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3月14日，德國發(fā)動機制造商MAN Energy Solutions（簡稱MAN）發(fā)文說，船用氫燃料將引領(lǐng)航運業(yè)未來；此前，世界首艘零排放自卸氫燃料散貨船獲頒勞氏船級社（LR）的原則性認可證書（Approval in Principle）。

航運業(yè)面臨“脫碳”考驗

國際海事組織（IMO）2020年的數(shù)據(jù)顯示，全球航運業(yè)在二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等溫室氣體的排放每年已超過10億噸。其中，二氧化碳的排放占據(jù)絕對主導，達98%。航運業(yè)的碳排放占全球人為活動排放總量的比重已逼近3%。

帶動全球90%貿(mào)易活動的航運業(yè)，如今正面臨更為嚴苛的“脫碳”考驗。

幾乎港口中的每一件設備都在燃燒燃料——集裝箱船約占港口排放總量的一半，其次是油輪和化學品船。拖船和渡輪也造成污染。在陸地上，隨著起重機搬運重達20噸以上的集裝箱，柴油卡車空轉(zhuǎn)數(shù)小時等待裝載貨物……

據(jù)VesselsValue數(shù)據(jù)顯示，在全球現(xiàn)役船隊（散貨船、油船和集裝箱船）中，只有21.7%的船舶符合船舶能效設計指數(shù)(EEDI)和現(xiàn)有船舶能效指數(shù)（EEXI）要求。其中，散貨船的合規(guī)率最低，合規(guī)比例僅為10.0%；集裝箱船作為最大的二氧化碳排放源之一，合規(guī)比例為25.6%；以艘數(shù)統(tǒng)計，雖然油船表現(xiàn)最佳，但合規(guī)比例也才達到30.4%。


IMO預警，如果控制措施不及時落實，預計全球船舶碳排放量在2050年將飆升150%~250%，占比增至18%。

其實，早在2018年國際海事組織（IMO）就已制定了航運業(yè)的碳減排目標：在2008年基準上至2030年碳排放強度降低40%，至2050年溫室氣體年度總排放量降低50%的目標。不過，如今在各方看來，這一目標還不夠徹底。聯(lián)合國秘書長古鐵雷斯、多個國家政府和行業(yè)組織，以及大型貨主公司等都期望IMO將目標鎖定為——2050年實現(xiàn)航運零排放。

航運業(yè)減排成效的核心在于可替代燃料的生產(chǎn)和供給，即清潔燃料的布局，對此，專業(yè)航運信息咨詢平臺信德海事的負責人陳洋說：“船舶選用可替代燃料是航運脫碳的一種重要手段，也是真正能實現(xiàn)凈零排放的途徑。”

目前備受航運業(yè)關(guān)注的可替代燃料主要有LNG（液化天然氣）、LPG（液化石油氣）、生物燃油、甲醇、氫、氨等。“不同替代燃料船舶目前的發(fā)展程度相差較大，目前來看，LNG燃料船舶技術(shù)發(fā)展最為成熟，也是被很多公司視為過渡燃料的選擇。”陳洋說道。

此外，作為下一代船用清潔能源，氫燃料近年來在航運業(yè)減排中的作用也備受關(guān)注。這種可替代性燃料的特點在于都不含碳，燃燒不會生成二氧化碳。

氫燃料電池在船舶領(lǐng)域的應用具有三大優(yōu)勢：其一，氫燃料電池電能效率高，不產(chǎn)生溫室氣體；其二，氫氣支持遠程運輸，可實現(xiàn)快速加氫；其三，氫氣可儲存在大型液體儲存設施中，便于在碼頭加氫。

各國紛紛瞄準船用氫燃料市場

船舶行業(yè)每年的碳排放量為11.2億噸以上，約占世界二氧化碳排放總量的4.5%，并仍處于繼續(xù)增加的趨勢。同時，IMO2020限硫令和“雙碳”目標都在倒逼船舶行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型，這也為發(fā)展氫能船舶產(chǎn)業(yè)帶來了市場機遇。

替代燃料對于航運業(yè)脫碳化至關(guān)重要，為了在零碳船舶市場搶占先機，日本政府準備投入巨資支持氨燃料、氫燃料船舶研發(fā)，以支持零排放船舶等新一代船舶的普及，加強日本造船業(yè)和船舶工業(yè)的國際競爭力，同時推進新型船舶在海運業(yè)的實際應用，推廣零排放船舶。

據(jù)悉，船用氫燃料發(fā)動機、船用氫燃料儲罐和燃料供給系統(tǒng)（MHFS）的開發(fā)工作由川崎重工、洋馬動力技術(shù)有限公司（Yanmar Power Technology Co., Ltd.）以及日本發(fā)動機公司（Japan Engine Corporation）共同進行，項目時間為2021財年至2030財年的10年間，預計總投資219億日元，其中210億日元由NEDO提供支持。

近日，全球首艘100%氫燃料電池動力商用船舶建成，并在美國西海岸為正式運營做準備。該船舶由位于華盛頓州貝靈翰姆的船舶制造商All American Marine（AAM）公司制造，將作為美國第一艘氫燃料電池船舶在加州灣區(qū)運營，以展示零排放氫燃料電池技術(shù)在海上應用的商業(yè)化途徑。

