
据势银(TrendBank)调研发现，在燃料电池车中，储氢瓶需要满足以下四个方面的需求——
1、储氢瓶口与出口阀的结合部位通过特殊的结构设计确保阀门在工作压力下能正常使用；
2、瓶身部位碳纤维复合材料需要采用特殊的缠绕方法确保储氢瓶的整体强度、刚度达到长期使用要求；
3、气瓶和管阀件需进行极限温度循环试验验证，确保其能够满足长期在-40℃~85℃范围安全使用；
4、Ⅳ型储氢瓶需要考虑氢气渗透和耐温性等问题。
供应链成本不降反升
近年来，由于日本限制碳纤维出口销售，欧美碳纤维产能紧张，国内高品质碳纤维产能不足等种种原因，所形成的不均衡的市场供需关系，导致碳纤维市场价格同比增长超过50%。
这使得高压储氢气瓶的成本在燃料电池汽车总体成本逐年下降的情况下不降反升，加重了储氢瓶厂商的负担。
70MPa储氢瓶应用情况
现阶段，国内氢燃料电池汽车领域应用的主流车载储氢瓶是35MPa铝内胆碳纤维全缠绕储氢瓶，70MPa储氢瓶由于其压力升高，需要更高强度的碳纤维和高昂售价的进口管阀件，目前短期内难以实现商业化场景的批量应用。
储氢瓶市场情况
据势银（TrendBank）对上牌车辆供氢系统数据库统计，2021年中材科技的气瓶装车量以及装车气瓶数量均为行业第一，市场份额接近30%。
在城市示范群政策的带动下，燃料电池汽车销量迅速增长，而汽车销量的增长也进一步拉动了对上游储氢瓶市场的需求。目前，储氢瓶市场具有以下三大特征——
1.市场份额集中度高
在国内一众布局车载储氢瓶的企业中，市场份额非常集中，TOP4企业占据了超90%的市场份额。
2021年车载储氢瓶供应商主要包括天海工业、中材科技、国富氢能、科泰克、奥扬科技、中集安瑞科、斯林达等。其中，中材科技依托于强大的研发实力和超前的战略布局，并抓住时机把握住了大量的市场订单，从而占据了市占率第一的位置。
图1：2021年车载储氢瓶厂商市占率情况
来源：势银（TrendBank）
2.大容积趋势
2019年，国内市场35MPa储氢瓶的容积多为140L的产品，其市场占有率超过85%；2020年国内35MPa储氢瓶则是以140L为主流，165L储氢瓶的市场占比也逐步增长；到2021年，国内储氢瓶市场发展为140L、165L储氢瓶为主流，第二梯队166L、260L、320L、385L气瓶市场占比逐步增长的态势。
其中中材科技便是国内首批推出385L大容积储氢瓶的厂商，以下是2019年至2021年市场装车储氢瓶的容积情况——
图2：2019年至2021年市场装车储氢瓶的容积情况
来源：势银（TrendBank）
3.燃料电池汽车装车气瓶市场开始走高
据势银统计，2019年燃料电池汽车上牌3188辆，装车气瓶总数达9004支；2020年上牌车辆1499辆，装车气瓶总数8872支；2021年上牌车辆1862辆，装车气瓶总数13787支。
相比于2019年，2021年燃料电池汽车上牌量虽有所降低，但是装车气瓶总量却上升53.1%。主要原因是在国家政策的影响下，国内燃料电池汽车开始往重载、长途车型倾斜。同时，燃料电池功率的不断提升，对车载储氢的总体容量也不断提升，单车瓶组数由2019年的3瓶组、4瓶组发展到如今的8瓶组甚至10瓶组。
图3：2019年至2021年燃料电池汽车的上牌量及装车气瓶总量
来源：势银（TrendBank）
在以上一系列的行业和市场背景下，势银（TrendBank）对中材科技开展了储氢瓶相关的案例研究。为了探寻中材科技获得市场认可的核心竞争力，势银从多个维度分析中材科技，包括企业背景、技术分析、产品分析、供应链分析、客户分析、行业地位分析等。
企业背景
背靠中建材平台，推动氢能业务发展
