方鲲 1,2 刘康 1,2 李玫 2 乔治 3

1. 北京热塑性复合材料工程技术研究所

2. 北京纳盛通新材料科技有限责任公司

3. 中化集团塑料公司

摘要：在国家“碳中和”、“碳达峰”的政策支持和引导下，氢能作为国家战略进入了快速发展的通道。IV 型塑料内衬储氢复合材料气瓶由于具有储氢密度更高，疲劳安全可靠性更好等优点，逐渐成为行业研究的热点。本文编译介绍了 近期国外关于复合材料 IV 型气瓶（罐）的市场应用。

前言:高压气体储存容器是先进复合材料，特别是纤维缠绕碳纤维复合材料的最大和增长最快的市场之一。尽管它们用于自给式呼吸装置，以及航空航天飞行 器上提供氧气和气体储存，但主要终端市场用于储存液态丙烷气（LPG）、压缩天然气（CNG）、可再生天然气（RNG）和氢气（H2）。虽然 LPG（液化石油气）储罐主要用于车辆，但发展中国家的烹饪和取暖市场也在不断增长。压缩天然气(CNG)、可再生天然气(RNG)和氢气(H2)燃料系统越来越多地 用于乘用车、公共汽车、卡车和其他车辆，也被称作“移动管道”的补给加气 站或工业场所的大宗运输中。在车辆应用中，这些燃料储罐是减少或零排放动 力系统的关键组成部分。可作为汽油、柴油和喷气燃料的清洁替代品。这些动 力系统还为电池驱动车辆提供了一种无需充电的替代解决方案，其加气基础设施和加气时间与化石燃料相近。

压力容器有 5 种类型:

类型 I：全金属结构，通常为钢结构。

类型 II：大部分是金属，环向缠绕一些纤维，通常采用的是钢或铝金属以及玻 璃纤维复合材料，金属容器与

复合材料分担的结构载荷大致相同。

类型 III：完全由复合材料缠绕金属内胆，通常是在铝内胆外缠绕碳纤维复合材 料，复合材料承受结构荷载。

类型 IV:全复合材料结构，通常是采用聚酰胺（PA）或高密度聚乙烯（HDPE）制成的内胆，内胆外部缠绕碳

纤维或碳纤维/玻璃纤维混合的复合材 料，复合材料承受全部的结构载荷。

类型 V：无内胆，全复合材料的结构。

一直以来，I 型容器占据了 90%以上的市场份额。然而，随着使用复合材 料减轻重量和提高压缩气体储存效率的 III 型和 IV 型容器销量的增加，这种情 况开始改变。V 型仍处于研发阶段，主要用于航空航天领域，但随着新航天产 业的发展，它是一个值得关注的领域。例如，2020 年 4 月，美国 ICT（俄克拉 何马州塔尔萨）开发了一种球形 V 型低温罐，用于航天运载火箭上储存低温液 体推进剂。无衬里碳纤维/环氧树脂低温层是通过纤维缠绕和工业烘箱固化工 艺制造而成。

市场驱动因素和增长

该市场的主要推动力是，全球越来越致力于通过从化石燃料转向可再生、低排放燃料（如CNG、RNG 和 H2）来减少气候变化的影响，目标是到2050年实现零排放。据国际能源机构称：“根据最新报告《到2050 年实现零排 放：全球能源部门路线图》，各国政府迄今作出的气候承诺，即使完全实现，也远远达不到 2050 年底使全球能源相关二氧化碳（CO2）排放量达到净零的要求，而是为全球提供了一个“将全球气温上升限制在 1.5℃”的机会。”

值得一提的是，除上述承诺外，美国的康涅狄格州、马里兰州、马萨诸塞 州、新泽西州、纽约州、俄勒冈州、罗德岛州、佛蒙特州和华盛顿州已经承诺到2050年不再生产新的化石燃料乘用车，同时，这些州与加利福尼亚州、科罗拉多州、夏威夷、缅因州、北卡罗来纳州、俄勒冈、宾夕法尼亚州和哥伦比 亚特区一起，将于 2050 年禁止销售新的采用化石燃料的中、重型车辆。

