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傳統(tǒng)的船舶燃料主要依賴(lài)石油、煤炭等化石燃料，這些能源不僅有限，而且燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的溫室氣體和有毒物質(zhì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
相比之下，氫能是一種清潔能源，對(duì)于減少污染物排放和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，船舶排放已經(jīng)成為溫室氣體排放的重要來(lái)源之一。采用清潔能源作為動(dòng)力來(lái)源，可以有效降低船舶的碳排放量，減緩全球氣候變化的速度。
技術(shù)發(fā)展提高氫能船舶市場(chǎng)潛力
氫能源應(yīng)用于船舶主要有兩種形式：一是作為內(nèi)燃機(jī)的能源，分為純氫內(nèi)燃機(jī)和與甲醇等燃料一起使用的混燒型內(nèi)燃機(jī)；二是氫燃料電池。
氫內(nèi)燃機(jī)具有耐久性高、成本低、對(duì)船體結(jié)構(gòu)改變小等優(yōu)點(diǎn)，但氫內(nèi)燃機(jī)會(huì)產(chǎn)生氮氧化物排放，而氫燃料電池的熱效率高于氫內(nèi)燃機(jī)，有更高的能量轉(zhuǎn)換效率。
相對(duì)于氫內(nèi)燃機(jī)來(lái)講，氫燃料電池技術(shù)成熟度更高，污染物排放更少，因此氫燃料電池在船運(yùn)業(yè)的發(fā)展較氫內(nèi)燃機(jī)更迅速。
目前，已經(jīng)有部分船舶開(kāi)始嘗試使用氫燃料電池作為動(dòng)力來(lái)源。相比于傳統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)，氫燃料電池系統(tǒng)具有能量轉(zhuǎn)化率高、振動(dòng)噪聲低、零排放、無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)，是綠色船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)理想的發(fā)電裝置。
在“雙碳”背景下，國(guó)內(nèi)的氫燃料電池船舶示范運(yùn)營(yíng)逐漸發(fā)展。中國(guó)船舶、國(guó)氫科技、大連物化所、中氫創(chuàng)博等企業(yè)分別實(shí)現(xiàn)了氫能船舶核心部件認(rèn)證、船用燃料電池認(rèn)證、“仙湖1號(hào)”氫燃料電池?zé)o人船試航等項(xiàng)目。今年三月中旬，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)”下水。
國(guó)務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》提出，加快老舊船舶更新改造，發(fā)展電動(dòng)、液化天然氣動(dòng)力船舶，因地制宜開(kāi)展沿海、內(nèi)河的綠色智能船舶示范應(yīng)用。
中船第七一二研究所燃料電池事業(yè)部副主任葉東浩指出，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。
中國(guó)船舶集團(tuán)首席專(zhuān)家，中國(guó)船舶集團(tuán)第七一二研究所研究員彭元亭表示：“隨著高密度氫能制儲(chǔ)運(yùn)的發(fā)展、成本降低、燃料補(bǔ)給站規(guī)?；约叭剂想姵丶夹g(shù)的進(jìn)步，氫能燃料將會(huì)成為新一代內(nèi)河船舶的主流能源，同時(shí)成為近海和遠(yuǎn)洋船舶的輔助能源?！?/span>
目前，國(guó)內(nèi)的氫能船舶產(chǎn)品主要用于內(nèi)河領(lǐng)域的觀光船舶、巡查船舶等。未來(lái)，電動(dòng)船舶的需求將會(huì)保持增長(zhǎng)，船用氫燃料電池的商業(yè)化應(yīng)用潛力已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)。
來(lái)自交通運(yùn)輸部水科院的數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)2025年氫燃料電池系統(tǒng)改造船數(shù)量約為400艘，新建氫燃料電池船舶數(shù)量約為200艘，氫燃料電池系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到200億元。
相關(guān)法規(guī)助推氫能船舶走得更遠(yuǎn)
車(chē)用氫燃料電池技術(shù)已經(jīng)日趨完善，但船舶應(yīng)用環(huán)境與車(chē)用環(huán)境相比更為復(fù)雜，且氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)有別于與傳統(tǒng)船舶內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其可行性和安全性仍需要謹(jǐn)慎看待。
船舶航行有續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、能源消耗大、安全要求高等特點(diǎn)，而氫燃料電池在船舶上的應(yīng)用也受到氫氣補(bǔ)充、存儲(chǔ)條件的限制。船用氫氣加注存儲(chǔ)技術(shù)尚不成熟，沒(méi)有形成完善的產(chǎn)業(yè)體系。車(chē)用氫燃料電池可以通過(guò)加氫站實(shí)現(xiàn)能源補(bǔ)充，而目前國(guó)內(nèi)尚未有船舶加氫站的應(yīng)用案例，配套設(shè)施不完善且缺乏相關(guān)法規(guī)和規(guī)范。
氫能船舶發(fā)展之初，國(guó)內(nèi)尚無(wú)有關(guān)的法規(guī)及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)燃料電池船舶領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)仍有待完善，氫能船舶示范運(yùn)營(yíng)也有待加強(qiáng)。這在一定程度上制約了氫燃料電池在船舶上的技術(shù)進(jìn)步。
隨著氫燃料動(dòng)力船舶關(guān)鍵技術(shù)研究成果的推進(jìn)，國(guó)內(nèi)氫能船舶的規(guī)范也在不斷完善。中國(guó)船級(jí)社（CCS）規(guī)范《船舶應(yīng)用燃料電池發(fā)電裝置指南》、CCS產(chǎn)品檢驗(yàn)指南《氫燃料電池》、《重整裝置》、《氫氣瓶》，以及中國(guó)海事局頒布的法規(guī)《氫燃料動(dòng)力船舶技術(shù)與檢驗(yàn)暫行規(guī)則（2022）》，這些法規(guī)和指南的頒布標(biāo)志著國(guó)內(nèi)的氫燃料動(dòng)力船舶形成了初步的標(biāo)準(zhǔn)體系。
政策法規(guī)推動(dòng)整合發(fā)展實(shí)現(xiàn)共贏
“雙碳”目標(biāo)下，航運(yùn)業(yè)減排降碳?jí)毫薮?，與傳統(tǒng)的化石燃料相比，氫燃料電池不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等有害排放物，船舶應(yīng)用氫燃料電池滿(mǎn)足了水運(yùn)領(lǐng)域低碳轉(zhuǎn)型的需求。
清華大學(xué)燃料電池與儲(chǔ)能研究中心主任韓敏芳表示，“國(guó)際海事組織測(cè)算，只有將清潔燃料和電力推進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)航運(yùn)業(yè)降碳目標(biāo)，選擇燃料電池船作為突破口既為船用燃料電池產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了廣闊的發(fā)展空間，也是船運(yùn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的重要路徑。”
氫能為船舶領(lǐng)域提供了一種新的環(huán)保動(dòng)力選擇，盡管目前還存在一些經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的挑戰(zhàn)，但隨著技術(shù)的進(jìn)步，問(wèn)題都將逐步解決。氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)是多個(gè)設(shè)備協(xié)作，不僅可以帶動(dòng)船運(yùn)業(yè)，還可以帶動(dòng)相關(guān)裝備制造業(yè)的蓬勃發(fā)展。
隨著氫燃料成本的降低以及環(huán)保要求的提高，氫燃料電池將會(huì)為全國(guó)航運(yùn)業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型做出貢獻(xiàn)；市場(chǎng)對(duì)于氫能船舶需求增加，也有助于氫燃料電池應(yīng)用到更多領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步。
（作者：安熠）