中材科技作为中材科技（苏州）有限公司的全资母公司，其承继了南京玻璃纤维研究设计院、北京玻璃钢研究设计院和苏州非金属矿工业设计研究院三所国家级科研院的核心技术资源和人才优势，拥有完整的非金属矿物材料、玻璃纤维、纤维复合材料技术产业链，是大陆特种纤维复合材料领域，集研发、设计、产品制造与销售、技术装备集成于一体的高新技术企业。
此外，中国建材股份有限公司是中材科技的母公司，属于大型建材央企，且是中国建材集团有限公司的核心产业平台。在氢能产业发展初期，市场发展由政策推动，大型央企的背景能帮助中材科技获得更多的资源优势，并推动其氢能业务朝着量产化、多元化发展。
图4：中材科技(苏州)有限公司股权穿透图
来源：势银（TrendBank）
业务整合，集中优势发力车载储氢瓶领域
2020年，中材科技对气瓶、锂电隔膜和玻纤板块开启新一轮内部业务整合，目的是集中资源优化经营质量。
在高压气瓶领域，中材科技将旗下中材科技（成都）有限公司100% 股权划转至中材科技（苏州）有限公司旗下，自此中材科技（苏州）有限公司成为集团气瓶业务的主要经营主体，延续中材科技在氢能业务上的发展规划，打造深耕氢气储运领域的专业基地。
经过业务整合之后，目前中材科技设有苏州、成都、九江三个气瓶制造基地，各类气瓶年产能共计可达70万只。以下是各个基地生产的产品类型及其产能——
表1：中材科技各个基地生产的产品类型及其产能
来源：势银（TrendBank）
核心团队
势银（TrendBank）通过研究中材科技的核心团队，发现其具有一个共同点。从管理负责人到研发负责人再到销售负责人，他们都参与过高质量的科研创新项目，具备一定的技术创新能力，这代表着中材科技管理层对技术的重视。以下是中材科技部分核心团队的详细信息：
总工程师——米宽，长期从事各类高压气瓶的设计、技术开发、工艺装备研究等，国家863计划“燃料电池车用高压供氢瓶及组合阀研究开发”技术负责人，而且是江苏省“国产碳纤维复合材料高压气瓶制造关键技术及推广应用”项目负责人，申请专利达20余项。
副总经理——袁卓伟，长期从事复合材料结构设计、数值模拟分析、成型工艺应用基础性等研究工作，现任全国气瓶标准化技术委员会气瓶检验分会委员，SAMPE中国热塑性复合材料专业委员会委员，负责江苏省重点研发计划“连续纤维增强热塑性复合材料压力容器增材制造装备及关键技术开发”攻关、苏州市重点产业技术创新等关键技术攻关项目，并发表论文5篇，授权专利7项。
副总经理——杨明高，长期从事气瓶设计及制造、试验和定期检验技术研究及致力于国内外气瓶法规、标准的研究。现任国家市场监管总局特种设备安全与节能技术委员会气瓶分委会委员、全国气瓶标准化技术委员会委员、全国锅炉压力容器标准化技术委员会氢能承压设备标准化工作组成员等。负责国家重点研发计划项目2项，省、市级重点研发/创新项目6项; 曾参与编制法规2项、国家标准8项、行业团体标准6项。
总经理助理兼营销总监——李桦圣，2008年-2011年进入中材科技氢气瓶项目开发小组，一同参与了国家科学技术部组织的“863”（燃料电池车用高压供氢气瓶及组合阀产业化）开发项目。
研发中心体系化建设能更有效地实现需求的转化
研发中心体系化建设能更有效地实现需求的快速高效转化，目前中材科技已经实现研发管理工作的体系化运行。研发中心分设前瞻技术部、设计认证部、工艺技术部和科研管理部四大部门，各部门业务、职能、流程、管理更加细化和完善。
图5：中材科技(苏州)有限公司研发组织体系
来源：势银（TrendBank）
技术分析
专利布局重点转型车载储氢领域
近年来，中材科技（苏州）不断加强技术研发能力，这从专利数量的增加上也得到了体现。截止目前，已申请专利213件，授权专利114项，国际PCT专利3项,；在车载储氢领域，中材科技（苏州）拥有相关技术专利超30项。以下是中材科技（苏州）的氢能领域相关的部分核心专利信息
