雙碳目標(biāo)下，氫能發(fā)展如火如荼，2021年以來(lái)，國(guó)內(nèi)超過(guò)50個(gè)城市發(fā)布?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)規(guī)劃。目前氫能產(chǎn)業(yè)鏈中電堆、膜電極、雙極板等核心部件已基本完成國(guó)產(chǎn)化，但氫用閥門因其技術(shù)難度大，仍然存在”卡脖子”問(wèn)題。

氫能閥門主要應(yīng)用于三類場(chǎng)景：車載儲(chǔ)&供氫系統(tǒng)、燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)、氫氣制儲(chǔ)運(yùn)加系統(tǒng)。三類場(chǎng)景對(duì)閥門的要求各不同，閥門的側(cè)重點(diǎn)也區(qū)別很大。但總體來(lái)說(shuō)，氫用閥門技術(shù)要求嚴(yán)苛，國(guó)產(chǎn)化成為降本重點(diǎn)。

高壓加氫閥門：國(guó)內(nèi)已有突破

高壓加氫安裝中的閥門，既有臨氫條件，又有非臨氫條件，既有高壓條件，又有非高壓條件，其研發(fā)難度相當(dāng)高。研發(fā)國(guó)產(chǎn)高壓加氫閥門，不僅能降低閥門進(jìn)口成本，還可以減少供貨周期，同時(shí)又能推進(jìn)閥門行業(yè)的升級(jí)換代。事實(shí)上，我國(guó)目前一些閥門制造廠已具備研發(fā)高壓加氫閥門的才能和條件，而且在安裝(操作壓力8~10MPa)過(guò)程中上已有成功的應(yīng)用。

儲(chǔ)氫瓶口閥要求更高

從產(chǎn)業(yè)鏈看，車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)成為氫能車大規(guī)模商用的重要突破口。目前，量產(chǎn)氫能車采用的高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)中，罐體材料和碳纖維原料都已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，但卻在看起來(lái)不起眼的瓶口加壓閥門卻成為“卡脖子”環(huán)節(jié)，相應(yīng)的市場(chǎng)主要由加拿大GFI、意大利OMB和美國(guó)Luxfer等公司占據(jù)，國(guó)內(nèi)企業(yè)僅有上海舜華等極少數(shù)企業(yè)有相應(yīng)的技術(shù)，如果不能解決這塊兒技術(shù)短板，國(guó)內(nèi)氫能的發(fā)展必然要嚴(yán)重受制于人。

瓶口閥作為高壓儲(chǔ)氫瓶關(guān)鍵部件，功能高度集中，包括降壓穩(wěn)壓(儲(chǔ)氫瓶?jī)?nèi)氣壓35Mpa/70Mpa，燃料電池正常工作氣壓小于1Mpa)、高可靠密封性(氫分子小極易逃逸)、溫度壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)(氣瓶安全保障)、快速加氫(5分鐘內(nèi)加滿兩個(gè)50L瓶)、自動(dòng)手動(dòng)泄壓(安全防護(hù))。同時(shí)，閥門自身還需要避免金屬發(fā)生氫蝕氫脆，技術(shù)難度著實(shí)不小，擁有一定的進(jìn)入門檻和技術(shù)壁壘。

目前在二級(jí)市場(chǎng)上做這一細(xì)分賽道的公司較少，其中有一家上市公司2019年在這方面進(jìn)行了布局。這家公司就是南通神通新能源科技有限公司，是江蘇神通與航天科技集團(tuán)技術(shù)團(tuán)隊(duì)合資成立的。

據(jù)了解，該公司主營(yíng)的氫用閥門目前是應(yīng)用在車載儲(chǔ)氫和供氫系統(tǒng)、燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)兩大場(chǎng)景。其中在車載儲(chǔ)氫和供氫系統(tǒng)方面，公司已完成70MPa和35MPa產(chǎn)品閉環(huán)。

