“氢”力而为！中国船舶集团“全链条”发力氢能
发布日期：2024/9/11
为更好服务国家战略、加强战略性新兴产业培育力度，央企正在氢能领域充分发挥引领带动作用，中国船舶集团是其中的典型代表。
目前中国船舶集团旗下多个科研院所、企业单位对氢能全产业链条展开研发，包括电解水制氢装备、氢储运、氢燃料电池、氢能船舶/汽车/固定式发电等，并着力开发绿氢项目，形成了独特的技术、人才、产业链集聚优势。
绿氢项目加快开发
中国船舶集团风电发展有限公司（简称“中船风电”）是隶属于中国船舶集团的大型央企二级单位，是一家专业化清洁能源投资开发建设运营公司，正在大力推进绿电制氢技术研发及绿色氨/醇项目开发。
今年8月，位于敦煌北戈壁滩的中船风电风光氢储试验场技术攻关取得重大突破，场内可再生能源发电、离网制氢及氢能消纳三大核心技术环节全面贯通，燃料电池系统成功发电，为可再生能源与氢能深度耦合技术孵化树立了标杆。
该重大突破源于长时间的持续攻关。早在两年前，中船风电聚焦源网荷储一体化与多能互补领域持续开展科技创新攻关，提出了构建源网荷储氢一体化微电网示范体系的设想，依托其在氢能、储能领域深厚的产业积淀，集聚清华大学、电磁能技术全国重点实验室等外部优势资源，在酒泉市相关部门单位的大力支持下，企校地三方联合共同开展了关键技术攻关及示范验证。该试验场自2023年8月启动建设以来，积极进行产业化落地实践，几个月便成功实现离网制氢，并在多工况条件下进行严格测试，验证了系统在高效率、宽功率运行及快速负荷响应等方面的卓越性能，整体指标达到国内领先水平。
同样在8月，中船通辽市50万千瓦风电制氢制甲醇一体化项目—制氢制甲醇项目初步设计招标，该项目建设内容包括电解水制氢装置38套2000Nm³/h碱性电解槽设备，甲醇合成产能28万吨/年；5月，黑龙江集贤县与中船科技、中船风电、四川鸿展实业就中船集贤风储氢氨醇一体化项目合作签约仪式在北京举行，该项目计划总投资70亿元，年底动工、2025年底投产，年产20万吨绿色甲醇；2月，河北邢台经济开发区举行中船风电氢能制储运用及储能装备研发制造基地项目开工仪式。
燃料电池成果显著
中国船舶712所组建于1963年4月，主要承担舰艇电力推进系统及化学电源的研究、设计、制造、试验及总装总调任务。近年来，其聚焦氢能产业链中的“氢能储存与应用”环节，以“低成本、长寿命”燃料电池动力系统和发电装置、“高安全、高致密”储制氢技术的多场景应用为发展目标，围绕燃料电池堆及核心组件、船用燃料电池动力系统、海洋装备燃料电池动力系统、车用燃料电池发动机、燃料电池电站、储制氢装置等六个方向开展技术攻关与业务拓展。2024年以来，中国船舶712所各项进展迅猛：
1月，中国船舶712所成功签订青岛港7000马力氢电拖轮氢燃料电池系统合同。该船由山东港口青岛港轮驳公司出资、江苏省镇江船厂（集团）有限公司建造。该项目是继氢燃料电池系统在“三峡氢舟1”号成功示范运行之后，国内氢燃料电池技术在拖轮上的首次应用。
2月，中国船舶712所与吉利商用车有限公司联合开发的燃料电池城际客车正式投入运营。这款燃料电池城际客车主要是为了城市间通勤、旅游和商务需求，纯氢续驶里程超过400km，总续驶里程达850km，百公里氢耗小于6kg，满足高一级大型运营客车技术要求。该车所采用的燃料电池系统是以中国船舶712所自主研发的新一代 FCE115型燃料电池发动机为核心动力，能在低至-30℃的条件下启动运行。
6月，中国船舶712所提供的100kW级氢燃料电池固定式电站在西北甘肃的戈壁滩完成项目验收，是作为中国船舶“风光氢储”示范站重要组成部分。
