一、氫能產(chǎn)業(yè)總述

（一）氫能產(chǎn)業(yè)鏈介紹 

在“碳中和”的背景下，世界各國政府做出了 NZE（近零排放）的承諾。氫能作為零碳燃 料，具有儲(chǔ)量豐富、熱值高、零污染、可存儲(chǔ)、來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，逐漸被人們關(guān)注。在全球各國政府相繼出臺(tái)政策扶持氫能產(chǎn)業(yè)的背景下，政策端的利好有望帶動(dòng)需求量的井噴，進(jìn)而推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)充分受益；

氫氣產(chǎn)業(yè)鏈包含上游制氫、中游儲(chǔ)氫運(yùn)氫和下游加氫用氫三部分。

制氫：目前世界上最常見的制氫方法是化石能源制氫，包括焦煤氣重整制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫以及天然氣制氫（也被成為灰氫或藍(lán)氫）等，而與之相對(duì)的則是在制氫過程中無排放無污染的電解水制氫，因其對(duì)環(huán)境友好的特點(diǎn)，故被人們稱為綠氫；

儲(chǔ)運(yùn)：由于目前我國制氫產(chǎn)地較為分散，同時(shí)氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸面臨“氫脆現(xiàn)象”的考驗(yàn)（指金屬材料因?yàn)殚L時(shí)間在富氫環(huán)境中發(fā)生吸氫、氫滲等現(xiàn)象造成機(jī)械性能下降 從而發(fā)生脆斷的現(xiàn)象），氫氣的儲(chǔ)運(yùn)也自然而然成為了人們關(guān)注的話題。目前主要有四種氫氣儲(chǔ)運(yùn)方式：高壓氣體儲(chǔ)運(yùn)、低溫液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)、固態(tài)稀土儲(chǔ)運(yùn)以及有機(jī)液體儲(chǔ)運(yùn)；

加氫：加氫站加氫是目前燃料電池汽車最主要的加氫途徑。加氫站以自身的氫燃料儲(chǔ)備服務(wù)周圍區(qū)域，而充足的加氫站覆蓋范圍亦能加速燃料電池汽車的推廣應(yīng)用。氫氣壓縮機(jī)是加氫站的核心裝備之一，是通過壓縮空氣實(shí)現(xiàn)氣體輸送的設(shè)備，目前氫氣壓縮機(jī)主要分為液體活塞式氫氣壓縮機(jī)、隔膜式氫氣壓縮機(jī)以及離子壓縮機(jī)。

目前氫能產(chǎn)業(yè)鏈路線眾多，尚處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展前期，仍存在制氫成本較高、儲(chǔ)氫運(yùn)氫困難以及加氫站覆蓋少等問題。因此，為了扶持氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國出臺(tái)了一系列氫能相關(guān)的 產(chǎn)業(yè)政策來扶持相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。

 （二）市場空間增長迅速

氫能的傳統(tǒng)需求情況：全球氫能需求自 2000 年以來強(qiáng)勁增長，2020 年全球氫氣需求大 約為 9000 萬噸，自 2000 年以來增長 50%。目前大部分的需求幾乎都來自于精煉環(huán)節(jié)和工業(yè) 用途；其中 2020 年精煉環(huán)節(jié)消耗 3,840 萬噸的氫氣作為原料，在這過程中氫氣也承擔(dān)了部分燃料的需求。在工業(yè)合成領(lǐng)域，氫氣的需求同樣十分旺盛，2020 年氫氣在工業(yè)合成領(lǐng)域的消耗超過 3,000 萬噸，大部分都用作原料。而氫能在其他領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展則相對(duì)緩慢；

