氫船已經(jīng)成為氫能應(yīng)用的重要場景。國際上，以德國Alsterwasser游船、日本燃料電池漁船、法國Energy Observer游艇、美國Water-Go-Round渡船、韓國Gold Green Hygen氫動力旅游船等為代表的氫動力船舶已經(jīng)取得不錯的示范效果。當前各國仍在持續(xù)推進氫能船舶的政策支持、技術(shù)研發(fā)、落地推廣等。

截至目前，國內(nèi)中國船舶、國氫科技、大連物化所、中氫創(chuàng)博等企業(yè)分別主導(dǎo)實現(xiàn)了國內(nèi)首艘入級CCS的“三峽氫舟1號”建造合攏和核心部件認證，船用燃料電池認證，氫燃料電池無人船試航，“仙湖1號”下水試航。

整體來看，國內(nèi)氫船發(fā)展晚而不慢。國內(nèi)企業(yè)在氫船發(fā)展方面已經(jīng)探索積累了一些經(jīng)驗，對于氫船未來前景有了更加深刻的認識。

>>氫能將成為內(nèi)河船舶主流能源

國際海事組織(IMO)公布的數(shù)據(jù)顯示，船舶行業(yè)每年的碳排放量約為10.76億噸，占世界二氧化碳排放總量的2.89%，并呈繼續(xù)增加的趨勢。在“雙碳”戰(zhàn)略下，內(nèi)河在役傳統(tǒng)燃油動力船舶將面臨節(jié)能減排改造，新造船已排除傳統(tǒng)燃油動力，蓄電池、燃料電池等新能源動力將成為主導(dǎo)。

潛在發(fā)展新能源路線中，純電船舶在2013年投入使用，較氫燃料電池船舶先行一步，但同電動汽車的發(fā)展類似，電動船舶若要正常運營還需建設(shè)完備的充電設(shè)施，現(xiàn)有的岸電設(shè)施設(shè)施的覆蓋面和數(shù)量都有限，同時還存在容量不足、電制不同、設(shè)備兼容性、充電速度等問題，進度較慢。

氫燃料電池船舶也是路線之一，除具備船舶電動化優(yōu)勢外，其較高的能量密度和快速補給能量的特性加之船舶本身特質(zhì)，決定了氫燃料電池船可以行駛得更遠、行得更久，有機會被應(yīng)用于更長航程的場合。

“隨著高密度氫能制儲運發(fā)展、成本大幅降低、燃料補給站規(guī)模化及燃料電池技術(shù)進步，氫能燃料將會成為新一代內(nèi)河船舶主流能源，近海及遠洋船舶的輔助能源。” 中國船舶集團首席專家，中國船舶集團第七一二所研究所研究員/博導(dǎo)彭元亭在近日接受中國船檢采訪時表示。

根據(jù)交通運輸部水科院的數(shù)據(jù)和專家預(yù)計，2025年氫燃料電池系統(tǒng)改造船數(shù)量和新建氫燃料電池船舶數(shù)量分別約400艘和200艘，氫燃料電池系統(tǒng)市場規(guī)模將達到200億元。氫能船舶在我國有著巨大的發(fā)展前景。

>>船舶用站、燃料補給、電池應(yīng)用等標準還需完善

在氫能船舶發(fā)展之初，面臨著“先有雞還是先有蛋”的問題，即先有相應(yīng)法規(guī)還是先有承研資質(zhì)問題，國內(nèi)彼時尚無氫燃料船舶的法規(guī)、規(guī)范和檢驗指南。

隨著以“三峽氫舟1號”為代表的氫燃料動力船舶關(guān)鍵技術(shù)研究項目成果的推進落地，國內(nèi)氫能船舶方面的標準在不斷完善。

截至目前，中國海事局法規(guī)《氫燃料動力船舶技術(shù)與檢驗暫行規(guī)則(2022)》、中國船級社(CCS)規(guī)范《船舶應(yīng)用燃料電池發(fā)電裝置指南》，以及CCS產(chǎn)品檢驗指南《氫燃料電池》《氫氣瓶》和《重整裝置》的編制和頒布工作相繼完成，這些法規(guī)、規(guī)范和產(chǎn)品檢驗指南的頒布標志著國內(nèi)氫燃料動力船舶將正式進入工程化應(yīng)用階段，初步形成了體系性的標準。

