在燃料成本降低与排放标准日益严苛的双重驱动下,替代燃料压力容器的销量正以年均10%的速度增长。高压气体储存容器已成为先进复合材料领域增长最快、规模最大的市场之一。2013年,全球各类压力容器(包括金属、复合材料及混合结构)的销售额超过20亿美元,制造商占据了全球碳纤维需求量的6%至7%。尽管这些容器也用于呼吸设备和航空航天,但其核心应用市场在于压缩天然气(CNG)的批量运输,以及依赖CNG和氢燃料替代汽油柴油的乘用车、公交车和卡车的燃料储存。
替代燃料需求的增长主要源于页岩气开采带来的价格优势。在北美市场,天然气燃料成本比柴油低约40%。同时,包括欧盟“欧6"标准在内的日益严格的排放法规,使得柴油动力商用车的运营成本上升,从而提升了CNG和氢燃料电池车的市场竞争力。此外,后衰退时期的低息贷款环境也刺激了需求,并推动了压力容器制造基地的扩张。
全球天然气动力车辆(NGV)数量增长迅猛。2013年全球NGV保有量已突破2000万辆,预计未来三年将接近3500万辆,到2023年可能超过6500万辆。2013年交付量达510万辆,预计2014年将接近580万辆,2023年可能达到1100万辆。其中约94%为乘用车,其余为公交车和商用车。绝大多数(94%)将配备高压(≥200巴)储油系统,其余采用液化天然气系统。
虽然CNG目前占据主导,但氢燃料电池汽车(FCV)正迎来复兴。尽管过去十年预测未完全兑现,但自2007年以来,包括丰田、现代、本田等在内的13家车企已推出多款FCV。丰田计划于2015年在日本率先推出商用FCV,随后现代、本田、日产、福特等品牌也将跟进。全球加氢站数量正快速增长,日本、德国、英国及美国加州等地计划在未来几年内新增数百座加氢站,预计2023年全球运营加氢站将达到2500座,足以支撑数千万辆氢燃料车。
除了整车制造,针对中重型卡车的“改装套件”技术也在发展,允许现有柴油车转换为天然气或氢燃料,这将帮助全球3.1亿辆在役卡车满足排放要求。同时,大型气体运输系统也在兴起,如Hexagon Lincoln的Titan系列容器,容量超过6000升,甚至出现了将数百个大型CFRP容器装载于船舶上进行跨洋运输的构想,主要面向岛屿国家及沿海城市市场。
市场需求直接推动了产能扩张。2013年全球压力容器产量达970万个,价值23亿美元,预计2023年产量将超过2000万个,十年间潜在销售额达450亿美元。其中亚太地区将占据61%的市场份额,欧洲占14%,中东和拉美各占12%。竞争格局也从十年前的十余家企业扩展到至少30家,市场接受度显著提升。
在材料需求方面,随着复合材料容器(II型、III型、IV型、V型)占比提升,碳纤维需求将爆发式增长。预计2014年至2023年间,全球碳纤维年需求量将从4684吨激增至38638吨,年均增长率近30%。这一趋势促使东丽、三菱化学等巨头扩大产能,同时也为韩国和中国本土纤维供应商提供了巨大的增长空间。未来,压力容器用碳纤维的用量有望与风电叶片、汽车和航空航天领域并驾齐驱。
对于中国行业从业者而言,随着国内“双碳”目标的推进及天然气重卡市场的成熟,应重点关注高压储氢及CNG复合容器的技术迭代,积极布局碳纤维供应链,抓住亚太市场爆发前的窗口期。