氫能需求結(jié)構(gòu)即將迎來調(diào)整：根據(jù) IEA 的預(yù)測(cè)，燃料電池、能源發(fā)電和合成燃料的需求 將成為未來氫能應(yīng)用的重要領(lǐng)域，這些改變正將氫氣從一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的原材料轉(zhuǎn)變?yōu)樾履茉瓷鐣?huì)中必不可少的組成部分。根據(jù) IEA 統(tǒng)計(jì)，目前用于燃料電池的氫能大約占全球氫能需求 的 0.02%，而用于能源發(fā)電和合成燃料的氫能需求同樣占比很低，而在 2050 年，IEA 預(yù)計(jì)用 于燃料電池、能源發(fā)電以及合成燃料的氫能消耗將分別占到全球氫能總需求的 23.2%，19.2% 和 14.2%。而與之相對(duì)的則是氫能的傳統(tǒng)使用場景，如精煉和工業(yè)合成領(lǐng)域，在 2050 年將下 滑至 5.9%、21.9%。隨著氫能使用結(jié)構(gòu)的調(diào)整，相關(guān)產(chǎn)業(yè)將迎來更大的發(fā)展機(jī)遇；

未來氫能需求預(yù)測(cè)：根據(jù) IEA 預(yù)測(cè)分析，考慮全球共同宣言承諾的場景下（悲觀情況）， 全球氫能總需求將在 2030 年達(dá)到 1.28 億噸，在 2050 年達(dá)到 2.57 億噸。而在考慮全球凈零排放（NZE）的場景下（樂觀情況），全球氫能總需求將在 2030 年達(dá)到 2.29 億噸，2050 年達(dá) 到 5.31 億噸。具體到我國，根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的估計(jì)，到 2030 年，我國氫氣需求量將達(dá)到3,500 萬噸，在終端能源體系中占比 5%。到 2050 年，氫能在我國終端能源體系中的占比將至少達(dá)到10%，屆時(shí)氫氣需求量將接近 6,000 萬噸；

總結(jié)：氫能尚處于產(chǎn)業(yè)化剛剛落地的階段，具有較大的想象空間和發(fā)展空間；但我國氫能產(chǎn)業(yè)未來具體技術(shù)路線、生產(chǎn)工藝和應(yīng)用場景尚未敲定，因此也存在較大的不確定性。而 通過國家和地方的氫能產(chǎn)業(yè)政策的正向扶持，行業(yè)需求得以快速增長，內(nèi)部需求結(jié)構(gòu)發(fā)生調(diào)整，進(jìn)而牽動(dòng)了產(chǎn)業(yè)鏈中新材料的應(yīng)用。而相關(guān)新材料，如上游制氫環(huán)節(jié)以及下游用氫環(huán)節(jié)使用的質(zhì)子交換膜、中游環(huán)節(jié)的儲(chǔ)氫用高強(qiáng)度碳纖維等，也將迎來快速發(fā)展的機(jī)遇期。

 二、儲(chǔ)氫需求助推碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展

隨著氫氣需求的不斷提高，氫氣的儲(chǔ)存成為了很大的問題，而氫氣儲(chǔ)運(yùn)面臨的難題是氫氣自身的特點(diǎn)導(dǎo)致的，氫氣易燃易爆炸，在空氣中的體積濃度一旦介于 4.0%到 75.6%之間，遇火就會(huì)發(fā)生爆炸，因此目前氫氣在中國屬于受管制的危化品。而要保障氫氣在儲(chǔ)藏和運(yùn)輸之間的安全性，工程師給出了三個(gè)解決方案：即液態(tài)儲(chǔ)氫、氣態(tài)儲(chǔ)氫以及固體氧化物儲(chǔ)氫。 目前液態(tài)儲(chǔ)氫和固態(tài)儲(chǔ)氫存在成本較高，且尚未形成產(chǎn)業(yè)化的問題，因此本文重點(diǎn)考慮氣態(tài)儲(chǔ)氫的情形；

