“氫”帆啟航：氫能船舶未來可期

自“3060”雙碳政策敲定以來，氫能技術(shù)發(fā)展迅速，燃料電池在船舶領(lǐng)域滲透加速，也是氫燃料電池在船舶領(lǐng)域發(fā)展的機遇。近年來多個企業(yè)都開展了氫能船舶的研發(fā)布局，部分船舶企業(yè)也正聚焦氫能以實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型，船用燃料電池系統(tǒng)的應用與研究被也提上日程。

發(fā)展氫能船舶的必要性

“雙碳”目標下，航運業(yè)減排壓力巨大。據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示，船舶行業(yè)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(xiàn)船舶行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型，只要將清潔燃料和電力推進技術(shù)相結(jié)合，氫燃料電池船舶是重要的發(fā)展路線。

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

從技術(shù)層面來看，氫能船舶在船舶領(lǐng)域也占有優(yōu)勢。

氫燃料電池是直流電源，電源穩(wěn)定，且不產(chǎn)生溫室氣體，規(guī)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(huán)境

近年來，世界各國政府及相關(guān)組織為保障氫能船舶的發(fā)展出臺了有關(guān)政策。

2021年1月，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省發(fā)布了《綠色增長戰(zhàn)略》。3月，韓國現(xiàn)代重所控股的韓國造船海洋與韓國船級社（KR）正共同開發(fā)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(lǐng)先公司與協(xié)會組成的聯(lián)盟推出《氫燃料船舶手冊》

國內(nèi)相關(guān)扶持政策也明顯增多。

2022年3月，中國海事局發(fā)布了《氫燃料電池動力船舶技術(shù)與檢驗暫行規(guī)則（2022）》，對檢驗與發(fā)證、船舶布置、輪機、電氣裝置、控制檢測和安全系統(tǒng)、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(fā)展規(guī)劃。

國內(nèi)組織方面，2017年，中國船級社發(fā)布了《船舶應用替代燃料指南》。2022年3月，發(fā)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(tǒng)的產(chǎn)品檢驗指南。

2022年7月，中國船級社發(fā)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(fā)電裝置指南》（2022）正式生效。

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

國內(nèi)外項目涌現(xiàn)

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(nèi)河貨船、拖輪為主，多用于近海、內(nèi)河、湖泊等場景。大型氫能船舶是當前各國的研發(fā)目標。

歐洲在氫能船舶領(lǐng)域研究較為領(lǐng)先，日本和美國因燃料電池上技術(shù)優(yōu)勢，船用氫燃料電池產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展。一些發(fā)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(nèi)目前氫能船舶領(lǐng)域的產(chǎn)品多為用于內(nèi)河的觀光船舶、巡查船舶等。

今年3月，國內(nèi)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(nèi)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(qū)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(guī)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(fā)展

近年來多家科研機構(gòu)與企業(yè)積極參與，相關(guān)專利成果涌現(xiàn)，據(jù)交通運輸部數(shù)據(jù)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(shù)約為600艘，氫燃料電池市場規(guī)模將達到200億。

但氫能船舶市場仍有問題亟需解決。如基礎(chǔ)設施配套問題，船用燃料電池成本和續(xù)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(lǐng)域的發(fā)展目標，而先進的、成熟的儲氫技術(shù)則是發(fā)展的底層基礎(chǔ)，液氫、金屬氧化物儲氫、有機液態(tài)儲氫等高密度儲氫技術(shù)值得期待。另一方面，船舶行業(yè)近幾年經(jīng)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(fā)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(chǎn)業(yè)化發(fā)展。