2022年碳纖維行業(yè)專題研究

2022年碳纖維行業(yè)專題研究1生產(chǎn)篇：詳述儲氫瓶的制造工藝及技術(shù)難點(diǎn)1.1儲氫瓶分類介紹在高壓氣態(tài)儲氫中，目前已商業(yè)化的高壓氫氣瓶分為四種（根據(jù)儲氫瓶材料不同進(jìn)行劃分），分別為純鋼制金屬瓶（I型）、鋼制內(nèi)膽纖維纏繞瓶（II型）、鋁內(nèi)膽纖維纏繞瓶（III型）和塑料內(nèi)膽纖維纏繞瓶（IV型）四種。其中：1）I型瓶由金屬鋼組成，是目前四類瓶中重量最大、成本最低、工藝最簡單的，適用于壓力要求不高的固定應(yīng)用場景；2）II型瓶采用金屬鋼材質(zhì)，外層纏繞玻璃纖維復(fù)合材料，材料包裹形式為采用箍圈式對瓶身進(jìn)行包裹。II型瓶由于瓶身上有復(fù)合材料包裹，耐受壓力高于I型瓶，但也多應(yīng)用于固定式能源提供等場景；3）III型瓶內(nèi)膽為金屬（通常為鋁合金），但厚度較II型瓶有減薄，外部進(jìn)行了全瓶身的碳纖維復(fù)合材料纏繞，包裹形式為兩極鋪設(shè)或螺旋形鋪設(shè)。III型瓶重量輕、抗壓性能好、適用于氫燃料電池汽車等移動設(shè)備，目前主要的壓力規(guī)格為35MPa和70MPa兩種，國內(nèi)現(xiàn)階段35MPa已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；4）IV型瓶內(nèi)膽為塑料，瓶身全纏繞碳纖維復(fù)合材料，包裹采用兩極鋪設(shè)和螺旋形鋪設(shè)混合的形式。IV型瓶瓶壁厚度略薄于III型瓶，儲氣壓力則與之一致，主要包括35MPa和70MPa兩種規(guī)格型號，目前國外已投入商業(yè)化運(yùn)用，如日本豐田的Mirai與韓國現(xiàn)代的Nexo均采用了IV型瓶，但國內(nèi)技術(shù)仍有欠缺，尚未達(dá)到量產(chǎn)條件。IV型瓶也主要應(yīng)用于氫燃料車等移動場景。5）除此之外，目前國外正在研究V型儲氫瓶但尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，該氣瓶仍然使用碳纖維復(fù)合材料纏繞，但不使用任何內(nèi)膽，國內(nèi)針對V型瓶的研究仍是空白。國內(nèi)儲氫瓶市場預(yù)計將逐漸向III型70Mpa和IV型70MPa過渡。2020年7月21日，涉及車載高壓供氫系統(tǒng)的兩項國標(biāo)修改后正式實(shí)施，均將原范圍中的工作壓力不超過35MPa修改為70MPa。2021年3月9日《燃料電池電動汽車加氫口》（GB/T26779-2021）最新國家標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，新國標(biāo)增加了70MPa加氫口尺寸及耐臭氧老化、耐鹽霧腐蝕、耐溫度循環(huán)和兼容性測試等多項技術(shù)條目，制約70MPa儲氫瓶發(fā)展的政策條件已經(jīng)消除。并且，從儲運(yùn)效率、輕量化、成本等角度出發(fā)，IV型瓶相較于III型瓶具備顯著優(yōu)勢，未來將成為車載供氫系統(tǒng)的主流規(guī)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型瓶儲氫密度為3.9%，IV型瓶儲氫密度可以達(dá)到5.5%；3）IV型瓶單瓶氣體容積可達(dá)到375升，可降低整個系統(tǒng)復(fù)雜性。