高压气态储氢是目前最为成熟且广泛应用的储氢方式，主要通过高压储气瓶来实现氢气的储存和释放。根据材质的不同，目前以商业化的高压储氢瓶分为四种：全金属气瓶（Ⅰ型）、金属内胆纤维环向缠绕气瓶( Ⅱ型) 、金属内胆纤维全缠绕气瓶( Ⅲ型) 、非金属内胆纤维全缠绕气瓶( Ⅳ型)。
其中，以金属/塑料作为内胆，外层使用碳纤维进行包覆的Ⅲ型、Ⅳ型气瓶，在满足储氢瓶高安全性要求的同时，具有重容比小、单位质量储氧密度高等优点，目前已在氢燃料电池汽车上广泛使用。
作为复合材料储氢瓶的承力层，碳纤维是高压储氢瓶制造的关键材料，其成本和性能对储氢瓶的成本和使用性能影响重大。根据美国能源局（DOE）的研究成果，碳纤维复合材料的成本占到储氢瓶成本的 60%以上。未来，高性能低成本的大丝束将成为储氢瓶用碳纤维的发展方向。
目前，高压储氢瓶用碳纤维主要采用 T700级及以上规格，从生产企业来看，日本和美国企业占据主导地位。不过，近年来国内碳纤维产业快速发展，目前中复神鹰、光威复材等国产碳纤维企业已开始进入高压储氢气瓶市场，在大丝束碳纤维国产化方面也取得了新的进展。
随着高压储氢瓶用碳纤维的需求不断增长及国产碳纤维品质的不断提升，该领域的碳纤维应用前景广阔。预计2025 年国内氢气瓶碳纤维总需求达0.56 万吨，年复合增长率为82.9%，市场规模将达9.07 亿元。
下面，我们来看一下目前储氢瓶用碳纤维生产企业都有哪些。
一、东丽
作为全球领先的碳纤维制造商，东丽生产的碳纤维长期占据了全球III型、IV型高压储气瓶用碳纤维的主导地位，TORAYCA™ 特有的轻质、高强度和高刚性使其非常适合用于高性能高压储气罐，例如用于储存氢气的储气罐，型号主要有T700、T800、T720等。
https://www.cf-composites.toray/cn/markets/energy/fuelcell/pressure.html
图 使用东丽高强高模T800SC-24000-10E的70MPa车用Type3储氢瓶
二、帝人东邦
帝人东邦特耐克丝是世界领先的碳纤维制造商，1975 年开始量产聚丙烯腈系碳纤维“TENAX”，产品广泛应用于航空航天、汽车、土建工程、能源、医疗、体育用品等领域，在可再生能源领域的应用包括大型风力涡轮机叶片、轻质储氢罐及管道的开发等。
https://www.teijincarbon.com/applications/energy
三、美国Zoltek
Zoltek是全球领先的工业级大丝束碳纤维和碳纤维中间产品供应商，创立于1975年，2013年被东丽收购。其大丝束碳纤维PAN EX35在汽车工业、风能、土木工程、能源、体育用品、石油和天然气、压力容器等领域广泛应用。
在压力容器领域，在III型瓶应用上，由于PAN EX35碳纤维与标准模量航空级T300、T700级碳纤维相比，拉伸模量具有小幅度优势，且其丝束规格为50k，因此采用较少量纤维既能满足高压气瓶所需高抗爆破强度。
而在IV型瓶应用上，PAN EX35碳纤维经过长丝缠绕工艺优化，以及开发出专有配方提高了纤维分散性，可使纤维性能转换率高达90-95%，显著高于东丽T700转化率的70-75%。
官网：https://zoltek.com/pan-based-carbon-fiber/
图 Zoltek大丝束碳纤维PAN EX35主要性能指标
四、德国SGL
西格里碳素是全球领先的碳素石墨材料及相关产品制造商之一，拥有从碳石墨产品到碳纤维及碳碳复合材料在内的完整生产线，碳纤维产品在汽车、航空航天、风能及压力容器制造等许多工业领域广泛应用。
西格里公司生产的碳纤维主要为PAN基碳纤维，而且以50K规格的大丝束碳纤维为主，按照碳纤维拉伸模量分为两类，分别是标准模量碳纤维和先进模量碳纤维。
官网：https://www.sglcarbon.com/
图 SGL 标准模量碳纤维和先进/高模量碳纤维牌号及性能
图 采用SIGRAPREG®碳纤维预浸纱缠绕增强的压力容器
五、台塑集团
台塑碳纤维TAIRYFIL属聚丙烯腈(PAN系)碳纤维，与树脂亲和性良好，可与各种热固型、热塑型树脂结合制成碳纤维增强复合材料，尤其与环氧树脂具有非常良好的黏合性及加工性，复合材料应用上可快速、任意成型制成各种成品，广泛应用于风电叶片、汽车、电缆芯、高压气瓶、运动用品、建筑补强、抽油杆、碳碳复材、航天等领域。
用于CNG和氢气的Ⅲ类和Ⅳ类压力容器的碳纤维材料有TC36P-12K/24K、TC42S-12K/24K、TC780-12K/24K。