　　另一个增长迹象是，每年生产1.3亿台内燃机（ICEs）（很多都用于公共汽车和中、重型货车）的美国康明斯公司已投资开发了一款8级燃料电池货车和氢燃料发动机。2021年6月，康明斯表示，到本世纪末，这些产品将接近一台柴油发动机的总体拥有成本（TCO），未来的重型运输将由氢、燃料电池 或电池驱动，而不是柴油。

　　根据2021 Grandview研究报告表明，2020年全球天然气汽车（NGV）销量高于此前预测，实际销售2980万辆，而其预计为2440万辆。它还预测了到2028年增长至3890万辆，复合年增长率为 3.3%。DataIntelo 称，I 型 储罐占 55%的 CNG 储罐市场份额，II、III 和 IV 型储罐市场份额分别约为 25%、15%和 5%。

　　在CW的2020年碳纤维会议上，AJR咨询公司的托尼·罗伯茨和CarbConsult的丹·皮克勒预测，复合材料压力容器中的碳纤维需求将从 2021的 13100 吨增长到 2026 年的20230

吨。相比之下，2021的预计总碳纤维需求为106700公吨，预计到2026年底将达到169000吨。Roberts 和 Pichler 预测，压力容器中的大部分碳纤维将用于移动管道应用（2026 年为6900 MT）以及公共汽车和卡车（2026 年底为 6400 MT）。

压力容器用复合材料

用于储存氢的 IV 型复合材料压力容器，是通过在塑料内胆上缠绕碳纤维并应用环氧树脂而被制成的。设计并制造高度自动化的交钥匙储氢罐生产线的复合材料设备供应商包括：荷兰的Autonational Composites公司、美国的Engineering Technology公司、美国的McClean Anderson公司、马其顿的MIKROSAM公司和德国的Roth Composite Machinery公司，后者声称，采用其新的Rothawin技术，可使储氢罐的生产速度加 快5～ 10倍。

　　MIKROSAM 公司则声称，其客户即俄罗斯的JSC DPO Plastik公司已将全球最大的生产线用于CNG容器和储氢罐的生产，每年能够缠绕6万个容器。 德国Cevotec公司表示，通过在压力容器的圆顶区域使用其纤维贴片铺放（FPP）系统，可以节省20% 的材料和20%的循环时间。Cevotec的CEO解释说，为储存1kg的氢气，容器中的工作压力高达700bar，意味着需要大约10 kg的碳纤维，这是一个非常高的比率。而FPP系统能够将精心设计的碳纤维贴片精确地应用到在缠绕过程中有时会出现问题的区域，据说，一个FPP系统就能对来自多台缠绕机的容器进行补强加固。

　　虽然用于压缩气体储存的大多数IV型压力容器采用碳纤维作为结构增强，外层采用玻璃纤维来防止损坏，但挪威的Umoe Advanced Composites 公司（简称 UAC）却在其IV型容器上只使用玻璃纤维。UAC 面向天然气运输市场而非汽车市场提供 200～350bar的容器，并将于2022年将产品组合扩展到含450～500bar的容器。正如UAC的CEO yvind Hamre所说，玻璃纤维增强 聚合物（GFRP）的容器具有与钢容器一样的成本支出，但重量却降低了70%。而与CFRP容器相比，虽然GFRP容器要重一些，但却降低了50%的成本支出。

在众多市场大展拳脚的储氢罐

对于挪威的Hexagon Purus公司以及荷兰的 NPROXX公司（是康明斯公司与美国 Cimmaron Composites 公司50:50的合资企业，现已被韩国的韩华公司收购。该公司于2021年宣布投资1.3亿美元在美国阿拉巴马州Opelika建造一个新的生产工厂）而言，分销