當(dāng)前我國還處于35MPa的III型瓶規(guī)模化應(yīng)用和70MPa的III型瓶示范應(yīng)用階段，IV型瓶尚未得到大規(guī)模推廣應(yīng)用，背后原因一是由于我國氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚，技術(shù)水平落后于海外，二是配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)緩慢，目前國內(nèi)加氫站規(guī)模較小且以35MPa為主，三是政策及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系尚未建立健全。后續(xù)來看，各方面限制因素將持續(xù)改善。伴隨著燃料電池汽車的大規(guī)模推廣，為滿足進(jìn)一步長續(xù)駛里程的需求，未來車載儲氫瓶規(guī)格有望由III型35MPa向III型70MPa或IV型70MPa過渡，逐步與國際技術(shù)水平接軌。1.2儲氫瓶生產(chǎn)工藝流程一般來說儲氫瓶的生產(chǎn)可大致分為內(nèi)膽成型和纏繞固化兩個主要工段，共涉及10多道生產(chǎn)工序?？傮w來講儲氫瓶生產(chǎn)的技術(shù)壁壘較高，具體表現(xiàn)在工藝技術(shù)難度較大（比如內(nèi)膽成型技術(shù)和纖維纏繞技術(shù)）、工藝參數(shù)多、裝備精準(zhǔn)度控制、檢驗檢測技術(shù)與裝備有待完善、關(guān)鍵原材料及零部件亟需國產(chǎn)化等方面。1.2.1內(nèi)膽成型工藝III型瓶內(nèi)膽多為鋁合金，目前國內(nèi)使用的主流成型工藝為鋁管強(qiáng)旋，所謂強(qiáng)旋就是將短厚的毛坯鋁筒體套在旋壓機(jī)的模具上并將其固定，當(dāng)筒體隨機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動時，用旋輪或趕棒從端頭開始擠壓筒體坯料，使坯料逐點(diǎn)連續(xù)發(fā)生塑性變形，變形的結(jié)果是毛坯壁厚減薄，內(nèi)徑基本保持不變，而軸向延伸，最終形成符合壁厚及直徑尺寸要求的圓筒。該種工藝相對簡單，但生產(chǎn)效率較低，尤其是用來加工大容積內(nèi)膽時成型效率低下。目前國內(nèi)頭部企業(yè)有在研究其他更高效的成型方法比如拉深成型，該種工藝優(yōu)勢在于生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品一致性好、圓周壁厚均勻、縱向垂直度偏差小，缺陷在于可能影響產(chǎn)品的疲勞壽命，且設(shè)備成本較高；此外也有企業(yè)嘗試將兩種工藝結(jié)合使用，比如先拉成筒狀體再進(jìn)行強(qiáng)旋。IV型瓶內(nèi)膽多采用尼龍6、高密度聚乙烯（HDPE）以及PET聚酯塑料等，對應(yīng)的成型工藝主要為注塑、吹塑和滾塑成型。豐田、現(xiàn)代已量產(chǎn)的IV型瓶均為注塑+焊接工藝，該種成型方式成本低、運(yùn)用較廣泛、但良品率也較低，且必須配合后續(xù)的焊接工序。1.2.2纖維纏繞成型工藝?yán)w維纏繞成型也是儲氫瓶制備的技術(shù)難點(diǎn)之一，目前使用的工藝包括濕法纏繞、干法纏繞和半干法纏繞。1）濕法纏繞是指將碳纖維絲束在特定浸膠裝置中浸漬處理后，再在張力控制下直接纏繞到芯模上。由于纖維離開浸漬裝置后易于將樹脂帶出，后道工序中存在樹脂滴漏的現(xiàn)象，所以稱為濕法纏繞。濕法纏繞工藝生產(chǎn)成本較低，是目前高壓儲氫瓶最常用的加工工藝，國內(nèi)企業(yè)基本都采用濕法。但濕法成型下樹脂損耗較高，樹脂與碳纖維比例難以控制，產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性相對較差。2）干法纏繞是以經(jīng)過預(yù)浸膠處理的預(yù)浸帶為原料，在纏繞機(jī)上經(jīng)加熱軟化至粘流態(tài)后纏繞到芯模上。