7月，全国首个全场景氢能港口建设启动仪式在青岛举行，中国船舶712所与山东港口青岛港签约为生态合作伙伴，将有助于中船712所拓展港口氢能技术应用领域，实现科研成果的转化和产业化，通过与行业内外优秀企业的深度合作，共同构建氢能产业生态圈，推动氢能港口的建设和发展。
电解水制氢装备猛进
中国船舶七一八所依托在制氢技术研发和装备制造领域50余年的深厚积累，强化氢能技术创新、引领氢能行业发展，多项技术处于国际领先水平。旗下中船（邯郸）派瑞氢能科技有限公司是我国水电解制氢行业的领军企业，拥有国内规模最大的水电解制氢装备科研生产基地，围绕氢能制、储、运、用全产业链环节，构建了以制氢为核心、以加氢、供氢为两翼的技术产品体系，具有年生产碱性制氢设备700台/套、纯水制氢设备240台/套的生产能力，正在建设年产1000台/套氢能装备产业园。
今年5月17日，国内最大单体产氢量3000Nm³/h水电解制氢装备下线仪式举办。该装备由七一八所旗下中船（邯郸）派瑞氢能科技有限公司自主研发，围绕我国氢能高质量发展重大需求，突破了大功率、高电密、宽负载、低电耗等多项前沿技术，运行电流密度提升17%，槽体重量降低13%，制氢系统具备30%-110%的动态调节能力，能耗达到国标一级能效标准，可显著提高单机产能、降低生产投入和运行成本。
此次下线投用的单体产氢量3000Nm³/h水电解制氢装备，突破了多项前沿科学难题和核心关键技术，实现了单体产氢量由2000Nm³/h到3000Nm³/h的跨越，对我国加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系具有重要意义。
两款液氢运输船设计方案发布
中国船舶708所，全称为中国船舶及海洋工程设计研究院，隶属于中国船舶集团有限公司。今年4月，中国船舶708所专家携两款最新研发的大型液氢运输船设计方案发布，180000立方米级和20000立方米级液化氢运输船已完成基本方案论证并联合ABS船级社进行认证，其中20000立方米级液化氢运输船已获颁美国船级社（ABS）原则性认可（AiP）证书。
全球对氢能的需正在显著增加。然而，不同国家、地区的氢能生产成本差异较大，这使得大规模氢跨境运输将成为一项十分迫切的技术，因此高效且高纯度的液氢运输船则是未来远距离大规模跨境运输的重要选择。
在此形势下，708所此次发布的180000立方米级液氢运输船是目前全球最大舱容的液化氢运输船。该型船总长约315米，型宽54米；采用V型船体，设计吃水为10米，压载吃水不小于9米。为了尽可能减少热交换，该船采用表面积体积比最小的双层球罐方案，两层球壳之间抽成真空并进行绝缘填充，蒸发率不超过0.1%，单个球罐容积为45000立方米。
该型船计划采用柴油推进，设计航速为18节，主燃料为轻柴油（MGO），燃油舱布置在船艏部区域，与此同时也可应需求选择液化天然气（LNG）作为燃料推进。该型船机舱内配置质子交换膜燃料电池，蒸发氢用于燃料电池发电；货物机械处所布置在机舱上方，内部布置再液化和压缩机等液货设备，废弃燃烧处理装置（GCU）布置在烟囱区域。
此次发布的20000立方米级液氢运输船总长约为160米，型宽为26.4米，设计吃水为6.5米；采用双层真空单圆筒C型罐，两层之间抽真空并进行绝缘填充，蒸发率不大于0.2%。该船计划采用柴油推进，设计航速为14节，主燃料为MGO，燃油舱布置在船体舯部。此外，该型船也可根据需求选择LNG燃料推进，也配置了质子交换膜燃料电池。与此同时，该型船也优化了再液化设备、压缩机布置以及GCU的布置。
来源： 高工氢电