https://www.tairyfilcarbonfiber.com/pressure-vessels
六、上海石化
上海石化是国内较早研发碳纤维并进行产业化生产的企业，2012年开始生产12K小丝束碳纤维，2022年10月万吨级48K大丝束碳纤维首套国产线开车成功。上海石化48K大丝束碳纤维的投产，有望推动储氢成本的下降。
此外，上海石化还在自主研发碳纤维用于缠绕气瓶的制造工艺技术，其中，35Mpa气瓶已通过检测，未来将考虑形成一定规模的气瓶生产能力。同时，上海石化积极布局碳纤维在储氢领域技术研发，包括三型、四型瓶相关技术的开发，都取得了较大突破。
七、韩国晓星
晓星高新材料自2008年开始开发碳纤维，2010年成功研发出H2550型碳纤维，2013年实现量产高强度中弹性碳纤维“TANSOME®。目前，晓星规模化生产的H2550型碳纤维已广泛应用高压储气瓶、线芯材料、太阳能隔热材料、体育用品等领域。
近两年，为了应对车用储能（车载压力容器、加氢站、氢能源运输等）市场对碳纤维需求的不断增长，晓星不断扩大碳纤维产能，计划到2028年为止，将目前6,500吨规模的年产能提高到24,000吨（10条线）。
http://www.hyosungadvancedmaterials.com/cn/business/carbon_material.do
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2021年4月，晓星高新材料（株）与韩华思路信（株）签署协议，约定从2021年起连续6年向对方供应用于加固氢燃料汽车燃料罐的高强度碳纤维，总规模约1,600亿韩元；
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2021年5月，晓星宣布在全州工厂增设第三条 2,500 吨/年的生产线，到 2022年7 月，全州工厂碳纤维产能将达到 6,500 吨/年。此前，晓星于2020年将产量从2000吨/年扩大到4000吨/年；
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2022年3月，为满足对生态友好型汽车燃料（如氢气和天然气）日益增长的储存需求，晓星宣布将投资 469 亿韩元将其位于全州的主要工厂的碳纤维年产能扩大 2500 吨至 9000 吨，新产线预计2023年4月投产；
八、三菱化学
三菱化学是同时制造PAN基碳纤维、Pitch基碳纤维的制造商，提供包括超高强度(MR70 12P)、超高模量( K13D2U )产品在内的多种高质量碳纤维丝束，以及使用了碳纤维的中间材料及成型加工制品，实现了世界首屈一指的完整产业链。
在氢燃料汽车材料方面，三菱化学提供广泛且种类繁多的结构性轻质材料和粘合剂，适用于CNG和氢燃料汽车压力容器和载体，可满足最苛刻的碰撞和机械性能要求，其中就包括储氢罐用碳纤维Pyrofil™。
官网：https://www.m-chemical.co.jp/carbon-fiber/cn/case/pressure/
九、中复神鹰(688295)
中复神鹰成立于2006年，是国内碳纤维行业的领导企业之一，系统掌握了T700级、T800级、M30级、M35级千吨级技术以及T1000级、M40级百吨级技术，在国内率先实现了干喷湿纺的关键技术突破和核心装备自主化，建成了国内首条千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线，产品广泛应用于航空航天、压力容器、碳碳复材、风电叶片、交通建设、体育休闲等领域。
在压力容器方面，中复神鹰产品主要用于天然气和氢气储罐、高压储气罐、压缩天然气燃料罐、火箭发动机等领域，是国内最早布局车载储氢瓶用碳纤维的企业，也是目前国内在车载储氢瓶领域碳纤维供货量最多的企业。
官网：http://www.zfsycf.com.cn/
十、光威复材（300699）
威海光威复合材料股份有限公司成立于1992年，隶属于威海光威集团，是致力于高性能碳纤维及复合材料研发和生产的高新技术企业。公司以高端装备设计制造技术为支撑，形成了从原丝开始的碳纤维、织物、树脂、高性能预浸材料、复合材料制品的完整产业链布局，是目前国内碳纤维行业生产品种齐全、生产技术先进、产业链完整的龙头企业之一。