由于預(yù)浸帶中纖維和樹脂含量比例控制較好，產(chǎn)品質(zhì)量可以精確控制，且樹脂不會隨處滴，整體生產(chǎn)環(huán)境整潔；另外，干法纏繞生產(chǎn)效率高，纏繞設(shè)備的速度可以達(dá)到100-200m/min。目前國外正在逐步向干法纏繞工藝過渡，國內(nèi)未勢能源等極個別企業(yè)也在研究和嘗試干法。此種工藝的缺點(diǎn)在于成本較高，主要系預(yù)浸料及干法纏繞設(shè)備購置費(fèi)用較高。3）干濕法纏繞結(jié)合了干法和濕法的優(yōu)點(diǎn)，在浸膠碳纖維纏繞到芯模之前通過烘干設(shè)備將浸膠碳纖維紗線中的溶劑除去，提高制品質(zhì)量。與干法纏繞相比省卻了預(yù)浸膠工序和設(shè)備，與濕法相比只是增加了一套烘干設(shè)備，卻可以大幅降低制品中的氣泡含量以及孔隙。1.3儲氫瓶成本構(gòu)成及降本路徑探討碳纖維是儲氫瓶制造的關(guān)鍵原材料，其成本和性能對儲氫瓶的成本和使用性能影響重大。根據(jù)美國能源局（DOE）的研究成果，碳纖維復(fù)合材料的成本占到儲氫瓶成本的60%以上。此外，儲氫瓶的制造成本還包括閥門、調(diào)節(jié)器、組裝檢查、氫氣等要素成本。當(dāng)前國內(nèi)儲氫瓶的平均售價在2-3萬元/支，對應(yīng)單套車載供氫系統(tǒng)的成本在20萬上下，后續(xù)降本空間充足，降本主要是從材料替換、技術(shù)進(jìn)步及規(guī)模效應(yīng)三方面來實(shí)現(xiàn)。1）材料替換：在關(guān)鍵材料碳纖維方面，目前日本、韓國等成熟的氫燃料電池車型中已經(jīng)用上了大絲束碳纖維，而國內(nèi)儲氫瓶市場中T700級小絲束碳纖維仍占據(jù)絕對主導(dǎo)，大絲束相關(guān)的應(yīng)用仍處在早期的研發(fā)試驗階段，隨著國產(chǎn)大絲束性能的逐步提升以及配套研究的持續(xù)突破，大絲束有望在氣瓶這一細(xì)分場景中實(shí)現(xiàn)對小絲束的部分或全面替代，帶動儲氫瓶綜合成本的下降。其次，當(dāng)前國內(nèi)儲氫瓶所用的部分零部件及設(shè)備仍高度依賴進(jìn)口（比如瓶閥、纖維纏繞裝備等），采購價格高，后續(xù)隨著構(gòu)件國產(chǎn)化的持續(xù)推進(jìn)，整體成本將隨之降低。2）技術(shù)進(jìn)步：技術(shù)升級一方面是III型瓶向IV型瓶的過渡，當(dāng)前國內(nèi)IV型瓶相關(guān)的技術(shù)尚未突破，根據(jù)DOE的測算，同樣儲氫質(zhì)量為5.6kg且壓力規(guī)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，因為III型瓶采用了大量的鋁合金材料導(dǎo)致內(nèi)膽成本較高。我們預(yù)計國內(nèi)儲氫瓶企業(yè)還需要1-2年時間才能具備70MPaIV型瓶的批量生產(chǎn)能力，屆時氣瓶在輕量化和成本方面將進(jìn)一步改善。其次是氣瓶容量的提升，大容量氣瓶單瓶儲氫密度顯著提高，減少單車配套氣瓶數(shù)量的同時管閥件、管路件的材料用量和成本也有望隨之降低。3）規(guī)模效應(yīng)：類似于氫燃料汽車的降本路線，儲氫瓶成本下降也有望受益于生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，根據(jù)美國汽車研究理事會測算，當(dāng)氣瓶生產(chǎn)規(guī)模由1萬套提高到50萬套時，氫氣瓶成本會下降20%。2市場篇：氫燃料汽車為核心場景，政策強(qiáng)力推動下增勢可期2.1競爭格局：準(zhǔn)入壁壘高，廠家數(shù)量有限儲氫瓶廠家數(shù)量有限，但市場集中度呈下降趨勢。