該船配備了由零排放工廠（Golden Gate零排放海運公司）提供的氫燃料電池組件，該氫燃料電池組件包括360千瓦的燃料電池和一個重達246千克的儲氫罐。此外，該系統(tǒng)還集成了由XALT提供的100千瓦時鋰離子電池和BAE系統(tǒng)提供的2組300千瓦電力推進系統(tǒng)。氫燃料電池動力系統(tǒng)具有與柴油相當?shù)膭恿?、操作靈活性、零碳排放和維護簡便的優(yōu)勢。

原標題：

挪威清潔技術(shù)公司TECO 2030研制的氫燃料電池系統(tǒng)和3種版本燃料電池模塊日前獲得了DNV船級社頒發(fā)的原則批復(AiP)。

據(jù)介紹，TECO 2030公司的船用燃料電池是全球首個專門設計用于船舶和其它重型裝備應用的燃料電池系統(tǒng)。這種氫燃料電池能將氫轉(zhuǎn)化為電力，并且只排放水蒸氣和暖空氣。通過用這些燃料電池替換船上的一臺或多臺發(fā)動機，船舶就能從化石燃料轉(zhuǎn)換為氫燃料，將污染排放量減少到零，使船舶可以在整個旅程中或在短距離航行包括進出港口時實現(xiàn)無排放航行。

在我國，自去年開始，燃料電池在船舶領(lǐng)域的應用正在迎來新的曙光，布局氫能船舶的企業(yè)明顯增多。

從布局的企業(yè)來看，以國電投氫能、未勢能源、武漢眾宇動力、廣東喜瑪拉雅為代表的燃料電池企業(yè)開始將眼光投向氫能船舶；以廣東眾江船艇、江龍船艇(18.880, 0.53, 2.89%)為代表的船舶企業(yè)正聚焦氫能以實現(xiàn)船舶行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型。

從“面世”的氫能船舶相關(guān)產(chǎn)品來看，國內(nèi)在該領(lǐng)域已掌握了船用燃料電池系統(tǒng)設計、開發(fā)等多項技術(shù)，商業(yè)化應用潛力初顯。國內(nèi)氫能船舶領(lǐng)域涌現(xiàn)出的產(chǎn)品主要用于內(nèi)河領(lǐng)域的游船，包括觀光船舶、巡查船舶等。

應用路漫漫，前景仍看好

在“雙碳”戰(zhàn)略下，新能源的運用成為一種趨勢，氫燃料則是時下最受關(guān)注的能源之一。中國船舶(18.200, -0.13, -0.71%)集團有限公司第七一一研究所總工程師王鋒認為，氫燃料要想廣泛應用于船動力，還有很長的路要走。

首先，目前氫燃料電池的續(xù)航能力很難滿足船舶，特別是遠洋船舶的需求。原因之一是氫燃料電池功率密度不夠大，續(xù)航力遠遠不能滿足遠洋船舶需求，只能作為輔助能源來使用。

另外，氫燃料的存儲和運輸也是難題。一是要解決“氫脆”（氫對材料產(chǎn)生影響，使其強度變差導致脆化甚至開裂）的問題；二是，氫的儲運問題。液態(tài)氫要在低于-253℃下低溫存儲，相比液態(tài)天然氣所需的-160℃，技術(shù)難度提高了太多。

此外，氫燃料電池動力船舶在應用上還存在諸多問題。廣州船舶及海洋工程設計研究院黃河、徐文珊、李明敏撰文指出，一是船用氫燃料電池標準規(guī)范尚不完善。雖然各國已有了多項實船應用的案例，但目前國際海事組織尚未制定氫燃料電池動力船適用的行業(yè)準則。中國船級社（CCS）頒布的《船舶應用替代燃料指南》（2017）對氫燃料電池的使用做出了指導和規(guī)定，但存在諸多不完善之處，如對船用燃料電池作為主電源以及船用產(chǎn)品取證等相關(guān)要求尚未明確，亟需通過項目專項研究，完善設計、制造及檢驗的技術(shù)標準，以填補我國規(guī)范在氫燃料動力船舶領(lǐng)域的空白。

二是船用氫燃料電池技術(shù)研究不足。我國船用氫燃料電池的相關(guān)研究主要集中在高校與部分科研院所，缺少工程化應用研究。目前，燃料電池模塊和燃料電池動力系統(tǒng)主要為車用產(chǎn)品，而船舶與車輛在工作環(huán)境以及作業(yè)工況要求方面存在巨大區(qū)別，尤其在安全性上，亟需開展船用燃料電池系統(tǒng)研究工作，以推進氫燃料船舶工程應用進程。

三是船用氫氣存儲及加注技術(shù)亟待突破。船用氫氣存儲和加注是制約氫燃料電池發(fā)展的主要瓶頸之一。目前，氫氣存儲和加注技術(shù)已在車用燃料電池領(lǐng)域初步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，但船舶有續(xù)航力長、氫氣耗量大、環(huán)境因素復雜、安全要求高等特點，船用氫氣存儲和加注技術(shù)應用尚不成熟。此外，由于燃料補給限制條件多，加注設施選址困難、審批難度大等問題亟待突破。

文章指出，氫燃料電池動力系統(tǒng)是多個設備、部件及分系統(tǒng)的集成，涉及的產(chǎn)業(yè)范圍廣泛，不僅可以帶動船舶交通運輸業(yè)，而且可以帶動相關(guān)裝備制造業(yè)及其他產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。

隨著世界石油價格的不斷上漲和環(huán)保要求的提高，以及氫燃料的成本降低，氫燃料電池廣泛應用于船舶產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域指日可待，將引領(lǐng)船舶動力系統(tǒng)的換代革命。

原標題：“氫”裝上船，路還有多遠？