氫能船舶插上“政策”翅膀

氫能在船舶行業(yè)的應(yīng)用，插上了政策支持的“翅膀”。

6月4日，交通運(yùn)輸部關(guān)于印發(fā)《內(nèi)河航運(yùn)發(fā)展綱要》的通知明確提出：“推廣LNG節(jié)能環(huán)保船舶，探索發(fā)展純電力、燃料電池等動(dòng)力船舶，研究推進(jìn)太陽(yáng)能、風(fēng)能、氫能等在行業(yè)的應(yīng)用。推進(jìn)船舶靠港使用岸電。完善水上綠色綜合服務(wù)區(qū)、液化天然氣加注碼頭等綠色服務(wù)體系建設(shè)。加強(qiáng)港口節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用。”

《綱要》之所以提出加大“新能源清潔能源推廣應(yīng)用力度”，高工產(chǎn)研氫電研究所(GGII)分析認(rèn)為最大動(dòng)因還在于環(huán)保政策，即IMO2020限硫令和航運(yùn)減碳。

IMO2020限硫令指出，自2020年1月起，全球范圍內(nèi)航運(yùn)燃油硫含量從3.5%一下子直降到0.5%;航運(yùn)減排協(xié)議要求，2050年航運(yùn)的二氧化碳排放量相比2008年減少50%，并朝著零碳排放目標(biāo)邁進(jìn)。

如此大力度的環(huán)保減排壓力下，交通部倡導(dǎo)新能源船舶自然是應(yīng)勢(shì)而生。

目前新能源船舶技術(shù)路線主要有LNG、純電動(dòng)、燃料電池、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等。上述技術(shù)路中，氫燃料電池系統(tǒng)作為能源高效、零污染、震動(dòng)噪聲低的動(dòng)力系統(tǒng)，被一致認(rèn)為是未來(lái)船舶動(dòng)力裝置發(fā)展的首選。

事實(shí)上氫燃料電池船舶目前也已有案例證明這一技術(shù)路線的可行性，并已呈現(xiàn)出一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

2019年12月3日，中國(guó)船舶集團(tuán)自主設(shè)計(jì)研發(fā)的全球首艘氫燃料試點(diǎn)船舶設(shè)計(jì)方案在第20屆中國(guó)國(guó)際海事展期間舉辦的綠色技術(shù)論壇上首次發(fā)布。

該船由中國(guó)船舶集團(tuán)自主設(shè)計(jì)研發(fā)，是一艘2000噸級(jí)定點(diǎn)航線內(nèi)河自卸貨船，船長(zhǎng)70.5米，寬13.9米，續(xù)航力140千米。采用4x125kW氫燃料電池作為船舶主動(dòng)力源(4.690,-0.03,-0.64%)，輔以4x250kWh鋰電池組進(jìn)行調(diào)峰補(bǔ)償，同時(shí)船舶載有35MPa高壓氫氣瓶組儲(chǔ)存氫氣燃料。具有續(xù)航力強(qiáng)，冗余度、可靠性、安全性高等技術(shù)特點(diǎn)。

國(guó)際范圍內(nèi)，日本在一艘漁船上試驗(yàn)搭載450公升的氫燃料，每次加氫能航行兩個(gè)小時(shí);美國(guó)第一首氫燃料電池/柴電混合動(dòng)力渡輪，功率為1400馬力，最多可搭載600名乘客;挪威在一首民用船上，先于2009年安裝了330kW的燃料電池組，后于2012年安裝了新的混合燃料系統(tǒng)，現(xiàn)運(yùn)營(yíng)已近10年，被證明具有良好的經(jīng)濟(jì)型和動(dòng)力靈活性，等。

即便是如此，就目前而言，發(fā)展氫燃料電池船舶仍面臨比較艱巨的挑戰(zhàn)。

其一，前期投資大。發(fā)展氫燃料電池船舶需要建設(shè)港口、碼頭加氫站，水上加氫站或是加注站。這類投資金額之大，可以想象;

其二，相對(duì)于傳統(tǒng)柴油機(jī)，燃料電池的動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢，如遇到極端情況，響應(yīng)速度慢會(huì)影響船體的靈活性，容易造成事故;

其三，目前氫燃料電池的功率較低，適用范圍受限，僅能提供kW級(jí)別的動(dòng)力，能夠滿足小型民用船舶的要求，而中大型船舶往往需要MW級(jí)別的動(dòng)力，特別是商船、油輪等。

其四，作為一個(gè)新興的動(dòng)力系統(tǒng)，在零部件獲取方便程度、專業(yè)人員數(shù)量、維修經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)人員數(shù)量等各方面距離內(nèi)燃機(jī)均有較大差距。

此外，目前國(guó)內(nèi)氫燃料電池的相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)尚未完善，在建造或改造過(guò)程中缺乏可遵循的標(biāo)準(zhǔn)，這也將國(guó)內(nèi)限制燃料電池船舶的推廣。

“氫燃料電池動(dòng)力船舶應(yīng)用目前技術(shù)可行，然而，氫氣作為危險(xiǎn)品管理，設(shè)計(jì)建造附加要求較高;船用氫氣加注基站的規(guī)劃審批及營(yíng)運(yùn)監(jiān)管等政策空白，氫氣生產(chǎn)與供給均處于起步培育階段;氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)研制成本過(guò)高等問(wèn)題，制約了氫燃料電池動(dòng)力船舶的推廣應(yīng)用，未來(lái)還有很長(zhǎng)的路要走。”中國(guó)船舶集團(tuán)605研究院的李明敏表示。

雖然困難重重，目前已經(jīng)有一些國(guó)內(nèi)外燃料電池企業(yè)瞄準(zhǔn)船舶應(yīng)用領(lǐng)域。

比如美錦能源，在其長(zhǎng)三角地區(qū)的業(yè)務(wù)布局上，將燃料電池船舶動(dòng)力列為方向之一;中船重工712所、上海海事大學(xué)、杭州現(xiàn)代船舶等多家企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)在船舶燃料電池系統(tǒng)的研發(fā)上申請(qǐng)了一批專利。

ABB和HDFEnergy今年4月簽署諒解備忘錄，將在HDFEnergy位于法國(guó)波爾多的新工廠中為船舶市場(chǎng)建立兆瓦級(jí)規(guī)模的燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)線。

資料顯示，世界范圍內(nèi)，船舶用燃料電池的市場(chǎng)容量大約有160GW。據(jù)國(guó)內(nèi)交通運(yùn)輸部水科院的數(shù)據(jù)和專家預(yù)計(jì)，2025年氫燃料電池系統(tǒng)改造船數(shù)量和新建氫燃料電池船舶數(shù)量分別將達(dá)400艘和200艘，氫燃料電池系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到200億元。

現(xiàn)隨著《綱要》的出臺(tái)，就國(guó)內(nèi)市場(chǎng)而言，隨后將發(fā)展瞄頭指向氫能船舶技術(shù)及產(chǎn)品的企業(yè)，會(huì)越來(lái)越多。