國內(nèi)儲氫瓶主流廠家數(shù)量僅個位數(shù)，但近兩年參與者有所增加，2019年主要儲氫瓶供應(yīng)商僅國富氫能、科泰克、天海工業(yè)、中材科技、斯林達(dá)5家，2020年新增南通中集，2021年新增奧揚(yáng)科技，另外未勢能源也專門從事氣瓶的生產(chǎn)（偏自產(chǎn)自用）。從出貨量來看，國富氫能21年市占率達(dá)35.63%，位居第一，其次是中材科技；但行業(yè)集中度呈持續(xù)下降的趨勢，CR3份額從19年的91.21%下滑至21年的76.95%，當(dāng)前氫能產(chǎn)業(yè)正處于風(fēng)口，企業(yè)數(shù)量不斷增長或?qū)⒊蔀槌B(tài)。行業(yè)準(zhǔn)入壁壘較高，主要體現(xiàn)在：1）儲氫瓶屬于特種設(shè)備，首先必須取得B3級壓力容器特種設(shè)備制造許可證書，取得該許可證的前提是公司的廠房、設(shè)備、產(chǎn)線、人員配比及各方面資質(zhì)經(jīng)由國家監(jiān)管單位審核并通過。2）企業(yè)的制造能力必須通過國家市場監(jiān)督管理總局指定的評審機(jī)構(gòu)的專家組評審之后，方可進(jìn)行批量生產(chǎn)；且在生產(chǎn)制造的過程中會有專門的監(jiān)檢部門定時來查看生產(chǎn)工序流程是否符合手續(xù)。3）生產(chǎn)的成品在對外銷售前必須通過國家市場監(jiān)督管理總局認(rèn)可的第三方型式試驗機(jī)構(gòu)對儲氫瓶進(jìn)行火燒、槍擊、爆破、疲勞、環(huán)境、跌落等型式試驗，并取得型式檢驗證書。2.2儲氫瓶下游應(yīng)用：氫燃料電池汽車主導(dǎo)儲氫瓶直接用在氫燃料動力電池系統(tǒng)之中，再進(jìn)一步用于交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，具體包括氫燃料電池汽車、軌道交通、船舶、航空等應(yīng)用場景，另外還可用于發(fā)電、建筑儲能等其他領(lǐng)域。其中氫燃料電池汽車是最主要的下游應(yīng)用場景。2.2.1氫燃料電池汽車：發(fā)展方向以商用為主，政策大力引導(dǎo)下商業(yè)化進(jìn)程有望提速1氫燃料電池汽車工作原理在氫燃料電池汽車中，燃料電池系統(tǒng)由燃料電池組和輔助系統(tǒng)組成。燃料電池堆是核心部件，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能為汽車提供動力；輔助系統(tǒng)有四個，一是供氫系統(tǒng)，負(fù)責(zé)將氫從氫氣罐輸送到燃料電池堆，并將高壓氫氣降壓至燃料電池所需壓力，二是供氣系統(tǒng)，由空氣過濾器、空氣壓縮機(jī)、中冷器、加濕器組成并為燃料電池堆提供氧氣，三是水管理系統(tǒng)，由膨脹水箱、去離子器、水泵、散熱器等組成，采用獨(dú)立的水和冷卻劑回路來消除廢熱和反應(yīng)產(chǎn)物（水），保證電堆持續(xù)工作在最佳溫度，四是熱管理系統(tǒng)，從燃料電池中獲取熱量來加熱車輛駕駛室等，提高車輛效率。燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的電力通過動力控制單元傳到電動機(jī)，在電池的輔助下，在需要時提供額外的電力。氫燃料電池工作原理：氫氣首先進(jìn)入燃料電池的氫電極（陽極），然后氫氣與覆蓋在陽極上的催化劑反應(yīng)，釋放電子形成帶正電荷的氫離子，氫離子穿過電解液到達(dá)陰極，但電子不能通過電解液，相反，電子流入電路形成電流，產(chǎn)生電能。在陰極，催化劑使氫離子與空氣中的氧結(jié)合形成水，水是燃料電池反應(yīng)中的唯一副產(chǎn)品。2發(fā)展初期體量尚小，政策驅(qū)動為關(guān)鍵引擎燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)處于起步階段，當(dāng)前產(chǎn)銷規(guī)模較小。