高壓氫氣瓶儲(chǔ)氫是目前最主要的氣態(tài)儲(chǔ)氫方式：目前高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫瓶有四種類型，Ⅰ型是傳統(tǒng)的純鋼制金屬瓶，Ⅱ型是鋼制內(nèi)膽碳纖維纏繞瓶，Ⅲ型是鋁內(nèi)膽碳纖維纏繞瓶，Ⅳ型 是塑料內(nèi)膽碳纖維纏繞瓶。其中Ⅰ型、Ⅱ型價(jià)格相對(duì)便宜，但儲(chǔ)氫密度低，重量重且容易發(fā)生氫脆問題，目前 20MPa 的Ⅰ型瓶在國內(nèi)得到廣泛的工業(yè)應(yīng)用，并與 45MPa 鋼制氫瓶、98MPa 鋼帶纏繞式壓力容器組合應(yīng)用于加氫站中。而Ⅲ型、Ⅳ型車載應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，國外多是 70MPa 的碳纖維纏繞Ⅳ型瓶，而國內(nèi)由于高強(qiáng)度碳纖維工藝尚不成熟，Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶的大規(guī)模 商用化尚待時(shí)日，目前主要是 35MPa 碳纖維纏繞Ⅲ瓶；

儲(chǔ)氫瓶產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂恚航陙恚S著儲(chǔ)氫瓶需求的不斷增長，國內(nèi)涌現(xiàn)出一批儲(chǔ)氫瓶的制造企業(yè)。儲(chǔ)氫瓶的制備過程為：上游將原材料運(yùn)輸至儲(chǔ)氫瓶制造企業(yè)，儲(chǔ)氫瓶制造企業(yè)通過 沖壓、拉伸、熱處理制造內(nèi)膽原胚，然后使用樹脂溶液附著碳纖維纏繞內(nèi)膽，通過固化、自緊的方式將碳纖維固定在內(nèi)膽上，最后通過氣壓、水壓測(cè)試完成制作；

根據(jù)碳譜科技拆解分析，以 35Mpa 儲(chǔ)氫系統(tǒng)為例，年產(chǎn)量在 50 萬套的情況下，碳纖維的成本占儲(chǔ)氫系統(tǒng)總成本的比例達(dá)到了 62%。由于儲(chǔ)氫瓶用碳纖維的價(jià)格顯著影響到儲(chǔ)氫瓶的制作成本，而儲(chǔ)氫瓶用碳纖維的供求關(guān)系將決定未來幾年儲(chǔ)氫瓶用碳纖維的價(jià)格，因此有必要對(duì)其進(jìn)行分析。

（一）儲(chǔ)氫用壓力容器碳纖維門檻高，供給有限

儲(chǔ)氫用碳纖維壁壘高。由于高壓氫氣具有較大的危險(xiǎn)性，在濃度較高的情況下容易引起爆炸，屬于特種裝備，因此國家對(duì)儲(chǔ)氫瓶用碳纖維的質(zhì)量要求較高，大部分儲(chǔ)氫瓶使用的碳 纖維復(fù)合材料原材料為 T700 及以上的碳纖維原絲，屬于高性能碳纖維，具有較高的行業(yè)壁壘：

技術(shù)壁壘高、護(hù)城河深。碳纖維原絲以及復(fù)合材料的生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)壁壘高、護(hù)城河深，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：配方壁壘、 工藝壁壘和工程壁壘。盡管可以通過直接購買和挖角技術(shù)人員等方式獲取配方，配方調(diào)和仍需要反復(fù)的校對(duì)調(diào)試和大量的經(jīng)驗(yàn)積累，通常配方壁壘的突破時(shí)間需 1-2 年；若想突破工藝壁壘，企業(yè)還要在擁有配方的技術(shù)上調(diào)試磨合，通常需要 3-5 年時(shí)間；最后，企業(yè)需要投入 大量資本設(shè)計(jì)改造、調(diào)整裝備和訓(xùn)練人員，以達(dá)到各生產(chǎn)工藝之間的協(xié)調(diào)配合，通常這個(gè)環(huán)節(jié)需要 5 年以上。總體來說，高性能碳纖維牌號(hào)從研發(fā)到正式投產(chǎn)大約需要十年的時(shí)間，因 此已掌握成熟技術(shù)的企業(yè)先發(fā)優(yōu)勢(shì)極大，護(hù)城河深厚。就碳纖維制件的研發(fā)來說，行業(yè)內(nèi)的相關(guān)公司均保持較高的研發(fā)投入占比；

