發(fā)展氫能船舶的必要性

 

“雙碳”目標(biāo)下，航運(yùn)業(yè)減排壓力巨大。據(jù)公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，船舶行業(yè)每年的碳排放量達(dá)到11.2億噸以上，占世界二氧化碳排放總量的4.5%，是溫室氣體主要排放源之一。要實(shí)現(xiàn)船舶行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型，只要將清潔燃料和電力推進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，氫燃料電池船舶是重要的發(fā)展路線。

 

有專(zhuān)家指出“我國(guó)航運(yùn)減排總體發(fā)展思路是以清潔能源為核心，以動(dòng)力技術(shù)、能效技術(shù)為輔助措施的綜合減排路徑。”氫燃料電池具有能量能量轉(zhuǎn)化率高、零排放、無(wú)污染的優(yōu)勢(shì)，是理想的綠色船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)發(fā)電裝置。

 

從技術(shù)層面來(lái)看，氫能船舶在船舶領(lǐng)域也占有優(yōu)勢(shì)。

 

氫燃料電池是直流電源，電源穩(wěn)定，且不產(chǎn)生溫室氣體，規(guī)模化后維護(hù)成本低、壽命長(zhǎng)。氫燃料電池能量密度要高于鋰電池，航行時(shí)間長(zhǎng)，支持遠(yuǎn)程運(yùn)輸。

 

政策環(huán)境

 

近年來(lái)，世界各國(guó)政府及相關(guān)組織為保障氫能船舶的發(fā)展出臺(tái)了有關(guān)政策。

 

2021年1月，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布了《綠色增長(zhǎng)戰(zhàn)略》。3月，韓國(guó)現(xiàn)代重所控股的韓國(guó)造船海洋與韓國(guó)船級(jí)社（KR）正共同開(kāi)發(fā)定制全球首個(gè)氫能船舶國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

 

2021年7月，由DNV船級(jí)社牽頭，26家領(lǐng)先公司與協(xié)會(huì)組成的聯(lián)盟推出《氫燃料船舶手冊(cè)》

 

國(guó)內(nèi)相關(guān)扶持政策也明顯增多。

 

2022年3月，中國(guó)海事局發(fā)布了《氫燃料電池動(dòng)力船舶技術(shù)與檢驗(yàn)暫行規(guī)則（2022）》，對(duì)檢驗(yàn)與發(fā)證、船舶布置、輪機(jī)、電氣裝置、控制檢測(cè)和安全系統(tǒng)、消防、氫燃料儲(chǔ)存、氫燃料加注等方面做出了具體的要求。

 

地方政府方面，尤其是濱海城市，如佛山、茂名、廣州、深圳等，均提出氫能船舶的發(fā)展規(guī)劃。

 

 

國(guó)內(nèi)組織方面，2017年，中國(guó)船級(jí)社發(fā)布了《船舶應(yīng)用替代燃料指南》。2022年3月，發(fā)布了《氫燃料電池》、《氫氣瓶》、《重整裝置》等3份涉及船用氫燃料電池系統(tǒng)的產(chǎn)品檢驗(yàn)指南。

 

2022年7月，中國(guó)船級(jí)社發(fā)布的《船舶應(yīng)用甲醇/乙醇燃料指南》（2022）、《船舶應(yīng)用氨燃料指南》（2022）、《船舶應(yīng)用燃料電池發(fā)電裝置指南》（2022）正式生效。

 

但有專(zhuān)家也指出，目前國(guó)內(nèi)燃料電池船舶領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)有待完善，氫能船舶示范運(yùn)營(yíng)也有待加強(qiáng)。

 

國(guó)內(nèi)外項(xiàng)目涌現(xiàn)

 

截至目前，小型氫能船依然是當(dāng)前主流，氫能船舶以客串、渡船、內(nèi)河貨船、拖輪為主，多用于近海、內(nèi)河、湖泊等場(chǎng)景。大型氫能船舶是當(dāng)前各國(guó)的研發(fā)目標(biāo)。

 

歐洲在氫能船舶領(lǐng)域研究較為領(lǐng)先，日本和美國(guó)因燃料電池上技術(shù)優(yōu)勢(shì)，船用氫燃料電池產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展。一些發(fā)達(dá)國(guó)家已成功研制不同類(lèi)型的氫動(dòng)力船舶并取得示范應(yīng)用，比較有代表性的有法國(guó)“Energy Observer”號(hào)、德國(guó)“Alsterwasser”號(hào)、比利時(shí)“Hydroville”號(hào)日本燃料電池漁船、美國(guó)“Water-Go-Round”渡船、韓國(guó)“Gold Green Hygen”氫動(dòng)力旅游船等。

 

 

國(guó)內(nèi)目前氫能船舶領(lǐng)域的產(chǎn)品多為用于內(nèi)河的觀光船舶、巡查船舶等。

 

今年3月，國(guó)內(nèi)首艘入級(jí)中國(guó)船級(jí)社（CCS）的 500 千瓦級(jí)氫燃料電池動(dòng)力工作船“三峽氫舟 1”號(hào)在廣東省中山市下水。

 

 

4月，首艘商用氫燃料電池動(dòng)力游覽船“西海新源1號(hào)”在江西省九江市九江湖心新能源船艇科技園內(nèi)成功合攏。同月，中國(guó)的第一艘氫能競(jìng)賽原型動(dòng)力艇在鄭州鄭東新區(qū)龍湖水域下水首航。

 

5月，首艘氫動(dòng)力海上交通船“蠡湖未來(lái)”號(hào)主要設(shè)計(jì)圖紙正式通過(guò)了中國(guó)船級(jí)社（CCS）武漢規(guī)范研究所審圖中心的審核和批準(zhǔn)程序，“蠡湖未來(lái)”號(hào)將成為我國(guó)首艘入級(jí)CCS的氫動(dòng)力海船和鋁合金船舶。

 

氫能船舶未來(lái)發(fā)展

 

近年來(lái)多家科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)積極參與，相關(guān)專(zhuān)利成果涌現(xiàn)，據(jù)交通運(yùn)輸部數(shù)據(jù)顯示，全球船用燃料電池市場(chǎng)容量大約有160GW，至2025年，氫能船舶總數(shù)約為600艘，氫燃料電池市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到200億。

 

但氫能船舶市場(chǎng)仍有問(wèn)題亟需解決。如基礎(chǔ)設(shè)施配套問(wèn)題，船用燃料電池成本和續(xù)航問(wèn)題以及燃料電池壽命問(wèn)題。

 

大型化、多樣化是是當(dāng)前氫能船舶領(lǐng)域的發(fā)展目標(biāo)，而先進(jìn)的、成熟的儲(chǔ)氫技術(shù)則是發(fā)展的底層基礎(chǔ)，液氫、金屬氧化物儲(chǔ)氫、有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫等高密度儲(chǔ)氫技術(shù)值得期待。另一方面，船舶行業(yè)近幾年經(jīng)濟(jì)性不高，燃料的替換也要考慮成本問(wèn)題。

 

有專(zhuān)家給出建議，要加快大型燃料電池動(dòng)力船舶的設(shè)計(jì)研發(fā)和專(zhuān)利布局，加快推出支持補(bǔ)貼政策，健全燃料補(bǔ)給保障條件，以保證氫能船舶產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。