2020年受等因素影響，燃料電池汽車產(chǎn)銷量出現(xiàn)較大幅度下降；2021年有所恢復(fù)，全年產(chǎn)量及銷量分別為1790輛和1596輛，分別同比增加48.67%和35.03%；2022年以來2022年1-8月產(chǎn)銷量分別為2196輛和1888輛，分別同比增加203.31%和157.57%，增勢強(qiáng)勁主要與氫燃料電池汽車示范城市群的開展有關(guān)。當(dāng)前氫燃料車行業(yè)發(fā)展靠政策推動?，F(xiàn)階段受制于技術(shù)掌握不到位、規(guī)模尚小、成本高昂、加氫基礎(chǔ)設(shè)施不健全等客觀因素，氫燃料電池車的發(fā)展仍高度依賴于產(chǎn)業(yè)補(bǔ)貼和政策支持，以2020年為例，由于經(jīng)歷了半年左右的氫燃料政策空窗期，直接導(dǎo)致氫燃料商用車銷量腰斬。另外，參考純電動汽車市場的發(fā)展軌跡，純電市場在成長初期亦為政策驅(qū)動，歷經(jīng)10年左右時間才逐步走向市場化，而我國氫燃料電池商用車在2015年左右才起步，預(yù)計還需5-10年的時間才能逐漸成熟，在市場成熟之前氫燃料車在各地的推廣應(yīng)用都與政策直接相關(guān)。氫燃料汽車示范城市群相繼落地+“以獎代補(bǔ)”政策出臺，政策針對性及執(zhí)行力度進(jìn)一步增強(qiáng)。1）“以獎代補(bǔ)”：在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前期，國家補(bǔ)貼政策聚焦于燃料電池汽車的推廣和示范應(yīng)用。2009年，財政部等發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車示范推廣財政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》，對試點(diǎn)城市示范推廣單位購買和使用燃料電池汽車給予補(bǔ)助。2015年《關(guān)于2016-2020年新能源汽車推廣應(yīng)用財政支持政策的通知》明確指出“中央財政對購買新能源汽車給予補(bǔ)助，實(shí)行普惠制”。2018年，國家進(jìn)一步調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補(bǔ)貼政策，指出“燃料電池汽車補(bǔ)貼力度保持不變，燃料電池乘用車按燃料電池系統(tǒng)的額定功率進(jìn)行補(bǔ)貼”。為進(jìn)一步提高補(bǔ)貼資金的運(yùn)行效率，提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量，2020年4月財政部等四部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補(bǔ)貼政策的通知》，提出將對燃料電池汽車的購置補(bǔ)貼調(diào)整為選擇有基礎(chǔ)、有積極性、有特色的城市或區(qū)域，重點(diǎn)圍繞關(guān)鍵零部件的技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用開展示范，中央財政將采取“以獎代補(bǔ)”方式對示范城市給予獎勵；同年9月財政部等五部委聯(lián)合發(fā)文《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》，提出根據(jù)示范城市在燃料電池汽車推廣應(yīng)用、氫能供應(yīng)等方面的實(shí)際情況給予獎勵。2）五大示范城市群先后確立：前述“以獎代補(bǔ)”政策出臺之后約有17個城市（群）提出申報，初步答辯之后選出上海、廣東、北京三大示范城市群，后續(xù)又確定河南、河北兩大示范城市群。