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鋰電和氫電兩條技術(shù)路線在船舶應用的起點差距不大，各有適用的場景；車用氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化拐點臨近，技術(shù)擴散正在加速；環(huán)保法規(guī)日趨嚴厲，船舶排放污染治理迫在眉睫。這三個因素疊加后將大概率加速氫燃料電池上船和電動船示范應用的時間表，進而縮短產(chǎn)業(yè)化落地時間，有望在5-8年內(nèi)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

氫電和鋰電誰更勝一籌

在充電時間、污染程度、充電范圍、充電站成本、電池成本等方面各有優(yōu)勢。

例如，氫燃料動力電池只要幾分鐘就可以補充燃料，而鋰離子電池一般要一個多小時就可以使用一次超級充電，比如特斯拉V3超級充電，雖然它可以充電非常快，但它并不代表一般情況。更不用提氫燃料動力電池的污染程度和范圍了。鋰離子電池一直難以突破其續(xù)航能力的瓶頸，而且還會造成污染。

但由于鋰離子電池比較成熟，它們的充電站成本、電池成本，都比氫燃料動力電池低得多。根據(jù)一項研究，一個加氣站可能要5個鋰離子充電站(不包括維護)。

值得重點分析的是氫燃料電池船與LNG動力船有一定的相似性，都是新能源船舶、都是?；穼傩缘娜剂希琇NG動力船在推廣過程中遇到的制造/運營成本高、基礎(chǔ)設(shè)施少、技術(shù)有待發(fā)展、政策法規(guī)缺位、人員培訓不足等問題，在燃料電池船舶推廣過程中也將再次出現(xiàn)?？紤]到國內(nèi)LNG船舶推廣經(jīng)驗與氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)、政策法規(guī)和安全標準仍將是燃料電池船舶示范推廣中亟待解決的難題。

氫能技術(shù)難點亟待突破

大功率燃料電池系統(tǒng)平衡難。萬噸級船舶的動力需求將達到MW級別，比車用系統(tǒng)功率100KW級別需求高很多。在目前市場上單個電堆功率有限情況下，需要將多個電堆組成系統(tǒng)才能滿足船舶的動力需求。這對于動力系統(tǒng)技術(shù)而言并非多個低功率電堆簡單疊加的線性關(guān)系，如何保持多個堆棧間的系統(tǒng)平衡十分重要。

氫氣存儲、加注難。以中船重工設(shè)計的燃料電池試點船舶為例，該船采用了35MPa高壓氫氣瓶組儲存氫氣，未來一段時間內(nèi)燃料電池船舶大概率還將采用高壓氫氣這種相對成熟的存儲方式。由于船-岸間有一定的距離，車與船的加注場景也有所區(qū)別，需要對車用氫氣加注技術(shù)進行改進才能保證船用氫氣加注順利，甚至需要考慮改變船上氫氣的存儲方式。若采用液氫、固體儲氫或液體儲氫的方式，氫氣的存儲、加注的安全性將大有改善，但也需要花費時間精力進行技術(shù)和標準的研發(fā)。

安全管理難。船的航道往往距離城市較遠，環(huán)境復雜，且遠離岸邊有相當?shù)木嚯x，一旦發(fā)生事故將難以實施救援，船上人員也難以自救，因此對船用動力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和儲能系統(tǒng)的安全性要求極高。作為對比，一輛汽車的動力系統(tǒng)發(fā)生故障尚可停在路邊等待救援，若船舶出現(xiàn)拋錨事故，在復雜的水域環(huán)境下難以預測船舶安全，若發(fā)生自燃或爆炸事故更是后果不堪設(shè)想。所以示范之前需要有一套相對成熟的船用氫氣安全管理方案。

政策法規(guī)需給氫能船“松綁”

根據(jù)LNG動力船的經(jīng)驗，對比技術(shù)問題，管理法規(guī)才將是燃料電池船舶推廣道路上面臨的真正困難。

CCS認證標準體系尚未完善。船用燃料電池動力系統(tǒng)須經(jīng)過CCS的認證，中國船級社也在2015年發(fā)布了《燃料電池系統(tǒng)應用指南》。但目前國內(nèi)缺乏相關(guān)實踐案例，相關(guān)標準也未完善，這對船用燃料電池系統(tǒng)的設(shè)計和認證造成了一定的影響。一位動力系統(tǒng)廠商負責人告訴氫能匯，截止目前國內(nèi)還沒有通過CCS認證的燃料電池動力系統(tǒng)，但有多個廠商正在進行相關(guān)的工作。

相關(guān)法規(guī)對氫氣上船尚未“松綁”。由于氫氣的?；穼傩?，相關(guān)部門對氫氣上船一事十分謹慎，極大阻礙了氫燃料電池在船舶方面的應用，這與內(nèi)河LNG動力船此前遭遇類似。天然氣動力船舶在內(nèi)河推廣已有十年，但長期以來在審批制造、船閘、港口的嚴格管理極大限制了船東發(fā)展天然氣船舶的動力。

從各企業(yè)以內(nèi)河船只啟動試點也看出，目前單個燃料電池功率仍難以滿足大型船舶的動力需求，但可以通過系統(tǒng)集成方式解決。

國外燃料電池技術(shù)要比國內(nèi)成熟，但在燃料電池船舶應用進度上并未明顯領(lǐng)先，僅有零零散散的試驗案例，詳情可見《加大船用氫燃料電池技術(shù)推廣，打造全球最大電動船市場》一文。值得一提的是，ABB推出了MW級別的船用燃料電池動力系統(tǒng)，在性能參數(shù)上達到了船用需求，但并未推向?qū)嵱谩?br />
需要指出的是，國內(nèi)外情況不同，完全照搬國外實踐案例經(jīng)驗有風險。以小功率客船為例，由于國外旅游場所的游客密度遠比國內(nèi)低，運行頻次低，在小功率客船上使用氫動力有一定的可行性，比如近期在法國實驗成功的seabubbles，被稱為水上出租車，類似“水上滴滴”模式，但這種模式在國內(nèi)并不可行。

長距離航行氫電有成本優(yōu)勢

場景為王。除了成本、安全、技術(shù)、管理的考量以外，船用場景下”可鋰可氫“的交叉場景不如車用多，所以選鋰電還是氫電更多取決于特定決場景的要求。例如，貨輪、漁船等在長途、重載、長時間工作等三個場景要求下，鋰電動力船不用說三個條件，可能一個都滿足不了；而在景區(qū)小湖場景下，使用氫燃料電池船舶從安全、成本考慮也是不可能的事情。

在船舶領(lǐng)域，盡管場景為王，但我們很可能將再次面臨氫電和鋰電之爭。這里我們做個補充，對技術(shù)進步對氫燃料電池和固態(tài)鋰電池在續(xù)航里程-成本關(guān)系的影響進行比較分析。

在技術(shù)進步的情況下，如上圖所示，成本和續(xù)航里程的相關(guān)性即斜率有所改變，氫電和鋰電達到成本平衡點也有變化；氫電和鋰電達到成本平衡點的續(xù)航里程有所增長，但在長距離情況下氫電依然占據(jù)了明顯的成本優(yōu)勢。

安全性更多是技術(shù)方面、安全管理規(guī)范的問題，相信兩個技術(shù)方向都會有自已的解決方案。

原標題：船舶電動化加速，氫電、鋰電誰將贏在最后？