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本文分成五个系列详细梳理氢能行业：

系列一：氢能行业综述系列二：上游制氢技术路线对比系列三：中游储运及加氢设备分析系列四：氢能的下游应用系列五：激励政策与标的分析1.储氢

氢气为易燃、易爆气体，当氢气浓度为4.1%～74.2%时，遇火即爆。因此氢气储存运输难度大，储运氢技术成为氢能应用的安全、成本控制的关键。

1.1储氢技术

储氢技术的关键点在于如何提高氢气的能量密度。常以氢气的质量密度，即释放出的氢气质量与总质量之比，来衡量储氢技术的优劣。美国能源局DOE要求年国内车载氢能电池的氢气质量密度须达到4.5%，年达到5.5%，最终目标是6.5%。

目前技术成熟，运用比较广泛的是高压气体储氢和低温液态储氢方式，同时还有金属储氢、有机液体储氢、碳质储氢等技术正处于发展阶段。金属氢化物储氢技术则表现出巨大潜力，但目前还处在研究阶段;低温液态储氢技术具有单位质量和单位体积储氢密度大的绝对优势，但目前储存成本过高，主要体现在液化过程耗能大，以及对储氢容器的绝热性能要求极高两个方面，目前低温液氢技术多用于航天，但也越来越有向民用发展的趋势。

标准状态下（气压约0.1兆帕）的密度仅约90克/立方米。因此，以高压贮存氢气是高效利用氢气的重要途径。液态氢气的密度超过70千克/立方米，是标准状态下氢气密度的近千倍。若单看体积密度，冷却氢气至液态储存的效率远高于压缩储存，是一种相对高质量的储氢技术。

因其低密度的特性，必须要使用复合材料包覆的压力容器。经过发展迭代，该技术已经相对成熟。常压下氢气的沸点低达约零下摄氏度，因此，液态储氢的容器绝热要求很高，且液化过程耗能极大，可达储存氢气本身能量的30%左右；低温液态储罐只有在大量远距离（千米以上）的氢气储运场景下才具备应用优势。

目前低温液态储氢的主要应用场景是航天燃料。美国AP和PRAX两大集团垄断了全球逾三分之二的液氢市场，中国航天科技集团六院所研制的我国首套自主知识产权的基于氦膨胀制冷循环的氢液化系统在年10月调试成功。

1.2储氢瓶

1.2.1储氢瓶制作工艺

储氢瓶的制备过程为：上游将原材料运输至储氢瓶制造企业，储氢瓶制造企业通过冲压、拉伸、热处理制造内胆原胚，然后使用树脂溶液附着碳纤维缠绕内胆，通过固化、自紧的方式将碳纤维固定在内胆上，最后通过气压、水压测试完成制作。

根据碳谱科技拆解分析，以35Mpa储氢系统为例，年产量在50万套的情况下，碳纤维的成本占储氢系统总成本的比例达到了62%。1.2.2四型储氢瓶高压氢气瓶储氢是目前最主要的气态储氢方式：目前高压气态储氢瓶有四种类型，Ⅰ型是传统的纯钢制金属瓶，Ⅱ型是钢制内胆碳纤维缠绕瓶，Ⅲ型是铝内胆碳纤维缠绕瓶，Ⅳ型是塑料内胆碳纤维缠绕瓶。其中Ⅰ型、Ⅱ型价格相对便宜，但储氢密度低，重量重且容易发生氢脆问题，目前20MPa的Ⅰ型瓶在国内得到广泛的工业应用，并与45MPa钢制氢瓶、98MPa钢带缠绕式压力容器组合应用于加氢站中。而Ⅲ型、Ⅳ型车载应用已经非常广泛，国外多是70MPa的碳纤维缠绕Ⅳ型瓶，而国内由于高强度碳纤维工艺尚不成熟，Ⅳ型储氢瓶的大规模商用化尚待时日，目前主要是35MPa碳纤维缠绕Ⅲ瓶。1.2.3国内：70MPaⅢ型瓶已批量交付，Ⅳ型瓶处于储备期

年，上汽大通氢燃料电池MPV、广汽传祺氢燃料电池SUV相继进入工信部《道路机动车辆生产企业及产品公告》，两款车型均搭载70MPaⅢ型瓶；随后，国内斯林达安科、天海工业70MPaⅢ型储氢瓶型式试验通过；年2月，天海工业（京城股份子公司）70MPaIII型瓶完成了氢循环测试，是国内首家完成该项测试的企业；年12月，天海工业顺利交付套冬奥会车用70MPa储氢系统，成为国内首家70MPaIII型瓶的批量供应商。

年，亚普股份、中集安瑞科、京城股份等开始进行Ⅳ型瓶的技术布局，同时国内Ⅳ型瓶团体标准通过。在未来三年内，随着国内氢燃料电池汽车市场发展，Ⅳ型瓶有望对现有Ⅲ型瓶进行部分替换。

1.2.4海外：厂商把控领先的生产技术

业内代表性的厂商较多，主要有法国的弗吉亚（通过收购国内最大的高压氢瓶制造商斯林达从而大幅提高市占率）、挪威的海克斯康（世界领先的Ⅳ型瓶制造商，已与中集安瑞科合作建立合营公司）、德国的NAPOXX、韩国的ILJINComposite、天海工业（京城机电的所属主要骨干企业）、中集安瑞科、奥扬科技等。