也是一个重要的市场。

储氢罐的应用不仅在分销市场获得了增长，还在轿车、货车、铁路运输和 海运等领域获得了增长。“在欧洲制造的一部分货车将采用氢动力。”储氢罐制造商NPROXX公司的总经理兼销售负责人Michael Himmen表示。按照欧 洲的法规要求，到2030年，货车OEMs必须确保其制造的货车在CO2排放 上要比2019年的水平平均降低30%。按照Himmen的建议，5%的欧洲货车可以采用氢动力，意味着每年共计将需要15000～20000辆氢动力货车。他确信，从2026～2027年开始，每年可能会制造出2000辆采用氢动力的货车，并在此基础上稳定增长。如果每辆车配 5～7 个 IV 型储氢罐，10年内，重型货车每年需要的储氢罐可能是10万个，每年需要的碳纤维可能是6000t。

在铁路方面，法国阿尔斯通公司的Coradia iLint 氢动力火车已在德国投入使用，14列开往下萨克森州的火车已于2021年开始运行，27列开往莱茵河主要地区的火车将于2022年投入使用。此外，iLint火车目前还在奥地利与 荷兰接受测试。该列车的两节车厢采用24个IV型储氢罐，这些储氢罐被放置在每节车厢顶部的车顶舱里,其中还有燃料电池。Hexagon Composites公司在其直径416mm、长3128mm的重型储罐基础上，为该原型火车提供了储氢罐，该储氢罐能以350bar的压力容纳300L即9kg的氢。现在，NPROXX公司为iLint火车提供直径500mm、长2200mm及储存压力350bar的储氢罐。

其他有关氢动力火车的开发还包括：德国西门子公司开发的拥有2节和 3节车厢的 Mireo Plus H 火车，它将于2023～2024年期间在德国的几个地区进行测试。同时，Hexagon Purus公司正在为西班牙Talgo公司将于2023年开始测试的Vittal-One火车提供IV型储氢罐。Hexagon Purus 公司还将为瑞士 Stadler Rail 公司提供储氢罐，用于其在瑞士制造和测试的首列FLIRT火车，该火车将于2024 年在美国加利福尼亚州的圣贝纳迪诺投入使用。

在海运方面，Hexagon Purus 公司于 2021 年 6月宣布，其将成立一个新的子公司 Hexagon Purus Maritime。“我们现在看到，海运市场对氢气的需求和行动正在快速增长。”Hexagon Purus公司的销售市场总监Jrn Helge Dahl 解释道，“由于海上应用环境恶劣，比如有腐蚀，所以我们认为，复合材料为海上储存应用提供了理想的解决方案。”Dahl相信，在国际海事组织（简称 IMO，英国伦敦）设定的目标驱动下，随着2030年的临近，海运业将见证越来越多的项目投入运营。这些项目包括：所有新建的和现有的船只，必须在2008年的基础上，于2030年将CO2排放降低 40%，于2050年将 CO2排放降低 70% 。在航空领域，由于法国政府因新冠肺炎疫情的影响而对空中客车公司提供了救助，同时要求其在2035年为市场带来氢动力的商用飞机，导致 2020年该领域对氢的兴趣突然大增。2020 年夏季，空中客车公司推出了其含有3个飞机机型的ZEROe项目，这些机型的后1/3部分被用来储存液态氢，要求低温控制。

另一个针对区域涡轮螺旋桨飞机的选项是由美国Universal Hydrogen 公 司开发的双罐模块，它采用了CFRP的框架。“我们会根据需要提供模块，所以不需要氢气储存设施。”Universal Hydrogen 的 CTO J.P. Clarke 解释道，“就像电池或厨房用品一样，这些模

块能以简单的方式被装载到飞机上。”该公司于2021年宣布，其已与3家地方航空公司签署了意向书，为现有的涡轮 螺旋桨飞机改装氢动力推进系统。

美国 ZeroAvia 公司于2021年4月宣布，其正在为50 座的支线飞机开发一种2MW的氢电动动力系统。该公司于2021年完成了2430万美元的融资，这将帮助其在2024年实现商业化，并于2026开始服务于民用支线飞机。