特種裝備認(rèn)證，資質(zhì)壁壘高：國家對(duì)壓力容器有完善的特種裝備認(rèn)證流程，必須經(jīng)過中國特種裝備檢驗(yàn)研究院（CSEI）等官方研究機(jī)構(gòu)認(rèn)證，并通過客戶的資質(zhì)認(rèn)證以及多年的實(shí) 踐檢驗(yàn)。（例如中復(fù)神鷹于 2018 年完成中材科技 CNG 氣瓶產(chǎn)品型式認(rèn)證，于 2019 年完成江蘇國富氫能、沈陽斯林達(dá)安科等公司的產(chǎn)品型式認(rèn)證，大大提高了公司在相關(guān)公司的產(chǎn)品銷售業(yè)績，根據(jù)招股書顯示，其在壓力容器領(lǐng)域的銷售收入相比 2018 年增長 150.6%，銷量較 2018 年增加 142.8%，銷售單價(jià)較 2018 年增加 3.23%）；

高性能碳纖維投產(chǎn)周期較長，資金壁壘較高：恒神股份公告中提到碳纖維行業(yè)不同于傳統(tǒng)行業(yè)，必須建設(shè)多條單線千噸級(jí)產(chǎn)能生產(chǎn)線和完整生產(chǎn)鏈，因此建設(shè)周期長于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè) 2- 3 倍，且高性能碳纖維萬噸級(jí)投資額普遍資金需求 20 億元以上，較高的資金壁壘使得大量企業(yè)難以進(jìn)入。在前期核心技術(shù)尚未突破時(shí)，碳纖維產(chǎn)線投資額高但投資回報(bào)率低，同時(shí)還面臨海外企業(yè)低價(jià)傾銷的壓力。以行業(yè)龍頭中復(fù)神鷹為例，2020 年碳纖維單噸凈利潤為 2.3 萬 元，投資回報(bào)期約 10 年左右。（2020 年中復(fù)神鷹產(chǎn)量 3,777 噸，凈利潤 8,500 萬）

高壁壘導(dǎo)致高性能碳纖維產(chǎn)能向頭部集中：2021 年國內(nèi)前四大高性能碳纖維生產(chǎn)商共擁 有等同東麗 T700 性能的碳纖維產(chǎn)能 20,076 噸（考慮國泰大成一期項(xiàng)目 3,000 噸產(chǎn)能），其中中復(fù)神鷹萬噸級(jí) T700 性能碳纖維項(xiàng)目產(chǎn)能于 2022 年 3 月達(dá)產(chǎn)，達(dá)產(chǎn)后 T700 級(jí)碳纖維總產(chǎn)能達(dá)到 12,500 噸/年。2020 年國內(nèi) T700 產(chǎn)能為 9,076 噸，2021 年新增產(chǎn)能11,000 噸，同比 增長 121.2%，增速較快。預(yù)計(jì) 2022 年國內(nèi) T700級(jí)碳纖維產(chǎn)能增加 7,000 噸，同比增加 34.9%。

碳纖維行業(yè)集中度較高，其中江蘇地區(qū)，連云港中復(fù)神鷹、常州中簡科技、鎮(zhèn)江恒神股份三家碳纖維生產(chǎn)商，2020 年產(chǎn)能占到全國高端碳纖維產(chǎn)能的 90%以上，近年來隨著各企業(yè)擴(kuò)產(chǎn) 進(jìn)度的加快，有進(jìn)一步向頭部企業(yè)集中的趨勢(shì)。而地域產(chǎn)能來看，碳纖維產(chǎn)能正在從東部沿海向西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，例如中復(fù)神鷹從 2019 年啟動(dòng)的兩萬噸高性能碳纖維項(xiàng)目，選址在西寧地區(qū)的可能原因包括當(dāng)?shù)貎?yōu)惠政策、電力費(fèi)用以及勞動(dòng)力成本等綜合因素等；

