进一步大力投入，提升特种应用、改装和服务代理业务。

建设全国统一大市场，必须加强五个统一 我国具有超大规模的市场优势，既是指现实的，更是指未来的。第一步，在十四五期间，大幅缩小我国与美国的消费总量差距，将目前我国居民消费总量仅占美国的27.6%提高到50%，同时将消费率提高到60%左右。

必须深化资本市场改革，加大对资本市场的监督，打通各种制约资本市场有效发展的堵点，建立长效发展的激励机制，促进我国资本大市场的规范发展，特别是要着力培育风险投资市场，支持企业创新发展。第二，加快建设全国统一大市场，是实现科技自立自强、推进产业升级的重要动力。主要从完善法律制度的角度，使市场基础制度统一规范。从现实来讲，经过改革开放40多年的快速发展，我国形成了全球第二大消费市场，投资与金融市场、要素与资源品市场、物流市场等得到了快速发展，但很多是大而不统一，或者是大而不强的，还有些是长期发展不充分的。三是推进交易平台优化升级。

主要是健全商品质量体系、完善标准和计算体系，全面提高消费服务质量。包括加快推进社会信用立法。此外，随着从示范阶段向商用阶段逐步转变，氢燃料电池电动汽车的车载供氢系统压力逐渐从35MPa向70MPa发展，加氢站储氢容器设计压力也逐渐从50MPa提升到98MPa，这对氢能高压储运设备提出了更高的安全要求。

目前，在满足安全性等基本要求的前提下，降低成本依然是氢能高压储运设备面临的挑战。发展现状 01 储氢高压设备 固定式储氢高压容器 固定式储氢高压容器主要用于加氢站、氢储能、应急电站等，目前在加氢站中应用最为广泛。近年来，国内外已发生数起事故。压缩氢气压力高，存在氢脆风险 如图所示，氢能高压储运设备的储氢压力高，这些设备长期在高压氢气环境下运行，其临氢材料易因氢脆而产生性能劣化

氢气易漏易燃易爆且储量大，一旦失效，危害严重 与汽油和天然气相比，氢气的密度小、扩散系数大、点火能量低、燃烧和爆炸范围宽、燃烧火焰速度快，具有易漏易燃易爆的特性。该类容器结构简单、制造成本低、可批量生产，但其容积受到限制。

目前，在满足安全性等基本要求的前提下，降低成本依然是氢能高压储运设备面临的挑战。在氢能高压储运设备的建造成本中，材料成本所占比例最高，因此通过开发高性能、低成本抗氢材料可以有效降低设备成本。旋压式储氢高压容器由无缝钢管旋压而成，其设计压力通常不超过50MPa，目前主要用于35MPa加氢站。多层钢质储氢高压容器主要有钢带错绕式全多层储氢高压容器、层板包扎式储氢高压容器。

该类设备的公称工作压力通常为20~30MPa，容积不大于3000L，单车运氢量不超过500kg，运输效率低、成本高。Ⅳ型瓶在国外的研发和应用较早，美国Hexagon、日本丰田、韩国ILJIN等都已研发出了70MPa的Ⅳ型瓶产品，质量储氢密度已达5.7%。氢能高压储运设备的储氢量大。图4 氢气及掺氢管道分布情况 03规范标准 为了引导氢能高压储运设备的健康发展，我国对规范标准的制定极为重视，已经在测试方法、产品等方面制定了系列标准。

氢燃料电池叉车主要采用钢质高压氢气瓶，其余则采用铝内胆碳纤维全缠绕氢气瓶（简称Ⅲ型瓶）和塑料内胆碳纤维全缠绕氢气瓶（简称Ⅳ型瓶）。目前，单台容器的水容积通常不超过1000L，因此多以容器组形式（有的容器数高达21台）使用，需要加强火灾、撞击等极端条件下多台容器间的相互作用机制及其对失效行为影响的研究。

氢能高压储运设备是指用于氢能储存、运输的高压设备。此外，通过优化结构、改进设计方法和制造工艺、实现规模化生产也可以降低设备成本。

02 轻量化 轻量化是车载高压氢气瓶、长管拖车及管束式集装箱等氢能高压储运设备的基本要求。近年来，国内外已发生数起事故。车载氢气瓶储存1kg氢气的最终成本目标为266美元。此外，随着从示范阶段向商用阶段逐步转变，氢燃料电池电动汽车的车载供氢系统压力逐渐从35MPa向70MPa发展，加氢站储氢容器设计压力也逐渐从50MPa提升到98MPa，这对氢能高压储运设备提出了更高的安全要求。此外，各因素之间还可能存在耦合作用。除具有氢能高压储运设备的基本特点外，高压氢气瓶还具有以下特点： （1）体积、重量受限，受车内空间限制，气瓶的容积通常不大于450L，其质量越轻，越有利于提高整车性能及降低成本。