在城市示范群政策發(fā)布后，對于氫燃料電池汽車的補(bǔ)貼將不再沿用新能源汽車的“國補(bǔ)+地補(bǔ)”模式，而是由中央政府將政策獎勵下發(fā)給城市示范群所在的地方政府，由地方自主制定并實(shí)施產(chǎn)業(yè)發(fā)展獎勵政策，因地制宜發(fā)展氫燃料電池產(chǎn)業(yè)。3長期視角下，TCO經(jīng)濟(jì)性帶來真正市場化應(yīng)用更長期維度來看，隨著氫燃料車經(jīng)濟(jì)性拐點(diǎn)的到來，市場應(yīng)用將從被動過渡到主動。汽車的經(jīng)濟(jì)效益一般是通過全生命周期總擁有成本（TCO）模型進(jìn)行測算，總擁有成本由購買成本及運(yùn)營成本構(gòu)成，運(yùn)營成本包括燃料費(fèi)用、基礎(chǔ)設(shè)施成本、維修成本、零部件替換成本以及保險費(fèi)用等。當(dāng)前時點(diǎn)氫燃料汽車的TCO明顯高于純電動車和傳統(tǒng)燃油車，隨著燃料電池系統(tǒng)技術(shù)成熟以及成本下降、加上氫氣價格及氫耗水平的降低，氫燃料汽車的TCO將持續(xù)下行。根據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2020》測算，不同類型的氫燃料汽車與同類型純電動車的成本平衡點(diǎn)取得時間不同，其中客車、物流車、重卡等氫燃料電池商用車型預(yù)計將在2030年前取得與同類型電動車相當(dāng)?shù)娜芷诮?jīng)濟(jì)性，而續(xù)航里程在500km以上的乘用車預(yù)計將于2040年前后與純電動車型經(jīng)濟(jì)性相當(dāng)，屆時下游客戶主動采購意愿或?qū)⒚黠@提高，疊加加氫基礎(chǔ)設(shè)施的普及，氫燃料車將逐步擺脫政策依賴性，實(shí)現(xiàn)自主市場化發(fā)展。4氫燃料電池汽車的優(yōu)勢應(yīng)用場景：發(fā)力重卡，合理拓展部分客車、專用車等商用車型我國氫燃料電池汽車應(yīng)用場景呈現(xiàn)“先商后乘”的發(fā)展特點(diǎn)?，F(xiàn)階段國內(nèi)氫燃料電池車是以客車和重卡等商用車型為主，2021年客車占比55%，專用車占比44%（其中重卡占比41%，中卡占比3%），而乘用車主要用來租賃，占比僅1%左右，原因一方面是由于此前的產(chǎn)業(yè)政策優(yōu)先支持商用車發(fā)展，但最為根本的原因在于氫燃料車的固有屬性，相較于純電動車而言，氫燃料車具備更高功率和能量密度，能勝任更長的續(xù)航和更大的載重負(fù)荷，因此長途運(yùn)輸和重載領(lǐng)域是其最為重要的發(fā)展方向和優(yōu)勢應(yīng)用場景。根據(jù)國際氫能協(xié)會分析，燃料電池汽車在續(xù)航里程大于650公里的交通運(yùn)輸市場更具有成本優(yōu)勢，而乘用車和城市短程公共汽車?yán)m(xù)航里程通常較短，純電動汽車因而更有優(yōu)勢。我們預(yù)計未來國內(nèi)氫燃料車市場將繼續(xù)保持商用為主的局面。新能源替代（包含純電動車和氫燃料電池車）是中國道路交通行業(yè)未來實(shí)現(xiàn)碳中和的最重要措施之一，目前純電動車及動力電池技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了一定的商業(yè)規(guī)?；瘧?yīng)用，而氫燃料電池及汽車技術(shù)仍處于起步階段，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程尚需時日，兩者各有各的優(yōu)勢，未來在使用場景上呈互補(bǔ)而非簡單的替代關(guān)系。