海運(yùn)業(yè)是溫室氣體主要排放源之一。目前,該行業(yè)的二氧化碳排放量大約占全球溫室氣體的3%-每年約3億噸。如果不采取行動,到2050年,這個百分比預(yù)計將上升至5%。那有什么解決方案呢?
本文將提出一個實(shí)用、有效的解決方案:以零排放氫燃料電池技術(shù),作為某些船舶燃料動力的替代品。
海運(yùn)業(yè)正在逐步完善零排放法規(guī)
面對減少碳排放的壓力,世界各國政府、港口當(dāng)局和非政府組織正在收緊海洋船舶的排放標(biāo)準(zhǔn)。擬議的立法將要求海運(yùn)業(yè)的碳排放量創(chuàng)造歷史新低。以下是部分現(xiàn)有或規(guī)劃階段的排放法規(guī):
國際海事組織規(guī)定到2050年,二氧化碳排放量需減少50%,并在本世紀(jì)末達(dá)到零排放。
歐洲海事安全局計劃到2050年將二氧化碳排放量減少50%。
挪威將建立世界上第一個水上零排放區(qū)。到2026年,該國的世界遺產(chǎn)峽灣區(qū)將禁止排放。
自2005年以來,洛杉磯港和長灘港共同制定了清潔空氣行動計劃,并制定了減少各種污染源的戰(zhàn)略。其中,船舶被列為最主要的排放源。
洛杉磯港的環(huán)保船舶指數(shù)為船舶的低排放技術(shù)提供財政獎勵。
美國環(huán)境保護(hù)局一直與受污染的港口社區(qū)合作制定改善方案。
阿拉斯加州的可見污染物排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,在阿拉斯加海岸線三英里范圍內(nèi),可見污染物排放需減少20%以上才能提高海船的能見度。
為達(dá)到這些要求,船隊負(fù)責(zé)人和運(yùn)營商在近幾年需要逐漸增加零排放船只的數(shù)量。那么解決方案是什么?目前市場上零排放船舶動力的解決方案甚少。
燃料電池技術(shù)在船舶上的三大優(yōu)勢
1.工業(yè)規(guī)?;a(chǎn),電源穩(wěn)定可靠
氫燃料電池是穩(wěn)定直流電源的來源,可以分布在整個船舶上,為船舶的發(fā)動機(jī)提供動力并滿足其所有電力需求。目前燃料電池系統(tǒng)的電能效率可達(dá)55%,它不產(chǎn)生溫室氣體,唯一的副產(chǎn)品是干凈可用的水。
燃料電池系統(tǒng)幾乎不需要專門維護(hù),維護(hù)成本低(燃料電池系統(tǒng)可重建)并且使用壽命極長。
2.支持遠(yuǎn)程運(yùn)輸,可快速加氫
對于尋求更換船舶燃料動力系統(tǒng)的船隊運(yùn)營商來說,與鋰電池供電相比,氫燃料電池系統(tǒng)更實(shí)用。氫氣的能量密度比鋰電池高很多,因此燃料電池驅(qū)動的船舶可在再次加氫前運(yùn)行更長時間、行駛得更遠(yuǎn)。
3.大容量燃料儲存庫
氫氣可儲存在大型液體儲存設(shè)施中,便于在碼頭加氫。
燃料電池游輪正在研發(fā)中
燃料電池在海事方面的早期應(yīng)用主要是為港口和排放控制區(qū)域運(yùn)行的船舶提供動力??洼喓陀屋喪抢硐氲氖袌鰬?yīng)用,這些船只:
●公眾可見度高
●可在市區(qū)停靠
●有助于運(yùn)營商吸引具有可持續(xù)發(fā)展意識的乘客
巴拉德與ABB合作,已以游輪作為切入點(diǎn)開發(fā)了船用燃料電池動力系統(tǒng)。
燃料電池在海運(yùn)業(yè)應(yīng)用中的其他優(yōu)勢
燃料電池技術(shù)可為許多二次或輔助用途提供零排放電源。它可為船舶提供熱量和電力,包括酒店的電力。它還可用于提供“冷鐵”電力,即通過供電電纜將電力輸送給碼頭上的傳統(tǒng)動力船,而無需開啟發(fā)動機(jī),從而減少港口的排放。
海運(yùn)業(yè)應(yīng)用的氫燃料電池技術(shù)是否成熟
燃料電池技術(shù)已經(jīng)成熟。只需基礎(chǔ)設(shè)施稍加完善,它便可隨時投入使用。
燃料電池技術(shù)在運(yùn)輸應(yīng)用已有十多年的實(shí)踐經(jīng)驗,主要應(yīng)用于重型貨運(yùn)卡車和客運(yùn)鐵路領(lǐng)域。海洋應(yīng)用目前正在開發(fā)中,預(yù)計在第一個系統(tǒng)完成驗收和實(shí)踐后的三到五年內(nèi)可被廣泛使用。
燃料電池技術(shù)在海運(yùn)業(yè)的特殊挑戰(zhàn)在于開發(fā)氫源并根據(jù)大型船舶所需的用量進(jìn)行分配,成熟的生產(chǎn)和分布網(wǎng)絡(luò)將是燃料電池在海運(yùn)業(yè)得到廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。
結(jié)語
目前,全球各組織正在通過嚴(yán)格的立法減少溫室氣體排放。船舶工業(yè)面臨壓力,需要采取行動?,F(xiàn)在正是研究解決方案、推進(jìn)零排放技術(shù)計劃的時候。