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傳統(tǒng)的船舶燃料主要依賴石油、煤炭等化石燃料，這些能源不僅有限，而且燃燒過程中產生的溫室氣體和有毒物質對環(huán)境造成嚴重污染。
相比之下，氫能是一種清潔能源，對于減少污染物排放和環(huán)境保護具有重要意義。
據(jù)統(tǒng)計，船舶排放已經成為溫室氣體排放的重要來源之一。采用清潔能源作為動力來源，可以有效降低船舶的碳排放量，減緩全球氣候變化的速度。
技術發(fā)展提高氫能船舶市場潛力
氫能源應用于船舶主要有兩種形式：一是作為內燃機的能源，分為純氫內燃機和與甲醇等燃料一起使用的混燒型內燃機；二是氫燃料電池。
氫內燃機具有耐久性高、成本低、對船體結構改變小等優(yōu)點，但氫內燃機會產生氮氧化物排放，而氫燃料電池的熱效率高于氫內燃機，有更高的能量轉換效率。
相對于氫內燃機來講，氫燃料電池技術成熟度更高，污染物排放更少，因此氫燃料電池在船運業(yè)的發(fā)展較氫內燃機更迅速。
目前，已經有部分船舶開始嘗試使用氫燃料電池作為動力來源。相比于傳統(tǒng)的動力系統(tǒng)，氫燃料電池系統(tǒng)具有能量轉化率高、振動噪聲低、零排放、無污染等優(yōu)勢，是綠色船舶電力推進系統(tǒng)理想的發(fā)電裝置。
在“雙碳”背景下，國內的氫燃料電池船舶示范運營逐漸發(fā)展。中國船舶、國氫科技、大連物化所、中氫創(chuàng)博等企業(yè)分別實現(xiàn)了氫能船舶核心部件認證、船用燃料電池認證、“仙湖1號”氫燃料電池無人船試航等項目。今年三月中旬，國內首艘入級中國船級社（CCS）的500千瓦級氫燃料電池動力工作船“三峽氫舟1號”下水。
國務院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》提出，加快老舊船舶更新改造，發(fā)展電動、液化天然氣動力船舶，因地制宜開展沿海、內河的綠色智能船舶示范應用。
中船第七一二研究所燃料電池事業(yè)部副主任葉東浩指出，我國航運減排總體發(fā)展思路是以清潔能源為核心，以動力技術、能效技術為輔助措施的綜合減排路徑。
中國船舶集團首席專家，中國船舶集團第七一二研究所研究員彭元亭表示：“隨著高密度氫能制儲運的發(fā)展、成本降低、燃料補給站規(guī)模化以及燃料電池技術的進步，氫能燃料將會成為新一代內河船舶的主流能源，同時成為近海和遠洋船舶的輔助能源?！?/span>
目前，國內的氫能船舶產品主要用于內河領域的觀光船舶、巡查船舶等。未來，電動船舶的需求將會保持增長，船用氫燃料電池的商業(yè)化應用潛力已經逐漸顯現(xiàn)。
來自交通運輸部水科院的數(shù)據(jù)顯示，預計2025年氫燃料電池系統(tǒng)改造船數(shù)量約為400艘，新建氫燃料電池船舶數(shù)量約為200艘，氫燃料電池系統(tǒng)市場規(guī)模將達到200億元。
相關法規(guī)助推氫能船舶走得更遠
車用氫燃料電池技術已經日趨完善，但船舶應用環(huán)境與車用環(huán)境相比更為復雜，且氫燃料電池動力系統(tǒng)有別于與傳統(tǒng)船舶內燃機系統(tǒng)，其可行性和安全性仍需要謹慎看待。
船舶航行有續(xù)航時間長、能源消耗大、安全要求高等特點，而氫燃料電池在船舶上的應用也受到氫氣補充、存儲條件的限制。船用氫氣加注存儲技術尚不成熟，沒有形成完善的產業(yè)體系。車用氫燃料電池可以通過加氫站實現(xiàn)能源補充，而目前國內尚未有船舶加氫站的應用案例，配套設施不完善且缺乏相關法規(guī)和規(guī)范。
氫能船舶發(fā)展之初，國內尚無有關的法規(guī)及檢驗標準，國內燃料電池船舶領域標準仍有待完善，氫能船舶示范運營也有待加強。這在一定程度上制約了氫燃料電池在船舶上的技術進步。
隨著氫燃料動力船舶關鍵技術研究成果的推進，國內氫能船舶的規(guī)范也在不斷完善。中國船級社（CCS）規(guī)范《船舶應用燃料電池發(fā)電裝置指南》、CCS產品檢驗指南《氫燃料電池》、《重整裝置》、《氫氣瓶》，以及中國海事局頒布的法規(guī)《氫燃料動力船舶技術與檢驗暫行規(guī)則（2022）》，這些法規(guī)和指南的頒布標志著國內的氫燃料動力船舶形成了初步的標準體系。
政策法規(guī)推動整合發(fā)展實現(xiàn)共贏
“雙碳”目標下，航運業(yè)減排降碳壓力巨大，與傳統(tǒng)的化石燃料相比，氫燃料電池不會產生二氧化碳等有害排放物，船舶應用氫燃料電池滿足了水運領域低碳轉型的需求。
清華大學燃料電池與儲能研究中心主任韓敏芳表示，“國際海事組織測算，只有將清潔燃料和電力推進技術相結合，才能實現(xiàn)航運業(yè)降碳目標，選擇燃料電池船作為突破口既為船用燃料電池產業(yè)帶來了廣闊的發(fā)展空間，也是船運業(yè)低碳轉型的重要路徑?！?/span>
氫能為船舶領域提供了一種新的環(huán)保動力選擇，盡管目前還存在一些經濟和技術上的挑戰(zhàn)，但隨著技術的進步，問題都將逐步解決。氫燃料電池動力系統(tǒng)是多個設備協(xié)作，不僅可以帶動船運業(yè)，還可以帶動相關裝備制造業(yè)的蓬勃發(fā)展。
隨著氫燃料成本的降低以及環(huán)保要求的提高，氫燃料電池將會為全國航運業(yè)的綠色轉型做出貢獻；市場對于氫能船舶需求增加，也有助于氫燃料電池應用到更多領域，實現(xiàn)技術進步。
（作者：安熠）
