“氢”帆启航：氢能船舶未来可期

 

发展氢能船舶的必要性

 

“双碳”目标下，航运业减排压力巨大。据公开数据显示，船舶行业每年的碳排放量达到11.2亿吨以上，占世界二氧化碳排放总量的4.5%，是温室气体主要排放源之一。要实现船舶行业的绿色转型，只要将清洁燃料和电力推进技术相结合，氢燃料电池船舶是重要的发展路线。

 

有专家指出“我国航运减排总体发展思路是以清洁能源为核心，以动力技术、能效技术为辅助措施的综合减排路径。”氢燃料电池具有能量能量转化率高、零排放、无污染的优势，是理想的绿色船舶电力推进系统发电装置。

 

从技术层面来看，氢能船舶在船舶领域也占有优势。

 

氢燃料电池是直流电源，电源稳定，且不产生温室气体，规模化后维护成本低、寿命长。氢燃料电池能量密度要高于锂电池，航行时间长，支持远程运输。

 

政策环境

 

近年来，世界各国政府及相关组织为保障氢能船舶的发展出台了有关政策。

 

2021年1月，日本经济产业省发布了《绿色增长战略》。3月，韩国现代重所控股的韩国造船海洋与韩国船级社（KR）正共同开发定制全球首个氢能船舶国际标准。

 

2021年7月，由DNV船级社牵头，26家领先公司与协会组成的联盟推出《氢燃料船舶手册》

 

国内相关扶持政策也明显增多。

 

2022年3月，中国海事局发布了《氢燃料电池动力船舶技术与检验暂行规则（2022）》，对检验与发证、船舶布置、轮机、电气装置、控制检测和安全系统、消防、氢燃料储存、氢燃料加注等方面做出了具体的要求。

 

地方政府方面，尤其是滨海城市，如佛山、茂名、广州、深圳等，均提出氢能船舶的发展规划。

 

 

国内组织方面，2017年，中国船级社发布了《船舶应用替代燃料指南》。2022年3月，发布了《氢燃料电池》、《氢气瓶》、《重整装置》等3份涉及船用氢燃料电池系统的产品检验指南。

 

2022年7月，中国船级社发布的《船舶应用甲醇/乙醇燃料指南》（2022）、《船舶应用氨燃料指南》（2022）、《船舶应用燃料电池发电装置指南》（2022）正式生效。

 

但有专家也指出，目前国内燃料电池船舶领域标准有待完善，氢能船舶示范运营也有待加强。

 

国内外项目涌现

 

截至目前，小型氢能船依然是当前主流，氢能船舶以客串、渡船、内河货船、拖轮为主，多用于近海、内河、湖泊等场景。大型氢能船舶是当前各国的研发目标。

 

欧洲在氢能船舶领域研究较为领先，日本和美国因燃料电池上技术优势，船用氢燃料电池产业飞速发展。一些发达国家已成功研制不同类型的氢动力船舶并取得示范应用，比较有代表性的有法国“Energy Observer”号、德国“Alsterwasser”号、比利时“Hydroville”号日本燃料电池渔船、美国“Water-Go-Round”渡船、韩国“Gold Green Hygen”氢动力旅游船等。

 

 

国内目前氢能船舶领域的产品多为用于内河的观光船舶、巡查船舶等。

 

今年3月，国内首艘入级中国船级社（CCS）的 500 千瓦级氢燃料电池动力工作船“三峡氢舟 1”号在广东省中山市下水。

 

 

4月，首艘商用氢燃料电池动力游览船“西海新源1号”在江西省九江市九江湖心新能源船艇科技园内成功合拢。同月，中国的第一艘氢能竞赛原型动力艇在郑州郑东新区龙湖水域下水首航。

 

5月，首艘氢动力海上交通船“蠡湖未来”号主要设计图纸正式通过了中国船级社（CCS）武汉规范研究所审图中心的审核和批准程序，“蠡湖未来”号将成为我国首艘入级CCS的氢动力海船和铝合金船舶。

 

氢能船舶未来发展

 

近年来多家科研机构与企业积极参与，相关专利成果涌现，据交通运输部数据显示，全球船用燃料电池市场容量大约有160GW，至2025年，氢能船舶总数约为600艘，氢燃料电池市场规模将达到200亿。

 

但氢能船舶市场仍有问题亟需解决。如基础设施配套问题，船用燃料电池成本和续航问题以及燃料电池寿命问题。

 

大型化、多样化是是当前氢能船舶领域的发展目标，而先进的、成熟的储氢技术则是发展的底层基础，液氢、金属氧化物储氢、有机液态储氢等高密度储氢技术值得期待。另一方面，船舶行业近几年经济性不高，燃料的替换也要考虑成本问题。

 

有专家给出建议，要加快大型燃料电池动力船舶的设计研发和专利布局，加快推出支持补贴政策，健全燃料补给保障条件，以保证氢能船舶产业化发展。