专家指出，随着燃料电池技术的不断突破和相关配套设施的不断完善，氢能船舶或将推动航运业脱碳进程加快。
近年来，随着减排压力的增加，航运业开始对氢燃料寄予厚望。 近日，全球首艘氢动力拖轮在比利时投入运营，不久前，我国首艘内河氢燃料电池动力船“三峡氢气一号”也在湖北宜昌海域顺利完成首航。 值得注意的是，除了零碳环保外，氢能作为船舶动力还具有续航里程长、动力稳定可靠等诸多优势。
在近日举行的2023世界氢能青年科学家论坛上，与会专家指出，随着燃料电池技术的不断突破和相关配套设施的不断完善，氢能船舶或将推动航运业脱碳。
加速脱碳刻不容缓
据中国船舶712研究院业务规划部主任曾辉介绍，2024年4月，国际海事组织通过了全球首个航运业温室气体减排初步战略，计划到2024年碳排放强度降低40%，到2024年降低70%，碳排放总量降低50%， 并在本世纪内尽快逐步停止航运业的温室气体排放。
航运业占世界人为排放总量的近3%。 国际海事组织（IMO）警告称，如果不及时实施控制措施，预计2024年全球船舶碳排放量将飙升150%-250%，占比18%。 曾辉指出。
巴拉德动力系统应用技术总监唐涛认为，氢气的高能量密度和长存储容量使真正的零排放船舶电力成为可能。
同时，氢能船舶的应用也成为我国实现“双碳”目标的重要减碳应用和发展方向。 大连海事大学教授孙俊才指出，我国交通能耗占总能耗的22%，航运业造成的环境污染日益严重。 例如，2024年《船舶发动机尾气污染物排放限值及测量方法》（中国第1名）
第 1 阶段和第 2 阶段），建议显着限制颗粒物、氮氧化物和二氧化硫污染的排放《关于印发2024年实施的《关于印发船舶大气污染物排放控制区实施方案的通知》提出，全面扩大我国沿海和内河水域船舶大气污染物排放控制区域范围。
2024年市场规模将达到100亿元
根据德国劳氏（Deutsche Lloyd's Register）的一份市场研究报告，全球船用燃料电池市场的容量约为160吉瓦。 欧盟专家组认为，到2024年，欧盟成员国2%的船舶将使用氢气产品。
在唐涛看来，燃料电池结合了内燃机和电池的优点，与纯电动船舶相比，加氢时间比充电短，加氢可以一次航行更远的距离，因此在长途航行领域，氢能船舶可以替代一些纯电动船舶;燃料电池还能够提供稳定可靠的电力，使其适用于大型船舶同时，燃料电池具有可扩展性和模块化，可以满足船舶的动力需求，灵活的配置也可以适应船舶的空间限制。
在燃料电池的维护和保养方面，氢气船舶也有优势。 唐涛指出，燃料电池船的维修比柴油机船更简单方便，主要分为小维修和大维修，两年内小维修，成本不是很高，大维修的时间与燃料电池堆的寿命有关，一般在五年左右， 燃料电池电堆的成本正在持续下降，这意味着五年后更换燃料电池电堆的成本也将下降。
同时，氢能船舶的减碳能力也不容小觑。 以“三峡氢气船1号”为例，由于使用的氢气主要来自三峡水力发电，是真正的绿电制氢，预计每年可替代燃料油10316吨，减少CO2排放量34367吨。
氢能船舶的多重优势也大大提高了市场预期。 目前，2024年国内省市计划氢能船数量在200艘左右。 据交通运输部统计，截至2024年底，全国水上运输船舶12艘59万艘，预计2024年改造1%，新建2%，预计2024年氢燃料电池系统船舶数量约500艘，全产业链市场规模将达到100亿元。
需要技术突破
值得注意的是，与氢能汽车相比，氢能船舶面临不同的运行环境，对燃料电池系统的要求更高，因此需要不断进行技术突破。
唐涛表示，氢能船舶是一个大型集成，包括电堆系统、燃料电池模块、锂电池等，同时，能源管理系统需要连接锂电池和氢燃料电池，需要探索不同的储氢方式。
孙俊才指出，不同类型的船舶对其动力系统和辅助动力系统有不同的要求，因此氢燃料电池的选择与船舶的类型和用途有关。 在内河船舶中，氢燃料电池适用于1000吨及以下的货船和客船，具有长续航要求在沿海船舶场景中，氢燃料电池可以直接从海上风电中制氢，不仅可以解决海上风电消纳问题，还可以解决沿海船舶氢源问题在远洋船舶的情况下，氢燃料电池可以用作大型远洋船舶的辅助动力系统。
针对不同的应用场景，氢气船舶的氢燃料加注方式也不同。 曾辉表示，可行的氢燃料加注模式一般可分为岸站-船加注、氢气长管拖船加注、驳船加注、船对船加注、氢燃料罐整体更换等五大类。
面对船舶高湿、高盐的应用环境，氢气的加装和储存面临挑战。 “燃料储存以气瓶为主，存在体积大、重量重的问题;目前缺乏对高压气瓶和各种管道连接阀门在海洋环境中的技术研究和时间测试。 孙俊才进一步强调，安全应始终是氢能船舶的第一要务。 “船用气瓶数量多，加氢储氢问题及相应的安全问题不容忽视;船用盐雾、船舶摇晃等都是影响燃料电池船舶环境适用性的因素，在这方面，氢气罐的放置和环境、充填方法和充填技术，以及危险情况的处置方法和规范有待进一步完善。 ”
文 |记者 钟锐.