結(jié)合氫燃料電池汽車的比較優(yōu)勢來看，其適用的場景主要分為四大類：1）固定路線：包括礦山短倒、港口、物流園區(qū)等相對封閉和固定路線的場景，方便氫燃料電池汽車布局加氫站等配套能源加注設(shè)施，因此適用于公交車以及叉車、采礦車等專用車型。2）中長途干線：里程在400-800公里左右，超過純電動車的續(xù)航上限將成為氫燃料電池汽車的優(yōu)勢應(yīng)用場景區(qū)間，適用于長續(xù)航里程的客車、物流車及重卡、乘用等車型。3）高載重：由于純電動汽車電池能量密度提升空間有限，特別是對于長途運(yùn)輸用的重型車輛來說，匹配一定續(xù)航里程的電池必然導(dǎo)致其自重較大，以特斯拉的電動重卡模型為例，預(yù)計其電池重量可以達(dá)到4.5噸。而燃料電池汽車就沒有這樣的問題，由于氫具有更高的比能（大約120MJ/Kg，而電池的比能是5MJ/Kg），其所攜帶的氫氣質(zhì)量遠(yuǎn)小于同等能量所需的電池質(zhì)量，未來若過渡到液氫路線后車重優(yōu)勢還將進(jìn)一步放大。因此氫燃料電池汽車在對載重要求較高的場景中更有優(yōu)勢。結(jié)合氫燃料汽車在續(xù)航能力、載重負(fù)荷和能量補(bǔ)給時間等方面的優(yōu)勢，重卡將是氫燃料車的核心優(yōu)勢應(yīng)用場景。我國的產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路也正在向重卡傾斜，2020年9月五部委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》中對氫燃料電池補(bǔ)貼政策做了全面調(diào)整，其中輕型和中型貨車單車補(bǔ)貼上限均有所下降（中型車大幅下滑、輕型車稍有下滑），而重型貨車則大幅上升，31t以上的重型貨車單車補(bǔ)貼上限漲幅達(dá)36.5%。以最新的積分標(biāo)準(zhǔn)測算，一臺功率≥110kw、31t以上的重型貨車最多可享受補(bǔ)貼100萬，這足以讓一臺均價150萬的燃料電池重卡在價格上媲美同規(guī)格的柴油重卡。重卡補(bǔ)貼政策明朗之后，我國氫燃料電池重卡逐漸從理論變?yōu)閷?shí)際，2020年及之前氫燃料重卡銷售幾乎為零，而21年銷量超600臺。4）低溫特殊環(huán)境：在我國北方部分地區(qū)，氫燃料電池汽車也具備在出租車和公務(wù)用車領(lǐng)域的推廣潛力，以解決寒冷條件下電動車無法完成較長行駛里程的問題。綜上，相比純電動車型，燃料電池車克服了載重和續(xù)航能力有限、能源補(bǔ)充時間長、低溫環(huán)境適應(yīng)性差等問題，提高了營運(yùn)效率。而純電動車在配套設(shè)施、成本經(jīng)濟(jì)性等方面優(yōu)勢更為突出，盡管續(xù)航能力有弱勢，但在乘用車以及城市內(nèi)的公交、物流車、環(huán)衛(wèi)等短途商用車領(lǐng)域具備較強(qiáng)的適用性和競爭力。2.2.2其他應(yīng)用：處在前期研制階段，商業(yè)化尚未開啟氫燃料電池的下游應(yīng)用廣泛，包括交通運(yùn)輸、便攜式電池、發(fā)電和建筑儲能領(lǐng)域。其中交通運(yùn)輸為其核心增量領(lǐng)域，除開道路車輛之外，氫燃料電池還可用于軌道交通、船舶、無人機(jī)、飛機(jī)等場景，目前我國正在積極探索上述非道路運(yùn)輸領(lǐng)域，并已形成項目和技術(shù)儲備，未來將逐步完成實(shí)際運(yùn)營驗證及性能改進(jìn)，有望推進(jìn)商業(yè)化應(yīng)用。2.3儲氫瓶用碳纖維市場規(guī)模測算：高增長、基數(shù)小的細(xì)分賽道鑒于儲氫瓶及氫燃料電池在非道路車輛以外的場景使用量小且難以準(zhǔn)確計量。此處我們僅對氫燃料電池汽車這一主流應(yīng)用場景進(jìn)行碳纖維用量測算，測算方式有自上而下和自下而上兩種