氢能储存面临的挑战

IV型容器还面临着严峻的问题。最值得一提的是，碳纤维的成本使得这些 容器非常昂贵。另一个关键问题是储存密度。虽然压缩氢气提供的单位质量能量是汽油的3倍，但其单位体积能量却相当低，需要大型容器来承受储存足够 燃料所需的高压。在-253℃储存时，氢作为低温液体实际上提供了更高的密度，而当储存在-230℃、300bar的低温压缩（CCH2）罐中时，据说氢的最高密度要比储存在700bar的IV型容器中高出 50%。低温罐一般都是金属的，而由 更多复合材料制成的低温罐，目前尚未证明具有与在IV型压缩气体容器中得到证明的完全一样的性能和疲劳寿命，这些IV型压缩气体容器已积累了超过 25 年的性能数据。

另一个问题是，要满足燃料电池汽车（FCV）和基础设施的需求目标，需 要生产数以百万计的储氢罐，由此所需的大量碳纤维可能无法及时提供。“获得足够的碳纤维是我们关注的主要问题之一。”NPROXX公司的Himmen表示，该公司2020～2021财年的业绩实现了翻番，下一财年将继续实现翻番。“我们不是唯一，我认为Hexagon也在以同样的速度增长。我们需要具有一定 质量和性能且价位在一定范围之内的碳纤维。”目前，大多数的IV型容器都采用东丽的T700纤维（拉伸强度4900MPa，模量230 MPa）或类似的纤维。“纤维不够强，意味着需要多缠绕几圈，从而导致容器变厚，这是不可接受的。 如果你现在还不知道明年你的纤维来自哪里, 你可能真的要停产了。”

针对IV型容器的另一大挑战是碳纤维和CFRP容器的成本。法国供应商彼 欧公司和佛吉亚公司均已设定了目标，即到2030年将IV型储氢罐的成本降低30%～75%，同时将储存效率提高7%以上。为此，新的技术正在不断被推出，从德国Cevotec 公司用于容器圆顶以缩短CFRP铺缠时间和成本的 FPP技术，到英国Cygnet Texkimp公司为减少纤维破损而推出的3D缠绕技术，再到复合材料传感器集成专家比利时Com&Sens公司推出的原位容器检测技术。

方鲲 1,2 刘康 1,2 李玫 2 乔治 3

1. 北京热塑性复合材料工程技术研究所

2. 北京纳盛通新材料科技有限责任公司

3. 中化集团塑料公司

摘要：在国家“碳中和”、“碳达峰”的政策支持和引导下，氢能作为国家战略进入了快速发展的通道。IV 型塑料内衬储氢复合材料气瓶由于具有储氢密度更高，疲劳安全可靠性更好等优点，逐渐成为行业研究的热点。本文编译介绍了 近期国外关于复合材料 IV 型气瓶（罐）的市场应用。

前言:高压气体储存容器是先进复合材料，特别是纤维缠绕碳纤维复合材料的最大和增长最快的市场之一。尽管它们用于自给式呼吸装置，以及航空航天飞行 器上提供氧气和气体储存，但主要终端市场用于储存液态丙烷气（LPG）、压缩天然气（CNG）、可再生天然气（RNG）和氢气（H2）。虽然 LPG（液化石油气）储罐主要用于车辆，但发展中国家的烹饪和取暖市场也在不断增长。压缩天然气(CNG)、可再生天然气(RNG)和氢气(H2)燃料系统越来越多地 用于乘用车、公共汽车、卡车和其他车辆，也被称作“移动管道”的补给加气 站或工业场所的大宗运输中。在车辆应用中，这些燃料储罐是减少或零排放动 力系统的关键组成部分。可作为汽油、柴油和喷气燃料的清洁替代品。这些动 力系统还为电池驱动车辆提供了一种无需充电的替代解决方案，其加气基础设施和加气时间与化石燃料相近。

压力容器有 5 种类型:

