發展氫能船舶的必要性

 

“雙碳”目標下，航運業減排壓力巨大。據公開數據顯示，船舶行業每年的碳排放量達到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。要實現船舶行業的綠色轉型，只要將清潔燃料和電力推進技術相結合，氫燃料電池船舶是重要的發展路線。

 

有專家指出“我國航運減排總體發展思路是以清潔能源為核心，以動力技術、能效技術為輔助措施的綜合減排路徑。”氫燃料電池具有能量能量轉化率高、零排放、無污染的優勢，是理想的綠色船舶電力推進系統發電裝置。

 

從技術層面來看，氫能船舶在船舶領域也占有優勢。

 

氫燃料電池是直流電源，電源穩定，且不產生溫室氣體，規模化后維護成本低、壽命長。氫燃料電池能量密度要高于鋰電池，航行時間長，支持遠程運輸。

 

政策環境

 

近年來，世界各國政府及相關組織為保障氫能船舶的發展出臺了有關政策。

 

2021年1月，日本經濟產業省發布了《綠色增長戰略》。3月，韓國現代重所控股的韓國造船海洋與韓國船級社（KR）正共同開發定制全球首個氫能船舶國際標準。

 

2021年7月，由DNV船級社牽頭，26家領先公司與協會組成的聯盟推出《氫燃料船舶手冊》

 

國內相關扶持政策也明顯增多。

 

2022年3月，中國海事局發布了《氫燃料電池動力船舶技術與檢驗暫行規則（2022）》，對檢驗與發證、船舶布置、輪機、電氣裝置、控制檢測和安全系統、消防、氫燃料儲存、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展規劃。

 

 

國內組織方面，2017年，中國船級社發布了《船舶應用替代燃料指南》。2022年3月，發布了《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的產品檢驗指南。

 

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

 

但有專家也指出，目前國內燃料電池船舶領域標準有待完善，氫能船舶示范運營也有待加強。

 

國內外項目涌現

 

截至目前，小型氫能船依然是當前主流，氫能船舶以客串、渡船、內河貨船、拖輪為主，多用于近海、內河、湖泊等場景。大型氫能船舶是當前各國的研發目標。

 

歐洲在氫能船舶領域研究較為領先，日本和美國因燃料電池上技術優勢，船用氫燃料電池產業飛速發展。一些發達國家已成功研制不同類型的氫動力船舶并取得示范應用，比較有代表性的有法國“Energy Observer”號、德國“Alsterwasser”號、比利時“Hydroville”號日本燃料電池漁船、美國“Water-Go-Round”渡船、韓國“Gold Green Hygen”氫動力旅游船等。

 

 

國內目前氫能船舶領域的產品多為用于內河的觀光船舶、巡查船舶等。

 

今年3月，國內首艘入級中國船級社（CCS）的 500 千瓦級氫燃料電池動力工作船“三峽氫舟 1”號在廣東省中山市下水。

 

 

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

 

5月，首艘氫動力海上交通船“蠡湖未來”號主要設計圖紙正式通過了中國船級社（CCS）武漢規范研究所審圖中心的審核和批準程序，“蠡湖未來”號將成為我國首艘入級CCS的氫動力海船和鋁合金船舶。

 

氫能船舶未來發展

 

近年來多家科研機構與企業積極參與，相關專利成果涌現，據交通運輸部數據顯示，全球船用燃料電池市場容量大約有160GW，至2025年，氫能船舶總數約為600艘，氫燃料電池市場規模將達到200億。

 

但氫能船舶市場仍有問題亟需解決。如基礎設施配套問題，船用燃料電池成本和續航問題以及燃料電池壽命問題。

 

大型化、多樣化是是當前氫能船舶領域的發展目標，而先進的、成熟的儲氫技術則是發展的底層基礎，液氫、金屬氧化物儲氫、有機液態儲氫等高密度儲氫技術值得期待。另一方面，船舶行業近幾年經濟性不高，燃料的替換也要考慮成本問題。

 

有專家給出建議，要加快大型燃料電池動力船舶的設計研發和專利布局，加快推出支持補貼政策，健全燃料補給保障條件，以保證氫能船舶產業化發展。