2025年百亿规模 加速实现氢能船舶零排放目标
发布日期：2020/7/8
武汉规范研究两个项目评审完成，将有力地推进氢燃料在船舶领域的应用。而随着政策加持，氢燃料电池在船舶领域的应用亦正在加速推进。
近日，中国船级社（CCS）武汉规范研究所在广州组织召开了“船舶氢燃料储运及应用技术研究”项目结题评审会；随后，武汉规范研究所与中国船舶集团605院组织召开了“氢燃料电池动力船舶专项研究验证”项目开题评审会。两个项目研究工作将有力地推进氢燃料在船舶领域的应用，实现船舶“零排放”的目标，助力水运行业绿色健康发展。
据了解，世界范围内，船舶用燃料电池的市场容量大约有160GW。根据交通运输部水科院的数据和专家预计，2025年氢燃料电池系统改造船数量和新建氢燃料电池船舶数量分别约400艘和200艘，氢燃料电池系统市场规模将达到200亿元。
01
七个以上地方做出氢能船舶规划
国内政策显然也正在为氢能在船舶行业的应用铺路，6月，交通运输部先后发布《内河航运发展纲要》、《关于推进海事服务粤港澳大湾区发展的意见》，均提及推进LNG燃料动力、电池动力等船舶应用。
地方发布的规划同样十分重视其在船舶领域的应用。以近期山东省氢能产业中长期发展规划（2020—2030年）为例，其中提到2020年到2022年，为氢能产业全面起步期，加快布局燃料电池轨道交通、港口机械、船舶及分布式发电装备产业。2023年到2025年，为氢能产业加速发展期，燃料电池轨道交通、港口机械、船舶及分布式发电装备产业实现突破。
此外，还有如下地方发布的规划中提及船舶领域应用。
2018年1月，湖北武汉发布的《氢能产业发展规划方案》中指出，2018～2020年，在轮船、无人机、分布式发电等方面形成小规模氢能燃料电池示范应用。
2019年7月，浙江《关于加快嘉兴氢能产业发展的若干意见》中提到，中期目标（2023-2025），氢能源船舶领域有一定突破。
2019年8月，四川《成都市氢能产业发展规划（2019—2023年）》中提及，到2023年，燃料电池在无人机、分布式能源、船舶、各类电源等领域开展示范应用。
2019年9月发布的《浙江省加快培育氢能产业发展的指导意见》中：到2022年，氢燃料电池在公交、物流、船舶、储能、用户侧热电联供等领域推广应用形成一定规模；到2025年，加氢设施网络较为完善，氢能在汽车、船舶、分布式能源等应用领域量化推广，成为国内氢能产业高地。
2019年11月，广东《佛山市高明区氢能产业发展规划（2019~2030年）》发布，其中提到中期目标（2022-2025年）,适时示范推广氢燃料电池游船，打造“西江氢城”旅游品牌，推广游船5艘以上;远期目标（2025-2030年）,推广应用游船20艘以上.
2020年3月，广东《茂名市氢能产业发展规划（征求意见稿）》中，中期目标：试点燃料电池在工业发电、热电联供和船舶方面的应用。
02
凤毛麟角的落地应用
与巨大的市场前景形成鲜明对比的是，目前我国在氢能船舶的探索上的案例并不多见。2019年12月3日，中国船舶集团在20届中国国际海事展期间举办的绿色技术论坛上，首次发布了其拥有完全自主知识产权的全国首台500千瓦级船用燃料电池系统及其全球首艘氢燃料试点船舶设计方案。该船由中国船舶集团七一二所自主设计研发，是一艘2000吨级定点航线内河自卸货船，船长70.5米，宽13.9米，续航力140千米。采用4x125kW氢燃料电池作为船舶主动力源(4.690,-0.03,-0.64%)，辅以4x250kWh锂电池组进行调峰补偿，同时船舶载有35MPa高压氢气瓶组储存氢气燃料。
彭元亭，徐增师在发布于《中国工程科学》的一篇文章中提到，目前，我国与国外先进国家相比仍存在差距：①船用氢燃料电池推进装置的战略与目标亟待确立；②氢燃料电池船舶领域法规规范研究不足；③船用氢燃料电池推进技术工程化的部分关键技 术（氢燃料电池电堆船用化技术，船用高安全、 高储氢密度氢源技术，船用氢燃料电池系统集成 技术）有待突破；④船用氢燃料电池配套基础设施建设缺乏。
03
氢能船舶的国际探索
那么，国际上氢燃料电池在船舶领域有哪些应用呢？
国际范围内，第一艘氢燃料电池船舶记录可查于2007年。
2007年，欧盟资助世界上第一个商业客轮ZEMships项目，该船采用混合动力推进方式，整合了两个峰值功率48kW的氢燃料电池和 560V的铅蓄电池，可运送100名乘客。
此外，北美、日本、韩国等先进国家和地区已将船用氢燃料电池推进技术作为政府重点支持方向，相继颁布一系列规划与标准，引导并支持氢燃料电池船舶产业发展。
1.丰田：首批海运燃料电池系统已交付全球首艘氢动力船舶
2018年由丰田赞助的世界上第一艘自动航行氢动力船，开启了为其6年的航行之旅。这艘船由专门的赛船进行改造，名字叫做Energy Observer，使用太阳能、风能和波浪发电，并且可以通过海水产生无碳氢作为动力。