类型 I：全金属结构，通常为钢结构。

类型 II：大部分是金属，环向缠绕一些纤维，通常采用的是钢或铝金属以及玻 璃纤维复合材料，金属容器与

复合材料分担的结构载荷大致相同。

类型 III：完全由复合材料缠绕金属内胆，通常是在铝内胆外缠绕碳纤维复合材 料，复合材料承受结构荷载。

类型 IV:全复合材料结构，通常是采用聚酰胺（PA）或高密度聚乙烯（HDPE）制成的内胆，内胆外部缠绕碳

纤维或碳纤维/玻璃纤维混合的复合材 料，复合材料承受全部的结构载荷。

类型 V：无内胆，全复合材料的结构。

一直以来，I 型容器占据了 90%以上的市场份额。然而，随着使用复合材 料减轻重量和提高压缩气体储存效率的 III 型和 IV 型容器销量的增加，这种情 况开始改变。V 型仍处于研发阶段，主要用于航空航天领域，但随着新航天产 业的发展，它是一个值得关注的领域。例如，2020 年 4 月，美国 ICT（俄克拉 何马州塔尔萨）开发了一种球形 V 型低温罐，用于航天运载火箭上储存低温液 体推进剂。无衬里碳纤维/环氧树脂低温层是通过纤维缠绕和工业烘箱固化工 艺制造而成。

市场驱动因素和增长

该市场的主要推动力是，全球越来越致力于通过从化石燃料转向可再生、低排放燃料（如CNG、RNG 和 H2）来减少气候变化的影响，目标是到2050年实现零排放。据国际能源机构称：“根据最新报告《到2050 年实现零排 放：全球能源部门路线图》，各国政府迄今作出的气候承诺，即使完全实现，也远远达不到 2050 年底使全球能源相关二氧化碳（CO2）排放量达到净零的要求，而是为全球提供了一个“将全球气温上升限制在 1.5℃”的机会。”

值得一提的是，除上述承诺外，美国的康涅狄格州、马里兰州、马萨诸塞 州、新泽西州、纽约州、俄勒冈州、罗德岛州、佛蒙特州和华盛顿州已经承诺到2050年不再生产新的化石燃料乘用车，同时，这些州与加利福尼亚州、科罗拉多州、夏威夷、缅因州、北卡罗来纳州、俄勒冈、宾夕法尼亚州和哥伦比 亚特区一起，将于 2050 年禁止销售新的采用化石燃料的中、重型车辆。

　　另一个增长迹象是，每年生产1.3亿台内燃机（ICEs）（很多都用于公共汽车和中、重型货车）的美国康明斯公司已投资开发了一款8级燃料电池货车和氢燃料发动机。2021年6月，康明斯表示，到本世纪末，这些产品将接近一台柴油发动机的总体拥有成本（TCO），未来的重型运输将由氢、燃料电池 或电池驱动，而不是柴油。

　　根据2021 Grandview研究报告表明，2020年全球天然气汽车（NGV）销量高于此前预测，实际销售2980万辆，而其预计为2440万辆。它还预测了到2028年增长至3890万辆，复合年增长率为 3.3%。DataIntelo 称，I 型 储罐占 55%的 CNG 储罐市场份额，II、III 和 IV 型储罐市场份额分别约为 25%、15%和 5%。

　　在CW的2020年碳纤维会议上，AJR咨询公司的托尼·罗伯茨和CarbConsult的丹·皮克勒预测，复合材料压力容器中的碳纤维需求将从 2021的 13100 吨增长到 2026 年的20230

吨。相比之下，2021的预计总碳纤维需求为106700公吨，预计到2026年底将达到169000吨。Roberts 和 Pichler 预测，压力容器中的大部分碳纤维将用于移动管道应用（2026 年为6900 MT）以及公共汽车和卡车（2026 年底为 6400 MT）。

压力容器用复合材料

用于储存氢的 IV 型复合材料压力容器，是通过在塑料内胆上缠绕碳纤维并应用环氧树脂而被制成的。设计并制造高度自动化的交钥匙储氢罐生产线的复合材料设备供应商包括：荷兰的Autonational Composites公司、美国的Engineering Technology公司、美国的McClean Anderson公司、马其顿的MIKROSAM公司和德国的Roth Composite Machinery公司，后者声称，采用其新的Rothawin技术，可使储氢罐的生产速度加 快5～ 10倍。