頭部企業(yè)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)持續(xù)改善：目前從事高性能碳纖維業(yè)務(wù)的上市公司主要包括光威復(fù)材 （300699.SZ）、中簡科技（300777.SZ）、中復(fù)神鷹（已過會(huì)）、恒神股份（832397.NQ）。 通過比較上述幾家公司的經(jīng)營指標(biāo)，不難看出，光威復(fù)材的產(chǎn)品單噸價(jià)格遠(yuǎn)高于其他三家， 原因是其主要產(chǎn)品為高端航空航天件；恒神股份產(chǎn)品價(jià)格落后于同行，僅為中復(fù)神鷹和中簡科技的一半，主要原因是其大部分業(yè)務(wù)為風(fēng)電碳纖維，單噸價(jià)格較低。產(chǎn)品盈利性方面，中簡科技毛利率領(lǐng)先對(duì)手，達(dá)到80%以上，近幾年保持穩(wěn)定，主要原因是中簡科技產(chǎn)品基本為軍用，相對(duì)于民品毛利率較高。

此外，中復(fù)神鷹的毛利率近幾年快速提升，主要原因包括：前期市場開拓階段主動(dòng)壓低價(jià)格、因供不應(yīng)求帶來的碳纖維市場價(jià)格提升、2018~2021 年原油 價(jià)格下跌和下游晴綸需求萎靡等因素影響，原材料丙烯晴價(jià)格下降、規(guī)模效應(yīng)帶來綜合成本下降、西寧生產(chǎn)基地水電費(fèi)較低、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改善等。恒神股份在 2021年上半年實(shí)現(xiàn)了業(yè)績扭虧為盈且毛利率有所提升，主要受益于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改善（公司升級(jí)產(chǎn)線，T300 系列產(chǎn)品比例降低，T700，T800 占比提升）、產(chǎn)能利用率提升帶來的規(guī)模化效應(yīng)等因素；

小結(jié)：技術(shù)研發(fā)、資質(zhì)認(rèn)證和資金投入三大因素構(gòu)筑的綜合性壁壘將有效維系行業(yè)整體競爭格局。近年來，雖然有化工行業(yè)的公司切入碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈，但幾乎都聚焦于普通碳纖維； 而目前國內(nèi)生產(chǎn) T700 及以上級(jí)別碳纖維的企業(yè)較少，相關(guān)上市公司往往會(huì)通過上市平臺(tái)募集資金來進(jìn)行產(chǎn)能擴(kuò)張，以加深其在行業(yè)內(nèi)的競爭優(yōu)勢(shì)。

由于我國高性能碳纖維市場中原有玩家因規(guī)模化效應(yīng)，在單位成本方面較新入場玩家具有優(yōu)勢(shì);同時(shí)碳纖維生產(chǎn)線的建設(shè)周期較長、難度較高，因此該行業(yè)將在中長期維持相對(duì)穩(wěn)定的競爭格局。在近年來我國先進(jìn)材料強(qiáng)調(diào)國產(chǎn)化替代的大背景下，相關(guān)上市公司多為競合關(guān)系，相互合作共同提升碳纖維的國產(chǎn)化替代水平。由此可見，行業(yè)競爭格局在未來的 2-3 年內(nèi)會(huì)繼續(xù)向頭部集中，而光威復(fù)材、中復(fù)神鷹和中簡科技等龍頭企業(yè)通過產(chǎn)能擴(kuò)張，將進(jìn)一步保持并突出自身的競爭優(yōu)勢(shì)。

（二）儲(chǔ)氫用碳纖維需求井噴，有望開啟碳纖維應(yīng)用新的增長點(diǎn)

壓力容器是現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的重要設(shè)備，傳統(tǒng)的壓力容器多是以金屬或合金為容器 壁制造，成本和質(zhì)量較低，結(jié)構(gòu)簡單，但存在應(yīng)力分布不集中、高溫高壓耐受性差、耐腐蝕 性差等缺陷，難以滿足特種裝備的需求；而以碳纖維復(fù)合材料壓力容器為代表的新型復(fù)合材料以其高安全可靠性、長使用壽命以及較大的承壓能力獲得了人們的關(guān)注。近年來，碳纖維在壓力容器中的應(yīng)用不斷增長，尤其是以航空航天、醫(yī)療、燃料電池汽車等領(lǐng)域增長迅速，包括：座椅彈射器、醫(yī)療呼吸器以及儲(chǔ)氫瓶。而儲(chǔ)氫瓶作為氫能產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分，隨著 2021 年下半年各省市開始陸續(xù)落地氫能示范應(yīng)用，儲(chǔ)氫瓶用碳纖維的需求迅速提高；