2020年初，丰田宣布其为合作伙伴Energy Observer开发出了一种海事应用的燃料电池系统，且已完成交付。据了解，去年年底，丰田的燃料电池模块已通过Energy Observer测试，且彼时该系统正在海上进行最后的全功率测试。该船计划于2月从圣马洛港正式启航。
该船使用可再生能源和车载系统混合运行，是世界上第一艘能够利用可再生能源从海水中生产氢气的船舶。船长度31m、宽13m、高度12.85m、吃水2.2m、重量34吨、有8名机组人员、平均速度为：4/5节（电力），8节（脉冲翼）。该船已访问了25个国家/地区，48个港口，3年巡航距离约18000海里。
2.ABB与Sintef合作研发船舶氢燃料电池
2018年消息，ABB和挪威独立研究机构Sintef Ocean公司正在进行一项开创性研究，以测试燃料电池作为主要船舶推进能源的可行性，希望能为商船和客船所需的电力提供燃料电池技术。
3.乌斯坦打造氢动力船
2019年11月消息，乌斯坦集团和Nedstack燃料电池技术公司共同完成了第一套完整的氢动力船只设计方案。乌斯坦SX190 DP2零排放氢动力船（以下简称DP2）是其第一艘以氢为动力的近海船，配有Nedstack燃料电池动力系统。新型DP2的海上试验可能会在2022年进行。总装机功率为7.5MW，其中2MW由燃料电池动力系统产生，能够在零碳排放模式下运行4天。
4.PowerCell和挪威船厂联合开发船舶FC系统
2019年11月消息，瑞典PowerCell公司与挪威Havyard Group签署了一份合同，共同开发零排放燃料电池系统的设计和技术规范。该系统可能安装在一艘船上，为Havila Kystruten船运公司从卑尔根到基尔克内斯的新航线提供服务。这份为期一年的合同涉及开发零排放系统的设计与技术规范，该系统完全符合国际海事组织的海上安全要求。PowerCell和Havyard将联合设计该系统解决方案，将基于几个特制的200KW燃料电池系统模块并行连接，总功率为3.2MW。
5.太平洋氢能氢燃料电池船舶技术亮相进博会
2019年11月6日第二届中国国际进口博览会上太平洋资源（氢能）集团发布了太平洋氢能 H2 Station V 加氢站和重型氢能货轮等产品。太平洋氢能所研发的船用氢能600千瓦到兆瓦级的氢燃料电池发动机，可以推动1000——3000吨的内河船只，加氢一次航行1000——1500公里左右。
6.全球首艘液化氢运输船成功搭载液化氢储罐
2019年底，日本川崎重工神户工厂举行全球首艘液态氢运输船“SUISO FRONTIER”的下水仪式。2020年3月7日，由川崎重工建造的全球首艘液化氢运输船“SUISO FRONTIER”号在川崎重工旗下播磨工厂完成液化氢储罐吊装。预计2020年10月完工后开始海试，在下一个财年投入试运营，将澳大利亚制造的液化氢运至日本。
该船全长116米，宽19米，重约8000吨，船上将会安装一个由播磨工厂生产的长25米、高16米的双壳结构真空绝热储氢罐，可以存储1250立方米的液态氢。
7.东芝交付30kW船用氢燃料电池系统
2019年底，日本东芝能源系统解决方案公司宣布，已向一艘燃料电池船交付了一套30kW的移动氢燃料电池系统，该系统的单位输出功率体积与固定式燃料电池系统体积相比减少了1/3。该燃料电池船于10月30日通过了日本船舶检验组织的临时航行许可检查，已开始由NRED东芝建筑公司和东京海洋科技大学进行试验运营。
8.搭载2MW燃料电池系统 瓦锡兰开发世界首艘氨动力补给船
同样是2020年初，据外媒报道，瓦锡兰、Eidesvik Offshore、Equinor、Prototech和ShipFC加入了一项为期五年的项目，在一艘名为“维京能源”的补给船上搭载燃料电池。据称，这将是世界上第一艘零排放补给船——其燃料电池由氨气驱动。2023年将在“维京能源”上安装总功率为2兆瓦的燃料电池模块，该船将在海上使用新能源系统运行一年。
9.洋马和丰田汽车合作研发船用氢燃料电池系统
6月消息，日本洋马控股及其旗下柴油发动机制造商洋马动力技术公司（Yanmar）研发了一种基于汽车燃料电池技术的船用氢燃料电池系统，并且已经与丰田汽车公司签署了一项谅解备忘录，合作开发氢燃料电池系统。为了实现具有良好续航范围的易于安装的模块，洋马公司的目标是在自己的船艇上安装这种船用燃料电池系统，并且在2020财年末之前开始现场展示测试。
10.三星重工与布鲁姆开发氢燃料船舶 2022年售出首艘氢燃料船舶
7月1日消息，据外媒报道，日前，三星重工（Samsung Heavy Industries）宣布将与布鲁姆能源公司（Bloom Energy）合作开发氢燃料电池船舶。两家公司将合作设计和开发以氢燃料电池为动力的船舶，目标是在2022年向客户推销一艘氢燃料电池船舶。
来源：北极星氢能网 作者：氢小星