由于影响因素众多且机制复杂，对氢能高压储运设备的服役性能预测和调控非常困难。应力强度因子范围ΔK较小时，氢对材料疲劳裂纹扩展速率影响较小，但ΔK超过一定值后，影响显著。

例如：有研究发现，当氢气压力小于40MPa时，Cr-Mo钢的氢脆敏感性随着加载频率的减小反而降低。DOE发布了固定式储氢容器和燃料电池汽车用氢气瓶的成本目标：固定式低压（16MPa）储氢容器储存1kg氢气的最终成本目标为450美元，中压（43MPa）和高压（92.5MPa）容器为600美元。

面临挑战 01 安全性 安全可靠是氢能高压储运设备最基本的要求，目前该类设备依然在法规、技术及管理等方面存在风险。由于高压氢气储量大、充放频繁且易导致氢脆，因此，氢能高压储运设备具有潜在的泄漏和爆炸危险。

目前，我国LPG-Ⅳ型瓶产能已超100万只/年，Ⅳ型氢气瓶产品也已面市。图2 佛吉亚70MPaIV型高压车载储氢瓶 高压氢气瓶 高压氢气瓶主要用于氢能交通运载，如氢燃料电池乘用车、物流车、大巴车、叉车、重卡、轮船、无人机等。为了推动我国氢能高压储运设备的轻量化发展，国家重点研发计划项目70MPa车载高压储氢瓶技术的技术指标中要求质量储氢密度不小于5.0%。这为氢能安全储运敲响了警钟。

（4）使用环境复杂多变，使用环境和车辆所在的地域、路况条件等有关，存在机械损伤、环境侵蚀等风险。对于长管拖车和管束式集装箱等设备，目前主要通过提升储氢压力以及优化复合材料结构等方式实现轻量化，国家重点研发计划项目公路运输用高压、大容量管束集装箱氢气储存技术的技术指标中要求公称工作压力不小于50MPa，质量储氢密度不小于5.5%。

临氢材料表面粗糙度越大，高压氢气对设备疲劳性能的损减越严重。通常，材料强度越高，疲劳裂纹扩展速率越快，氢致开裂应力强度因子门槛值越低。

例如，加注能力为800kg/天的70MPa加氢站中储氢容器所占成本比例约为15%，且加氢站规模越大，储氢容器所占成本比例越高。据统计，截至2021年底，我国已建成加氢站191座，在役固定式储氢高压容器超1500台。

氢气管道 氢气管道具有种类多、管径和压力范围大、量大面广等特点，分类及用途如上图所示。基本特点 与压缩天然气储运设备、加氢反应器等高压设备相比，氢能高压储运设备具有以下三个基本特点。相比单层钢质储氢高压容器，该类容器的储氢压力更高，容积也更大。2021年8月，沈阳市发生氢气罐车软管破裂爆燃。

发展现状 01 储氢高压设备 固定式储氢高压容器 固定式储氢高压容器主要用于加氢站、氢储能、应急电站等，目前在加氢站中应用最为广泛。单层钢质储氢高压容器主要有旋压式储氢高压容器和单层整锻式储氢高压容器。

若泄漏至受限空间，则易形成可燃氢气云，一旦被点燃就会产生爆燃、爆轰，对设备安全运行和人民生命财产安全造成严重危害。服役性能影响因素多且机制复杂，调控困难 氢能高压储运设备的服役性能受到材料（抗拉强度、化学成分、微观组织等）、环境（氢气压力、环境温度、氢气纯度等）、应力（载荷、结构、加载方式等）及制造（成型工艺、热处理、表面质量等）等诸多因素的综合影响。

图5 氢能高压储运设备相关标准 目前，我国正在组织起草加氢站储氢压力容器、氢气瓶组合阀、氢气瓶定期检验、加氢站氢气充装协议等相关国家标准。此外，该类容器多采用Cr－Mo钢（主要为4130X）制造，材料氢脆敏感性较高。