氨能上船！全球首個(gè)遠(yuǎn)洋船氨燃料電池成功突破

船舶是歐洲氫能產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景。受限于氫儲(chǔ)運(yùn)與燃料電池功率等問(wèn)題，燃料電池船舶主要應(yīng)用在內(nèi)河、近海領(lǐng)域，在遠(yuǎn)洋船舶領(lǐng)域業(yè)內(nèi)更寄希望于氨燃料等方向，具體的技術(shù)路徑包括燃料電池、內(nèi)燃機(jī)等，但該類技術(shù)長(zhǎng)期處于實(shí)驗(yàn)室階段，限制了氫能在遠(yuǎn)洋領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展。日前，船用氨燃料電池首次進(jìn)行了成功測(cè)試，氫能在遠(yuǎn)洋船舶領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重要的里程碑。

7月3日，挪威清潔能源解決方案供應(yīng)商Alma Clean Power公司日前宣布，該公司已經(jīng)成功測(cè)試了全球首套6千瓦直接氨燃料電池系統(tǒng)，該系統(tǒng)是應(yīng)用于船舶的模塊化固體氧化物燃料電池（SOFC）系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。據(jù)稱，這是使用直接氨固體氧化物燃料電池有史以來(lái)的最高功率輸出。

氨燃料電池在歐洲的成功突破，有望進(jìn)一步擴(kuò)展氫能應(yīng)用規(guī)模，推動(dòng)中國(guó)乃至全球船用氫能和綠氨應(yīng)用的發(fā)展。

Alma Clean Power的氨燃料電池系統(tǒng)

Alma公司的燃料電池系統(tǒng)將直接使用氨燃料，無(wú)需在發(fā)電前將氨燃料通過(guò)能源密集型預(yù)處理轉(zhuǎn)化為氫氣。綠氨由綠氫制備，在幫助海運(yùn)行業(yè)脫碳中潛力巨大。與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)相比，氨燃料電池可顯著提高效率水平，有望推動(dòng)海上零碳能源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可行性。

據(jù)介紹，Alma的SOFC系統(tǒng)可以全天候運(yùn)行，并通過(guò)先進(jìn)的安全和控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。SOFC模塊設(shè)計(jì)無(wú)燃燒（combustion-free）且沒(méi)有類似內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件，可實(shí)現(xiàn)自主運(yùn)行，無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間維護(hù)。

Alma表示，本次測(cè)試的6kW直接氨燃料電池系統(tǒng)是完整的100kW SOFC模塊的首個(gè)建構(gòu)模塊，此次測(cè)試驗(yàn)證了該公司的直接氨燃料電池（DAFC）的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可提供61-67%的電氣效率。“為了獲取更多數(shù)據(jù)并進(jìn)行深一步調(diào)試，此次測(cè)試將持續(xù)整個(gè)夏天。隨后我們將著手組裝和測(cè)試完整的100kW模塊，該模塊將成為大型船舶燃料電池系統(tǒng)的基礎(chǔ)。”

作為歐盟資助項(xiàng)目的一部分，兩個(gè)已經(jīng)獲得原則性批準(zhǔn)的集裝箱式模塊將安裝至“Viking Energy”號(hào)海上供應(yīng)船的露天甲板上，總功率為2兆瓦。電池系統(tǒng)將與船上現(xiàn)有的雙燃料發(fā)電機(jī)組和電池組相集成，使該船能實(shí)現(xiàn)零排放航行，包括所有的動(dòng)力定位作業(yè)。這將是首次在商業(yè)運(yùn)營(yíng)的船舶上安裝氨動(dòng)力燃料電池系統(tǒng)。

值得一提的是，Alma Clean Power公司設(shè)計(jì)的1 MW集裝箱式船用固體氧化物燃料電池（SOFC）系統(tǒng)（集裝箱式的模塊，包含了處理氨燃料的安全系統(tǒng)）已于2023年初獲得挪威船級(jí)社（DNV）的原則性批準(zhǔn)（AiP），該SOFC系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合DNV的入級(jí)規(guī)范和IMO的燃料電池裝置指南要求。

氫能在遠(yuǎn)洋船舶應(yīng)用的里程碑

根據(jù)氫云鏈組織的燃料電池船舶研討會(huì)，未來(lái)氫能在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用將是多技術(shù)方向共同發(fā)展，其中內(nèi)河、湖泊、近海等對(duì)功率要求相對(duì)較低的場(chǎng)景將使用壓縮氫/液氫+PEM燃料電池的方案，但在遠(yuǎn)洋行業(yè)的場(chǎng)景，預(yù)計(jì)需要使用甲醇/氨 +SOFC/ 混動(dòng)等技術(shù)方案。（詳見(jiàn)：《前沿：氫能船舶技術(shù)、成本 " 蛋和雞 " 難題如何化解？》）

因此，氨燃料電池系統(tǒng)的成功測(cè)試是氫能在遠(yuǎn)洋船舶領(lǐng)域應(yīng)用的重要里程碑！

在氫能應(yīng)用上，中國(guó)“車(chē)快船慢”，重要原因在于國(guó)內(nèi)更擅長(zhǎng)在終端工程應(yīng)用的發(fā)展，在船用燃料電池未得到技術(shù)驗(yàn)證前，國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用的發(fā)展將持續(xù)受限。本次氨燃料電池的突破，有利于提高國(guó)內(nèi)對(duì)船用氫能技術(shù)的認(rèn)可程度，加快推動(dòng)國(guó)內(nèi)“電動(dòng)船”市場(chǎng)的發(fā)展。

氫云鏈認(rèn)為，隨著氨燃料電池等各類氫基能源技術(shù)逐漸走向產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化，全球的零碳船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段已經(jīng)跨過(guò)了從0到0.1，正在從0.1走向1的階段。零碳船舶是個(gè)全球任務(wù)，必須全球聯(lián)合完成，需要全球企業(yè)在開(kāi)放、合作、共贏的基礎(chǔ)上，一起探索零碳海洋、零碳船舶產(chǎn)業(yè)化之路。