儲(chǔ)氫瓶用碳纖維主要應(yīng)用領(lǐng)域包括燃料電池汽車車載儲(chǔ)氫瓶、可再生能源制氫用儲(chǔ)氫瓶以及加氫站用儲(chǔ)氫瓶等：

燃料電池汽車快速增長，帶動(dòng)車用儲(chǔ)氫瓶市場擴(kuò)大：2019 年清潔能源部長級(jí)會(huì)議中提出 了在 2020 年到 2030 年這十年間全球生產(chǎn) 1,000 萬輛燃料電池汽車的目標(biāo)；2030 年全球銷售的汽車中，氫燃料電池汽車的滲透率需達(dá) 3%；到 2050 年這一數(shù)字需達(dá)到 36%。未來我國氫燃料電池汽車 2025 年保有量 10 萬輛，2030 年保有量 100 萬輛，2050 年保有量 3000 萬輛，按照其中 90%為四瓶商用車，10%為兩瓶乘用車來估算，2025 年車用儲(chǔ)氫瓶總需求將達(dá)到 38 萬只，2030 年總需求將達(dá)到 380 萬只；

可再生能源催生儲(chǔ)能需求，氫儲(chǔ)能成為最后一塊拼圖：隨著風(fēng)能、太陽能裝機(jī)規(guī)模的上升，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻能力已無法滿足可再生能源發(fā)電波動(dòng)性儲(chǔ)能需求。當(dāng)全國非抽水可再生能源裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 1,500GW 到 2,000GW 以上時(shí)，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)和優(yōu)化手段將遇到天花板，在極端情況下，即使全國煤電機(jī)組全部用于為可再生能源發(fā)電調(diào)峰，也難以滿足電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的要求，即意味著傳統(tǒng)調(diào)峰方式失效。

隨著可再生能源發(fā)電規(guī)模的擴(kuò)大，為平滑波動(dòng)性產(chǎn)生的二次調(diào)峰儲(chǔ)能需求也將提高，到 2030年可再生能源功率缺口將達(dá)到 1,200GW，到 2050 年缺口將擴(kuò)大至 2,600GW。在此情形下，可再生能源必須尋求新的儲(chǔ)能方式，而氫能兼具清潔二次能源和高效儲(chǔ)能載體的角色，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模跨季節(jié)存儲(chǔ)，逐漸被人們關(guān)注。我國對(duì)可再生能源儲(chǔ)能的需要，將有效帶動(dòng)儲(chǔ)氫瓶在氫氣儲(chǔ)存層面的需求；

加氫站加速布局或?qū)⑾破饍?chǔ)氫瓶部署熱潮：到 2020 年年底，我國國內(nèi)累計(jì)建成加氫站 118 座，建成并運(yùn)營加氫站 101 座，代運(yùn)營 17 座，建設(shè)中和規(guī)劃建設(shè)的加氫站 170 座。我國的加氫站將于 2050 年達(dá)到 1.2 萬座，單座加氫站成本為 800 萬元。雖然目前大部分加氫站使用的儲(chǔ)氫瓶為較為便宜的鋼制儲(chǔ)氫瓶，但相信隨著碳纖維的成本降低和大規(guī)模運(yùn)用，碳纖維儲(chǔ)氫瓶的梯次利用也會(huì)成為可能；

