氫船實踐“啟示錄”

氫船已經成為氫能應用的重要場景。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取得不錯的示范效果。當前各國仍在持續推進氫能船舶的政策支持、技術研發、落地推廣等。

截至目前，國內中國船舶、國氫科技、大連物化所、中氫創博等企業分別主導實現了國內首艘入級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，國內氫船發展晚而不慢。國內企業在氫船發展方面已經探索積累了一些經驗，對于氫船未來前景有了更加深刻的認識。

>>氫能將成為內河船舶主流能源

國際海事組織(IMO)公布的數據顯示，船舶行業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%，并呈繼續增加的趨勢。在“雙碳”戰略下，內河在役傳統燃油動力船舶將面臨節能減排改造，新造船已排除傳統燃油動力，蓄電池、燃料電池等新能源動力將成為主導。

潛在發展新能源路線中，純電船舶在2013年投入使用，較氫燃料電池船舶先行一步，但同電動汽車的發展類似，電動船舶若要正常運營還需建設完備的充電設施，現有的岸電設施設施的覆蓋面和數量都有限，同時還存在容量不足、電制不同、設備兼容性、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，決定了氫燃料電池船可以行駛得更遠、行得更久，有機會被應用于更長航程的場合。

“隨著高密度氫能制儲運發展、成本大幅降低、燃料補給站規�；�及燃料電池技術進步，氫能燃料將會成為新一代內河船舶主流能源，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/博導彭元亭在近日接受中國船檢采訪時表示。

根據交通運輸部水科院的數據和專家預計，2025年氫燃料電池系統改造船數量和新建氫燃料電池船舶數量分別約400艘和200艘，氫燃料電池系統市場規模將達到200億元。氫能船舶在我國有著巨大的發展前景。

>>船舶用站、燃料補給、電池應用等標準還需完善

在氫能船舶發展之初，面臨著“先有雞還是先有蛋”的問題，即先有相應法規還是先有承研資質問題，國內彼時尚無氫燃料船舶的法規、規范和檢驗指南。

隨著以“三峽氫舟1號”為代表的氫燃料動力船舶關鍵技術研究項目成果的推進落地，國內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《氫燃料動力船舶技術與檢驗暫行規則(2022)》、中國船級社(CCS)規范《船舶應用燃料電池發電裝置指南》，以及CCS產品檢驗指南《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、規范和產品檢驗指南的頒布標志著國內氫燃料動力船舶將正式進入工程化應用階段，初步形成了體系性的標準。

但與法規和規范配套的船舶行業標準及營運安全監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用、燃料電池在不同尺寸和船型上應用等方面的規范研究。

此外氫氣的制備和儲運可利用車用燃料電池產業的配套條件，而船舶加氫站目前國內尚未有應用案例，而且缺乏相關法規和規范的支撐。國家、行業專業機構需加快研討、出臺相關政策，鼓勵社會資金加入氫燃料電池船舶產業鏈上來，加速配套設施發展。

>>“試驗船“改造的技術驗證方案行之有效

技術瓶頸是當前氫能產業面臨的共性問題，對于氫能船舶來說，可主要分為船用燃料電池系統、供氫技術兩方面。

對于船用燃料電池系統，其壽命瓶頸在燃料電池電堆、氫氣循環泵等關鍵零部件，要求5萬小時以上；而國內氫空燃料電池電堆的壽命約1萬小時，在功率等級、關鍵材料穩定性、結構設計以及操作策略等方面仍需加強研究開發。

產業鏈制儲運供氫技術方面，目前的儲氫方式多種，包括高壓氣態儲氫、固態儲氫、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，需要進一步開發新型高效高安全性船用儲供氫技術(美國能源部雙7%指標)，以及快速補給技術，以滿足船舶應用各個方面的要求。

“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電模塊及縮比系統搭載在我所由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，為后續的“三峽氫舟1號”奠定了扎實的技術基礎和運行經驗。

通過試驗船獲得的寶貴燃料電池船舶改造經驗，結合中國海事局和CCS即將正式頒布的法規和規范，“氫舟1號”項目組發現了尺度較小、船齡較長的船舶改造難度較大，存在一定技術與安全風險，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船改為新建一艘氫燃料動力公務船。

>>聚合力量，通過氫能船舶實現共贏

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

自去年以來國內氫船招中標明顯增多，氫船應用步伐加快，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展有限公司委托江西惠豐招標咨詢有限公司發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項目；2月28日，攀業氫能中標佛山南海區仙湖氫谷特色小鎮2艘氫能船舶……

氫能船舶的參與主體呈現多樣化趨勢，企業間依托各自的產業資源實現整合發展，共同開拓商業化路徑，把握發展機遇，將加快推進國內氫能船舶早日向規�；�邁進。