表2：中材科技部分专利展示
来源：势银（TrendBank）
有效的技术方案帮助客户降低安全风险
国内外针对燃料电池汽车制定了很多标准和规范，其中65%以上的内容是针对安全性的规定。燃料电池汽车的氢安全性是指燃料电池汽车运行过程中车载氢系统的安全，主要包括高压供氢系统、燃料电池发电系统的安全性等。
中材科技为了保障车载氢系统中储氢瓶的安全性，在材料研究、结构设计仿真及薄弱位置补强等方面进行了全面的控制与预防。
独特的纤维复合材料设计让气瓶具备失效可预测性
中材科技目前制备的金属内胆采用冲拔拉伸工艺，此工艺制备的内胆环向壁厚均匀、垂直度好且杜绝了底部漏气的问题，提高了气瓶的安全性能。并且，中材科技在金属内胆外表面精准定位缠绕多层高性能纤维复合材料，纤维经高温固化后成型，形成耐高压的复合材料气瓶，具有失效可预测性，从而进一步提高使用安全性。
中材科技通过提高安全系数、薄弱位置补强等方法来有效提高材料的使用寿命
通过内胆结构和复合材料铺层设计来提高各工况下薄弱位置的性能，例如通过设计仿真找出气瓶最薄弱位置，设计提高安全系数、调整线型提高纤维发挥率等系数。此外在控制成本的情况下适当高于标准，如提高气瓶的最小设计爆破压力和疲劳寿命。
中材科技通过130℃以上的温度对气瓶进行固化成型，能有效满足充气产生热量的使用要求
中材科技生产制造的气瓶在固化成型过程中的温度达130℃以上，经受足够的时间使得复合材料完全固化，型式试验过程中顺利通过极限温度循环试验验证，期间气瓶经受高温达85℃、低温至-40℃，气瓶能够满足充放气过程中的温度冲击要求。
产品布局
35MPa储氢气瓶产品序列全面
对于不同车型供氢系统空间布局的设计也不尽相同，因此不同类型的车辆需要组合搭配不同规格的储氢瓶。随着燃料电池汽车车辆类型的不断拓展，不同规格的储氢瓶也逐渐成为储氢瓶企业的研发方向之一。
中材科技的35MPa储氢瓶不仅产品序列全面，能满足各类商用车的使用场景，而且是国内首批将385L储氢气瓶推向市场的厂家。以下是中材科技35MPa储氢气瓶的产品型号——
表3：35MPa储氢气瓶规格表
来源：势银（TrendBank）
相比于国内其他储氢瓶企业，中材科技的产品型号最多，并且中材科技是国内唯一实现385L储氢瓶批量化供应的厂家。以下是储氢瓶行业TOP5企业35MPa储氢瓶产品型号的数目对比——
图8：TOP5储氢瓶企业的35MPa储氢瓶产品型号数目对比图
来源：势银（TrendBank）
70MPa储氢气瓶进展面
储氢瓶压力越大，意味着同等容积下能够存储的氢气越多，有助于提高氢燃料电池汽车的续航里程。
目前，中材科技已率先突破70MPa储氢瓶生产技术，将主要应用于乘用车上，其容积覆盖28L～66L。值得注意的，中材科技所开发的70MPa储氢气瓶全部使用国产碳纤维。
表4：70MPa储氢气瓶规格表
来源：势银（TrendBank）
Ⅳ型储氢气瓶进展
目前，国内仅有3家企业具备批量生产Ⅳ型瓶的能力。其中，中材科技在苏州基地2021年年底投产的IV 型70MPa储氢气瓶产线设计年产量可达3万支，生产线采用自动化柔性设计，全部工序过程无人工干预。
同时，其核心成型装备与国际知名品牌合作定制开发，产品质量稳定可靠，产线可根据客户要求生产不同压力等级和不同尺寸规格的产品，满足不同客户的应用需求。
供应链分析
与碳纤维供应商深度合作
纵观储氢瓶制造领域，在碳纤维需求不断扩大和国产碳纤维品质日益提升的背景下，碳纤维在储氢气瓶领域的发展前景广阔。
2020年至2021年期间，难以批量采购碳纤维、供应链成本上涨是储氢气瓶制造企业面临的两大难题。造成这些情况的原因主要有以下四点——