封鎖加速國產(chǎn)化替代節(jié)奏：2021 年以來，受到新冠疫情封鎖以及日本東麗對(duì)中國高端碳 纖維市場供應(yīng)限制的影響，我國壓力容器用碳纖維進(jìn)口供應(yīng)比例下降。目前我國儲(chǔ)氫瓶使用的碳纖維一般是由國外廠商供應(yīng)，日本東麗、日本東邦、韓國 SK 等是我國高端碳纖維主要供應(yīng)商，日韓企業(yè)占據(jù)我國進(jìn)口儲(chǔ)氫瓶用碳纖維 70%以上的市場份額。由于海外供應(yīng)量下降，下游氫氣瓶制造商紛紛選擇國產(chǎn)碳纖維。目前儲(chǔ)氫瓶制造商主要有京城股份、中材科技、國富 氫能、科泰克、斯林達(dá)以及中集安瑞科等，儲(chǔ)氫瓶的平均擴(kuò)產(chǎn)周期大約在 12 個(gè)月左右，相較 于碳纖維廠商 24~48 個(gè)月的擴(kuò)產(chǎn)周期要短；

在大規(guī)模推廣儲(chǔ)氫瓶的過程中，產(chǎn)品價(jià)格成為制約需求的關(guān)鍵因素。目前有三大因素促使儲(chǔ)氫瓶的生產(chǎn)成本下降：1）國產(chǎn)化替代節(jié)奏。根據(jù)高工氫電的調(diào)研，目前國產(chǎn)儲(chǔ)氫用碳纖維價(jià)格比國外便宜 30%。2）大規(guī)模產(chǎn)能擴(kuò)張促進(jìn)了儲(chǔ)氫瓶生產(chǎn)成本的降低。根據(jù)美國國家橡樹實(shí)驗(yàn)室的分析，在大規(guī)模（萬噸級(jí)）生產(chǎn)條件下，儲(chǔ)氫用碳纖維生產(chǎn)成本從原先的 9.88 美 元/公斤下降至 7.86 美元/公斤，下降幅度約 20%。而儲(chǔ)氫瓶生產(chǎn)成本在大規(guī)模生產(chǎn)條件下會(huì)下降的更快——在 1 萬套儲(chǔ)氫系統(tǒng)的情況下，單位成本為 4,289 元/套，而到儲(chǔ)氫瓶系統(tǒng)數(shù)量達(dá)到 50 萬套以后，單位成本為 2,630 元/套，下降約38.7%。

碳譜科技則指出，在儲(chǔ)氫瓶系統(tǒng) 中，62%的成本為碳纖維，因此在大規(guī)模生產(chǎn)中降低碳纖維的成本是產(chǎn)業(yè)界最關(guān)心的話題。因此，3）通過優(yōu)化碳纖維生產(chǎn)工藝，同樣有助于碳纖維生產(chǎn)成本的下降。此前的碳纖維生產(chǎn)多使用濕噴濕紡的工藝，根據(jù)中復(fù)神鷹招股書說明，傳統(tǒng)工藝紡速約 80 米/分鐘，使用改進(jìn)后的干噴濕紡工藝，紡速可提高 4 倍，達(dá)到 300 米/分鐘，未來 2 到 3 年內(nèi)，紡速可達(dá)到 400~500 米/分鐘。此外，原絲聚合（一步法、二步法）等工藝的改善也是有效降低成本的重要方式。

三、總結(jié)

儲(chǔ)氫瓶用碳纖維需求維持高增：由于目前加氫站在建設(shè)過程中更重視成本，主要使用鋼瓶儲(chǔ)氫，碳纖維的使用量較少，因此對(duì)于近五年儲(chǔ)氫瓶碳纖維的市場預(yù)測(cè)，暫不考慮加氫站 應(yīng)用的影響。根據(jù)上述分析，碳纖維儲(chǔ)氫瓶未來市場主要分為兩個(gè)方面：

（1）車用儲(chǔ)氫瓶方 面，2020 年汽車銷量1,177 輛，2025 年中國氫能源汽車保有量 10 萬輛。按照商用車銷量占比最終 90%，乘用車銷量占比 10%計(jì)算。根據(jù)寧波材料所數(shù)據(jù)，其中商用車單車 4 個(gè)儲(chǔ)氫瓶，單儲(chǔ)氫瓶 80kg 碳纖維，乘用車單車 2 個(gè)儲(chǔ)氫瓶，單儲(chǔ)氫瓶碳纖維重量 37.5kg，到 2025年燃料電池電車的累計(jì)儲(chǔ)氫瓶用碳纖維需求約為 30,050 噸。