据悉，光威复材采用干湿法处理工艺进行生产的T700S/T800S级碳纤维，可用于生产储氢瓶在内的高压气瓶、光伏用碳碳复材等产品，满足国产替代需求。目前，光威复材已经开始向车载储氢瓶企业供货。
官网：https://www.gwcfc.com/index.php
十一、吉林化纤
吉林化纤股份有限公司碳纤维现有原丝产能1.6万吨/年、碳丝产能2000吨/年，目前正在建设碳纤维原丝及碳丝扩能项目，全部建成后原丝总产能5万吨/年、碳丝总产能8000吨/年，碳纤维原丝产品规格涵盖1K、3K、6K、12K、12S、24K、25K、35K、48K、50K等规格，特别是24K—50K大丝束的开发，实现了对军工、航空航天、体育休闲、汽车、压力容器、风电等各个领域的全覆盖。
官网：http://www.jlhxjt.com/Home/Index
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2022年7月28日，吉林化纤首条35K高压气瓶缠绕专用大丝束碳化线一次开车成功开车成功，具有高比强度、高比模量、毛羽少等优良特性，力学强度指标可达到行业领先的T700等级。该条碳化线单线年产能在3000吨以上，经优化设计生产效率同比提高10%。
图 吉林化纤35K高压气瓶缠绕专用大丝束碳化线开工
十二、长盛科技（原中安信）
长盛（廊坊）科技有限公司始建于2011年，原名中安信科技有限公司，2021年重组，主要研发、生产碳纤维及其复合材料制品，产品已在高端技术装备制造业、新能源汽车、压力容器、高端体育用品等高端工业和民用领域得到广泛应用。
目前已实现了ZA50X-12K/24K、ZA50G-12K/24K、ZA55X-12K/24K、ZA60X等高强碳纤维的稳定批量生产，并具备生产ZA60X-12K和ZAM40X、ZAM35J、ZAM40J、ZAM46J、ZAM50J等高强高模石墨化碳纤维产品的能力，且ZA70G-12K和ZAM55J已实现工艺定型并开始工程化试制，全部产品基本覆盖了国际同类高性能碳纤维产品系列，并且率先研发出ZA70G。
官网：http://www.csstgroup.com/
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1月12日上午，长盛科技与彼欧集团签订战略合作协议，就高性能碳纤维的长期供应建立合作，双方还将共同开发新型纤维，进一步优化高压容器和氢气应用集成存储系统的生产技术。
十三、赫氏公司(Hexcel)
赫氏是美国最大的碳纤维生产公司，也是美国军工航空碳纤维的主要供应商。赫氏的 HexTow® 碳纤维，是世界最先进的航空航天和工业应用的首选碳纤维。工业应用领域，Hexcel碳纤维的新兴市场是氢压力容器和压缩天然气（CNG）罐。此外，Hexcel复合材料也被用于储能系统，如飞轮。
官网：https://www.hexcel.com/
十四、恒神股份
江苏恒神股份有限公司创建于 2007 年，产品覆盖从原丝、碳纤维、上浆剂、织物、液体树脂、粘接剂、预浸料、碳纤维复合材料零件、航空复合材料结构件，广泛用于民用航空、海洋装备、风电、光伏、氢能压力容器、轨道交通、汽车、建筑补强、体育休闲用品等领域。
江苏恒神股份有限公司目前具有5条单线千吨级碳纤维生产线，可年产5000吨各类型碳纤维。产品型号包括高强碳纤维如：HF20系列（T300级）、HF30系列（T700级）、HF40系列（T800级）、HF50系列（T1000级）及高强高模HM系列。产品规格包括：1K、3K、6K、12K、24K和50K 等。
官网：https://www.hscarbonfibre.com/
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恒神股份在高交会展示了采用恒神HF30F-24K/EM308TOWPREG预浸丝干法缠绕氢气瓶，具有纤维体积含量高（可达75%以上），产品质量波动小，产品一致性好，缠绕速度快，生产效率高，生产成本与湿法缠绕相当等优势，可用作乘用车、公交车、动车用氢气瓶。
图 恒神HF30F-24K/EM308TOWPREG预浸丝干法缠绕氢气瓶应用
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原文始发于微信公众号（艾邦复合材料网）：国内外14家储氢瓶用碳纤维供应商介绍
