随着燃料电池技术的日益成熟,政策标准的相继发布,氢能船舶或将在近一两年内初步开启示范试航。
今年以来,国内氢燃料电池船舶领域好消息不断,如浙江舟山首批氢能船舶交付、国内首艘入级中国船级社的500kW氢燃料电池动力工作船“三峡氢舟1号”开工;《氢燃料动力船舶技术与检验暂行规则》正式对外发布。氢燃料电池船舶热度大增,大有扬帆起航的态势。
在上游燃料电池企业和下游船舶企业的联合推动下,国内氢能船舶迈向产业化的节奏正在加快,燃料电池端未势能源、武汉众宇等多家企业以及大连化物所、中船718所等科研单位都开始布局氢能船舶市场,国产氢能船舶距离初步的产业化示范也越来越近。
发展氢能船舶的必要性
海运业是温室气体主要排放源之一,国际海事组织(IMO)公布的数据显示,船舶行业每年的碳排放量为11.2亿吨以上,约占世界二氧化碳排放总量的4.5%,并呈继续增加的趋势。
在IMO2020限硫令和“双碳”目标压力下,船舶行业绿色转型迫在眉睫。基于氢燃料电池在船舶领域应用优势明显,且不产生温室气体,因此氢燃料电池船舶成为船舶业实现绿色转型的重要选择。
从技术层面来看,氢燃料电池在船舶领域应用具有三大优势:
其一,可以实现工业规模化生产,电源稳定可靠。氢燃料电池是稳定直流电源的来源,可以分布在整个船舶上,为船舶的发动机提供动力并满足其所有电力需求。并且不产生温室气体,维护成本低(燃料电池系统可重建)且使用寿命极长。
其二,支持远程运输,可快速加氢。氢气的能量密度比锂电池更高,因此燃料电池驱动的船舶可在再次加氢前运行更长时间、行驶得更远。
其三,氢气可储存在大型液体储存设施中,以便于在码头加氢。
“排放量较高的船舶,受零排放法规的影响最大,也是最合适用氢能船舶替代。”一位资深专家表示,固定线路轮渡、近海船只、进出峡湾的游轮等都适合采用氢燃料电池技术。
氢能船舶的政策支持
正是由于氢能在绿色能源船舶应用领域有着难以替代的优越性,各国政府和相关组织协会正在出台有关政策,为氢能船舶的顺利出海保驾护航,一场氢能船舶革命正在蓄势待发。
2021年6月,由DNV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》,以解决船用燃料氢的各种难题。这项名为“MarHySafe”的联合开发项目(JDP)旨在为航运中氢能的安全操作提供知识库,共同研究氢能上船的挑战。
这是由欧美国家主导的氢能上船实践手册和未来监管框架蓝图,液化空气、林德、川崎、查特工业、派克、巴拉德、康明斯等知名公司被列为一期观察员,参与到《氢燃料船舶手册》的制订过程中。
在国内出台的政策中,今年来也颁布了多项发展氢能船舶的相关政策和法规。
2022年3月,由中国船级社编制的《氢燃料动力船舶技术与检验暂行规则》正式对外发布。此外,中国船级社发布了《E23氢燃料电池》、《B07氢气瓶》、《M28重整装置》和《船舶应用燃料电池发电装置指南2022》,使得氢船检测开始有标准可依。
由此可见,在全球范围内,支持氢能船舶产业发展的政策和标准正在酝酿形成的过程中。
未势能源进军氢能船舶领域
现阶段,虽然国内企业的研发重点主要集中在车用氢燃料电池技术上,但是部分企业在船用技术研发上的投入也开始逐渐增多。部分燃料电池企业开始与科研单位合作,积极展开氢能船舶的燃料电池应用尝试,未势能源就是其中的先锋者。
未势能源与中船重工718所签署氢能战略合作协议
2020年,未势能源与中船重工718所签署氢能项目战略合作协议。伴随合作协议的签署,双方将加强在电解水制氢设备、加氢站、车载氢系统、氢气纯化及氢燃料电池产品业务上的合作关系,并将重点在其各自具有产品和资源优势的地区,探索氢能与燃料电池商业化模式生态建设方面开展合作。
未势能源与多家企业完成“零碳货运、零碳建筑、零碳船舶”三大场景签约
2021年10月,未势能源与大连海事大学新能源船舶动力技术研究院(下称“大连海事船舶技术研究院”)签署了战略合作协议。
未势能源携手蠡湖股份、大连海事大学、海大清能船舶,共同开发中国第一艘氢燃料电池交通艇,动力系统配套未势能源2套百千瓦级大功率燃料电池发动机,未来规划在大连沿海海域进行航线运营测试。
现阶段,未势能源研发制造的大容量液氢系统具有高集成化、系统高智能化、超大容量等技术优势,能够适配船舶狭小的空间,克服船舶运输中高温、高湿、高盐、晃荡、振动等恶劣环境,满足船用领域长途、重载的特殊使用场景。
零排放的氢燃料电池技术应用于船舶是一种有效的解决方案,而车用、船用燃料电池同步发展具有产业协同效应。在未势能源等燃料电池企业、船舶公司和科研院所的共同努力下,未来2年内有望真正实现“氢能上船”示范应用的初步落地。