　　MIKROSAM 公司则声称，其客户即俄罗斯的JSC DPO Plastik公司已将全球最大的生产线用于CNG容器和储氢罐的生产，每年能够缠绕6万个容器。 德国Cevotec公司表示，通过在压力容器的圆顶区域使用其纤维贴片铺放（FPP）系统，可以节省20% 的材料和20%的循环时间。Cevotec的CEO解释说，为储存1kg的氢气，容器中的工作压力高达700bar，意味着需要大约10 kg的碳纤维，这是一个非常高的比率。而FPP系统能够将精心设计的碳纤维贴片精确地应用到在缠绕过程中有时会出现问题的区域，据说，一个FPP系统就能对来自多台缠绕机的容器进行补强加固。

　　虽然用于压缩气体储存的大多数IV型压力容器采用碳纤维作为结构增强，外层采用玻璃纤维来防止损坏，但挪威的Umoe Advanced Composites 公司（简称 UAC）却在其IV型容器上只使用玻璃纤维。UAC 面向天然气运输市场而非汽车市场提供 200～350bar的容器，并将于2022年将产品组合扩展到含450～500bar的容器。正如UAC的CEO yvind Hamre所说，玻璃纤维增强 聚合物（GFRP）的容器具有与钢容器一样的成本支出，但重量却降低了70%。而与CFRP容器相比，虽然GFRP容器要重一些，但却降低了50%的成本支出。

在众多市场大展拳脚的储氢罐

对于挪威的Hexagon Purus公司以及荷兰的 NPROXX公司（是康明斯公司与美国 Cimmaron Composites 公司50:50的合资企业，现已被韩国的韩华公司收购。该公司于2021年宣布投资1.3亿美元在美国阿拉巴马州Opelika建造一个新的生产工厂）而言，分销

也是一个重要的市场。

储氢罐的应用不仅在分销市场获得了增长，还在轿车、货车、铁路运输和 海运等领域获得了增长。“在欧洲制造的一部分货车将采用氢动力。”储氢罐制造商NPROXX公司的总经理兼销售负责人Michael Himmen表示。按照欧 洲的法规要求，到2030年，货车OEMs必须确保其制造的货车在CO2排放 上要比2019年的水平平均降低30%。按照Himmen的建议，5%的欧洲货车可以采用氢动力，意味着每年共计将需要15000～20000辆氢动力货车。他确信，从2026～2027年开始，每年可能会制造出2000辆采用氢动力的货车，并在此基础上稳定增长。如果每辆车配 5～7 个 IV 型储氢罐，10年内，重型货车每年需要的储氢罐可能是10万个，每年需要的碳纤维可能是6000t。

在铁路方面，法国阿尔斯通公司的Coradia iLint 氢动力火车已在德国投入使用，14列开往下萨克森州的火车已于2021年开始运行，27列开往莱茵河主要地区的火车将于2022年投入使用。此外，iLint火车目前还在奥地利与 荷兰接受测试。该列车的两节车厢采用24个IV型储氢罐，这些储氢罐被放置在每节车厢顶部的车顶舱里,其中还有燃料电池。Hexagon Composites公司在其直径416mm、长3128mm的重型储罐基础上，为该原型火车提供了储氢罐，该储氢罐能以350bar的压力容纳300L即9kg的氢。现在，NPROXX公司为iLint火车提供直径500mm、长2200mm及储存压力350bar的储氢罐。

其他有关氢动力火车的开发还包括：德国西门子公司开发的拥有2节和 3节车厢的 Mireo Plus H 火车，它将于2023～2024年期间在德国的几个地区进行测试。同时，Hexagon Purus公司正在为西班牙Talgo公司将于2023年开始测试的Vittal-One火车提供IV型储氢罐。Hexagon Purus 公司还将为瑞士 Stadler Rail 公司提供储氢罐，用于其在瑞士制造和测试的首列FLIRT火车，该火车将于2024 年在美国加利福尼亚州的圣贝纳迪诺投入使用。