但與法規(guī)和規(guī)范配套的船舶行業(yè)標準及營運安全監(jiān)管等標準體系仍然需要進一步完善，標準仍然空缺。需要配合CCS開展如氫燃料補給、不同燃料電池種類在船舶上應(yīng)用、燃料電池在不同尺寸和船型上應(yīng)用等方面的規(guī)范研究。

此外氫氣的制備和儲運可利用車用燃料電池產(chǎn)業(yè)的配套條件，而船舶加氫站目前國內(nèi)尚未有應(yīng)用案例，而且缺乏相關(guān)法規(guī)和規(guī)范的支撐。國家、行業(yè)專業(yè)機構(gòu)需加快研討、出臺相關(guān)政策，鼓勵社會資金加入氫燃料電池船舶產(chǎn)業(yè)鏈上來，加速配套設(shè)施發(fā)展。

>>“試驗船“改造的技術(shù)驗證方案行之有效

技術(shù)瓶頸是當前氫能產(chǎn)業(yè)面臨的共性問題，對于氫能船舶來說，可主要分為船用燃料電池系統(tǒng)、供氫技術(shù)兩方面。

對于船用燃料電池系統(tǒng)，其壽命瓶頸在燃料電池電堆、氫氣循環(huán)泵等關(guān)鍵零部件，要求5萬小時以上；而國內(nèi)氫空燃料電池電堆的壽命約1萬小時，在功率等級、關(guān)鍵材料穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及操作策略等方面仍需加強研究開發(fā)。

產(chǎn)業(yè)鏈制儲運供氫技術(shù)方面，目前的儲氫方式多種，包括高壓氣態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫、液氫、液氨、有機液體儲氫、甲醇等，在儲氫密度、排放、安全性、補給保障性等方面各有特色，需要針對不同的船型、排放要求、水域和應(yīng)用周邊的燃料補給保障條件決定選用特定氫源，需要進一步開發(fā)新型高效高安全性船用儲供氫技術(shù)(美國能源部雙7%指標)，以及快速補給技術(shù)，以滿足船舶應(yīng)用各個方面的要求。

“氫舟1號”在實施過程中選擇了通過試驗船驗證氫燃料電池上船的適裝性、安全性和補給保障性的解決方案。項目組先期將氫燃料電池發(fā)電模塊及縮比系統(tǒng)搭載在我所由1艘客船改造的燃料電池動力試驗船進行試驗，有效驗證了燃料電池上船的適裝性、安全性和補給保障性，為后續(xù)的“三峽氫舟1號”奠定了扎實的技術(shù)基礎(chǔ)和運行經(jīng)驗。

通過試驗船獲得的寶貴燃料電池船舶改造經(jīng)驗，結(jié)合中國海事局和CCS即將正式頒布的法規(guī)和規(guī)范，“氫舟1號”項目組發(fā)現(xiàn)了尺度較小、船齡較長的船舶改造難度較大，存在一定技術(shù)與安全風(fēng)險，示范效果不顯著問題。為了更好地保證示范效果，“氫舟1號“的最終方案由原來的改造一艘十年船齡的公務(wù)船改為新建一艘氫燃料動力公務(wù)船。

>>聚合力量，通過氫能船舶實現(xiàn)共贏

一艘氫能船舶的建造，涉及船東、造船廠、船級社，以及各種設(shè)備、部件和材料的供應(yīng)商等主體。在研發(fā)前期，需要聚合各界力量通過氫能船舶實現(xiàn)共贏。

自去年以來國內(nèi)氫船招中標明顯增多，氫船應(yīng)用步伐加快，以2022年新增的招中標項目為例：

去年11月，江西廬山西海國資旅游發(fā)展有限公司委托江西惠豐招標咨詢有限公司發(fā)布了廬山西海氫燃料電池船采購項目公開招標公告；6月，中創(chuàng)量云在浙江舟山簽訂了20艘新材料氫能休閑船舶項目；4月，江龍船艇成功中標氫燃料動力船舶建設(shè)項目；2月28日，攀業(yè)氫能中標佛山南海區(qū)仙湖氫谷特色小鎮(zhèn)2艘氫能船舶……

氫能船舶的參與主體呈現(xiàn)多樣化趨勢，企業(yè)間依托各自的產(chǎn)業(yè)資源實現(xiàn)整合發(fā)展，共同開拓商業(yè)化路徑，把握發(fā)展機遇，將加快推進國內(nèi)氫能船舶早日向規(guī)模化邁進。