日本限制碳纤维出口销售
欧美碳纤维产能紧张
国产高品质碳纤维产能不足
国产碳纤维产品首先供应航天和军工产业
此外，目前国内仅有两家企业能实现批量供应高品质的碳纤维，这两家企业分别是中复神鹰和威海光威。
中材科技和中复神鹰不仅都位于江苏省，而且他们都是中建材旗下的子公司。相比于其他企业，中材科技能通过中国建材这个平台与中复神鹰进行更有效的沟通，并建立起稳定可靠的供应合作关系。目前，中材科技与中复神鹰已经开展深度合作，以下是中材科技与中复神鹰达成的重大销售合同情况。
表5：中材科技与中复神鹰达成的重大销售合同情况
来源：势银（TrendBank）
客户分析
客户案例
中材科技在氢燃料电池应用领域的新产品研发一直走在前列，其储氢气瓶产品应用于多种氢燃料电池汽车车型及相关领域，诸如重卡，轻卡、客车、搅拌车、自卸车、矿卡、叉车、观光车、船舶、备用电源、无人机、电动自行车等等。
此外，中材科技还为北京冬奥会的通勤车提供了储氢气瓶，下表包含了中材科技2021年的重点车辆订单及使用情况——
表6：中材科技重点车辆订单及使用情况
来源：势银（TrendBank）
以上交付案例的客户都是传统商用车、重工领域的头部企业。例如，中国客车行业龙头——宇通客车、氢燃料重卡市占率第一企业——南京金龙、2021年燃料电池汽车市占率第一企业——北汽福田、传统重工企业龙头——三一重工等。
其他领域客户拓展
在氢燃料电池的其他应用领域上，中材科技已经掌握了适配于氢燃料电池船舶、氢燃料装载机、氢燃料电池混合动力机车等领域的储氢气瓶相关技术。
表7：2021年中材科技在多种应用领域上的主要客户及业绩情况
来源：势银（TrendBank）
中材科技在燃料电池的其他领域同样有着优异的表现，其中具有代表性的有国内最大功率氢燃料电池混合动力机车、国内首条内河氢燃料试验船和国内首台氢燃料装载机项目等等。
中材科技在多种氢燃料电池应用领域中都取得了成效，这不仅能帮助企业获得更多的客户订单，而且能够适时在多领域进行市场发力，进而形成中材科技新的业务增长点。
行业地位分析
中材科技承担氢气瓶相关国家、省部级科研项目9项
中材科技在科技创新方面一直紧跟国家的战略布局。迄今为止，中材科技承担参与了氢气瓶技术相关的国家、省部级科研项目9项。其中，为了解决国外的“卡脖子”难题，中材科技目前正积极投入研发70MPa高压储氢气瓶技术。
表8：中材苏州承担的氢气瓶相关国家、省部级科研项目
来源：势银（TrendBank）
中材科技拥有国家气标委委员三名
此外，中材科技拥有国家气标委委员三名，参与修订和起草了12项国家标准和团体标准。
表9：中材科技参与制定的国家标准及团体标准
来源：势银（TrendBank）
总结
势银从企业背景、技术分析、产品分析、供应链分析、客户分析、行业地位分析等各个维度深度剖析了中材科技，总结出中材科技获得核心竞争力的关键因素主要有以下8点：
核心团队具备技术创新能力
分拆业务集中资源和优势发力车载储氢市场
研发中心的体系化建设更有效地实现需求的转化
高研发投入，并注重高质量的专利创新
有效的技术方案能帮助客户降低安全风险
储氢气瓶产品线布局全面
与碳纤维供应商深度合作
多领域研发储氢气瓶技术
此外，中材科技通过严格的生产管控流程以保障产品的安全性能，通过持续的技术研发不断优化产品的使用效能，以优质的产品和口碑铸造持久且值得信赖的企业品牌形象。
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文章来源：势银能链
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