（2）可再生能源制氫方面，假設(shè) 2025年氫氣調(diào)峰調(diào)頻滲透率最終達(dá)到 50%，總調(diào)峰需求氫氣 926 噸，假設(shè)其中Ⅱ型瓶滲透率 15%,Ⅲ型瓶滲透率 5%,根據(jù)《車用壓縮 氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算可得Ⅱ型瓶碳纖維總用量為 4,633 噸，Ⅲ型瓶碳纖維總用量為 24 噸，因此到 2025年可再生能源制氫累計(jì)需要的儲(chǔ)氫瓶用碳纖維需求量約為 4,657 噸。

此外，燃料電池的核心材料之一是碳紙為基礎(chǔ)的氣態(tài)擴(kuò)散層 GDL，碳紙?zhí)祭w維含量在 10%~50%不等，每輛汽車大約使用碳紙用碳纖維 5kg，如果按照 2025 年的 10 萬臺(tái)燃料電池汽車來估算，大約總共需要 500 噸碳紙用碳纖維，數(shù)量不如氫氣瓶龐大，但技術(shù)密集度高，價(jià)值斐然，亦屬于燃料電池汽車的核心技術(shù)之一，也值得關(guān)注。到 2025 年，國內(nèi)儲(chǔ)氫瓶碳纖維總累計(jì)需求量達(dá)到 34，707 噸，市場空間達(dá)到 48.6 億元，CAGR 為 60.3%。下游儲(chǔ)氫用碳纖維需求將隨著氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展而快速釋放；

儲(chǔ)氫瓶用碳纖維供給依然有限：儲(chǔ)氫瓶供給國內(nèi)供給端來看，除中復(fù)神鷹以外，其余有能力生產(chǎn) T700 及以上碳纖維原絲的企業(yè)此前鮮有涉足壓力容器用碳纖維領(lǐng)域，光威復(fù)材、恒神股份在 2021 年才宣布進(jìn)軍儲(chǔ)氫用碳纖維行業(yè)；而海外供應(yīng)端，2020 年以前，海外供應(yīng)了國內(nèi)超過 70%的儲(chǔ)氫用碳纖維，2020 年 9 月后，受到日本政府端壓力，東麗東邦等公司對(duì)中國碳纖維進(jìn)口減少。我們預(yù)測(cè)隨著中日關(guān)系改善以及東麗等公司庫存壓力加大等因素，日本東麗通過子公司向中國出口 T700 及以上碳纖維量可能性提高，進(jìn)口依賴度或出現(xiàn)小幅反彈。隨后隨著國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)競爭力提高，進(jìn)口依賴度進(jìn)一步下降；

結(jié)論：大規(guī)模高端碳纖維制造能力彌足珍貴，整體來看未來幾年儲(chǔ)氫用碳纖維的緊缺情況將繼續(xù)維持。目前，很多氫氣瓶企業(yè)對(duì)碳纖維的戰(zhàn)略意義認(rèn)識(shí)不足，各儲(chǔ)氫瓶制造商對(duì)碳 纖維需求量小，僅數(shù)百噸，通過市場采購而無需簽訂協(xié)議便可滿足當(dāng)前的生產(chǎn)需求；但當(dāng)碳纖維需求達(dá)到萬噸級(jí)別時(shí)，上游碳纖維生產(chǎn)商保障大規(guī)模交付的能力，將在下游儲(chǔ)氫瓶企業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)中起到重要作用。同時(shí)，我們認(rèn)為，隨著氫能產(chǎn)業(yè)的景氣度不斷抬升，對(duì)于儲(chǔ)氫瓶擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目的投資熱情日益高漲，對(duì)儲(chǔ)氫瓶用碳纖維的需求將繼續(xù)提升；然而儲(chǔ)氫用碳纖維的供給能力在國內(nèi)和海外兩端增長有限；因此，整體來看儲(chǔ)氫用碳纖維的緊缺情況將繼續(xù)維持。

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