相比于海外公司，国内储氢瓶的生产公司主要产品仍为Ⅲ型瓶，主要存在的问题为：国内碳纤维、树脂短缺，性能不能满足Ⅳ型瓶的发展。经过国内外相关公司储氢瓶性能的比较，可见国内的制造企业仍存在代差，以及由此衍生的在重容比、储能密度等指标层面的相对落后，未来仍存在较大的改进空间。

1.3碳纤维：高端产品需求旺盛，储氢需求井喷

1.3.1供需测算

原丝与炭丝是2:1的比例。结构性短缺与结构性过剩（高端产品短缺，低端产品过剩）。

1.3.2主要公司及产品

目前从事高性能碳纤维业务的上市公司主要包括光威复材（.SZ）、中简科技（.SZ）、中复神鹰（.SH）、恒神股份（.NQ）。通过比较上述几家公司的经营指标，不难看出，光威复材的产品单吨价格远高于其他三家，原因是其主要产品为高端航空航天件；恒神股份产品价格落后于同行，仅为中复神鹰和中简科技的一半，主要原因是其大部分业务为风电碳纤维，单吨价格较低。

产品盈利性方面，中简科技毛利率领先对手，达到80%以上，近几年保持稳定，主要原因是中简科技产品基本为军用，相对于民品毛利率较高。此外，中复神鹰的毛利率近几年快速提升，主要原因包括：前期市场开拓阶段主动压低价格、因供不应求带来的碳纤维市场价格提升、~年原油价格下跌和下游晴纶需求萎靡等因素影响，原材料丙烯晴价格下降、规模效应带来综合成本下降、西宁生产基地水电费较低、产品结构改善等。恒神股份在年上半年实现了业绩扭亏为盈且毛利率有所提升，主要受益于产品结构改善（公司升级产线，T系列产品比例降低，T，T占比提升）、产能利用率提升带来的规模化效应等因素。

1.3.3储氢用碳纤维需求井喷

储氢瓶用碳纤维主要应用领域包括燃料电池汽车车载储氢瓶、可再生能源制氢用储氢瓶以及加氢站用储氢瓶等：燃料电池汽车快速增长，带动车用储氢瓶市场扩大；可再生能源催生储能需求，氢储能成为最后一块拼图；加氢站加速布局或将掀起储氢瓶部署热潮。1.3.4技术壁垒高、护城河深

根据光威复材《大丝束碳纤维产业化项目可行性研究报告》，碳纤维原丝以及复合材料的生产企业技术壁垒高、护城河深，主要体现在三个方面：配方壁垒、工艺壁垒和工程壁垒。

尽管可以通过直接购买和挖角技术人员等方式获取配方，配方调和仍需要反复的校对调试和大量的经验积累，通常配方壁垒的突破时间需1-2年；若想突破工艺壁垒，企业还要在拥有配方的技术上调试磨合，通常需要3-5年时间；最后，企业需要投入大量资本设计改造、调整装备和训练人员，以达到各生产工艺之间的协调配合，通常这个环节需要5年以上。总体来说，高性能碳纤维牌号从研发到正式投产大约需要十年的时间，因此已掌握成熟技术的企业先发优势极大，护城河深厚。就碳纤维制件的研发来说，行业内的相关公司均保持较高的研发投入占比。

高壁垒导致高性能碳纤维产能向头部集中。年国内前四大高性能碳纤维生产商共拥有等同东丽T性能的碳纤维产能20,吨（考虑国泰大成一期项目3,吨产能），其中中复神鹰万吨级T性能碳纤维项目产能于年3月达产，达产后T级碳纤维总产能达到12,吨/年。年国内T产能为9,吨，年新增产能11,吨，同比增长.2%，增速较快。预计年国内T级碳纤维产能增加7,吨，同比增加34.9%。1.4主要公司2.运氢及加氢2.1主要运氢方式

2.1.1长管拖车、槽车与管道运输相对技术成熟且运用广泛

目前，卡车为运输压缩氢气的主要运输方式，使用卡车运输气态氢时，车上会装载一批大型压缩储罐。随着III型和IV型瓶逐步投入市场，效率逐步提高。此外，根据需求不同，也可以使用将氢气液化，或使用氨气等多种储氢方式。在可预见的未来，随着储氢质量与安全性的提高，卡车与船舶运输的效率也会随之提升。管道运氢依靠管道建设的初始投资，而由于所需管材特殊，单位造价为天然气管道的两倍以上。因为满足纯氢运输条件（避免氢气浓度较高时易发生“氢脆”现象）的管材较为特殊。为解决这一问题，可通过与天然气混合、利用现有天然气管道运输。

2.1.2氢气运输的高成本仍是目前产业化阶段的核心问题之一

气氢拖车运输技术成熟，是国内最普遍的运氢方式，但运输效率仅为1-2%，适用于小规模、km内的短途运输。当运输距离km时，运输成本为8.66元/kg。随着距离增加，运输成本受人工费和油费推动显著上升。若国内运输压力标准由20MPa提升至50MPa，km的运输成本可降至5.60元/kg。运输距离km时，管道运输成本仅为1.20元/kg

2.1.3破解氢储运难题，液氨储运受

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