即便是早早布局氫用閥門的南通神通也表示，當(dāng)前國(guó)內(nèi)氫用閥件與國(guó)外還有一定的差距，如適用70MPa儲(chǔ)氫罐(商用主流)壓力閥在國(guó)內(nèi)基本上沒(méi)有產(chǎn)品;同時(shí)，由于試驗(yàn)周期較短，35MPa的可靠性與國(guó)外產(chǎn)品存在差距。國(guó)內(nèi)在氫用閥件方面還未形成相應(yīng)的設(shè)計(jì)、檢查與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，可見(jiàn)國(guó)產(chǎn)壓力閥仍在研發(fā)測(cè)試階段。

國(guó)內(nèi)閥門企業(yè)入局氫閥門

盡管國(guó)內(nèi)氫能閥門的“卡脖子”問(wèn)題較為突出，但是國(guó)內(nèi)閥門企業(yè)也沒(méi)有放棄入局氫能，目前國(guó)內(nèi)閥門企業(yè)開(kāi)始進(jìn)軍氫能的也有不少。

富瑞特裝氫閥研發(fā)的技術(shù)和產(chǎn)品主要包括：燃料電池電堆用閥門、35MPa供氫系統(tǒng)用閥門設(shè)計(jì)優(yōu)化/70MPa供氫系統(tǒng)用閥門、35MPa加氫站用閥門設(shè)計(jì)優(yōu)化/70/100MPa加氫站用閥門及液氫閥門設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)等;此外，杭氧股份已開(kāi)展氫能源相關(guān)業(yè)務(wù);紐威股份在液氫閥門方面做了大量技術(shù)儲(chǔ)備;航天晨光布局航天領(lǐng)域氫閥產(chǎn)品...據(jù)氫能匯不完全統(tǒng)計(jì)，目前已有13個(gè)閥門企業(yè)開(kāi)始入局氫能。

具體情況如下表：

氫用閥門國(guó)產(chǎn)化正在提速

國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)口的機(jī)會(huì)在哪里?神通新能源總經(jīng)理孫明民認(rèn)為有四點(diǎn)：(1)基礎(chǔ)研究差距逐步縮小;(2)很多優(yōu)秀的基礎(chǔ)工藝、材料大量引入國(guó)內(nèi);(3)國(guó)產(chǎn)品牌的自身優(yōu)勢(shì)：性價(jià)比、服務(wù)、供貨周期;(4)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)解決供應(yīng)鏈卡脖子問(wèn)題的硬性需求。

氫用閥門的國(guó)產(chǎn)替代之路道阻且長(zhǎng)

據(jù)神通新能源總經(jīng)理孫明民，目前氫用閥門應(yīng)用問(wèn)題包括：

1、傳統(tǒng)閥門的動(dòng)作機(jī)構(gòu)在氫用壓力等級(jí)(35~90MPa)下失效;

2、在超高壓工況下，密封設(shè)計(jì)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)氫氣密封;

3、氫氣的“腐蝕性”會(huì)使金屬材料發(fā)生氫脆(斷裂韌性急劇下降)，導(dǎo)致故障;

4、傳統(tǒng)的高壓閥門無(wú)法滿足車載系統(tǒng)復(fù)雜工況。據(jù)工信部《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》，單臺(tái)載重3.5噸的燃料電池物流車制造成本約為80萬(wàn)~100萬(wàn)元，對(duì)應(yīng)閥門成本為6萬(wàn)~7萬(wàn)元。而在加氫設(shè)備中閥門同樣重要，據(jù)AhmadMayyas等人的加氫站制造競(jìng)爭(zhēng)力分析(2019)，加氫系統(tǒng)設(shè)備成本中最主要的為閥門和計(jì)量?jī)x表等，接近設(shè)備成本的60%。

業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，2021-2025年國(guó)內(nèi)車載儲(chǔ)氫瓶新增市場(chǎng)需求年均增速達(dá)到78%，中國(guó)將成為全球最大車載儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)。隨著以京城股份為代表的儲(chǔ)氫瓶企業(yè)產(chǎn)品由III型35MPa向IV型70MPa升級(jí)以及未來(lái)向低溫液態(tài)儲(chǔ)氫發(fā)展，瓶口閥技術(shù)成為需要不斷突破的“卡脖子”領(lǐng)域，上海舜華等行業(yè)龍頭將迎來(lái)機(jī)遇。

關(guān)鍵詞： 高壓加氫閥門 氫能產(chǎn)業(yè)鏈