在海运方面，Hexagon Purus 公司于 2021 年 6月宣布，其将成立一个新的子公司 Hexagon Purus Maritime。“我们现在看到，海运市场对氢气的需求和行动正在快速增长。”Hexagon Purus公司的销售市场总监Jrn Helge Dahl 解释道，“由于海上应用环境恶劣，比如有腐蚀，所以我们认为，复合材料为海上储存应用提供了理想的解决方案。”Dahl相信，在国际海事组织（简称 IMO，英国伦敦）设定的目标驱动下，随着2030年的临近，海运业将见证越来越多的项目投入运营。这些项目包括：所有新建的和现有的船只，必须在2008年的基础上，于2030年将CO2排放降低 40%，于2050年将 CO2排放降低 70% 。在航空领域，由于法国政府因新冠肺炎疫情的影响而对空中客车公司提供了救助，同时要求其在2035年为市场带来氢动力的商用飞机，导致 2020年该领域对氢的兴趣突然大增。2020 年夏季，空中客车公司推出了其含有3个飞机机型的ZEROe项目，这些机型的后1/3部分被用来储存液态氢，要求低温控制。

另一个针对区域涡轮螺旋桨飞机的选项是由美国Universal Hydrogen 公 司开发的双罐模块，它采用了CFRP的框架。“我们会根据需要提供模块，所以不需要氢气储存设施。”Universal Hydrogen 的 CTO J.P. Clarke 解释道，“就像电池或厨房用品一样，这些模

块能以简单的方式被装载到飞机上。”该公司于2021年宣布，其已与3家地方航空公司签署了意向书，为现有的涡轮 螺旋桨飞机改装氢动力推进系统。

美国 ZeroAvia 公司于2021年4月宣布，其正在为50 座的支线飞机开发一种2MW的氢电动动力系统。该公司于2021年完成了2430万美元的融资，这将帮助其在2024年实现商业化，并于2026开始服务于民用支线飞机。

氢能储存面临的挑战

IV型容器还面临着严峻的问题。最值得一提的是，碳纤维的成本使得这些 容器非常昂贵。另一个关键问题是储存密度。虽然压缩氢气提供的单位质量能量是汽油的3倍，但其单位体积能量却相当低，需要大型容器来承受储存足够 燃料所需的高压。在-253℃储存时，氢作为低温液体实际上提供了更高的密度，而当储存在-230℃、300bar的低温压缩（CCH2）罐中时，据说氢的最高密度要比储存在700bar的IV型容器中高出 50%。低温罐一般都是金属的，而由 更多复合材料制成的低温罐，目前尚未证明具有与在IV型压缩气体容器中得到证明的完全一样的性能和疲劳寿命，这些IV型压缩气体容器已积累了超过 25 年的性能数据。

另一个问题是，要满足燃料电池汽车（FCV）和基础设施的需求目标，需 要生产数以百万计的储氢罐，由此所需的大量碳纤维可能无法及时提供。“获得足够的碳纤维是我们关注的主要问题之一。”NPROXX公司的Himmen表示，该公司2020～2021财年的业绩实现了翻番，下一财年将继续实现翻番。“我们不是唯一，我认为Hexagon也在以同样的速度增长。我们需要具有一定 质量和性能且价位在一定范围之内的碳纤维。”目前，大多数的IV型容器都采用东丽的T700纤维（拉伸强度4900MPa，模量230 MPa）或类似的纤维。“纤维不够强，意味着需要多缠绕几圈，从而导致容器变厚，这是不可接受的。 如果你现在还不知道明年你的纤维来自哪里, 你可能真的要停产了。”

针对IV型容器的另一大挑战是碳纤维和CFRP容器的成本。法国供应商彼 欧公司和佛吉亚公司均已设定了目标，即到2030年将IV型储氢罐的成本降低30%～75%，同时将储存效率提高7%以上。为此，新的技术正在不断被推出，从德国Cevotec 公司用于容器圆顶以缩短CFRP铺缠时间和成本的 FPP技术，到英国Cygnet Texkimp公司为减少纤维破损而推出的3D缠绕技术，再到复合材料传感器集成专家比利时Com&Sens公司推出的原位容器检测技术。