IDTechEx最新报告：氨动力SOFCs在零碳远程船运领域最具潜力

 

该报告指出，固体氧化物燃料电池具有燃料灵活性，允许使用氨、氢、液化天然气、液化石油气、甲醇、乙醇等多种燃料，同时应用相对低成本且丰富的材料，从而可以带来比质子交换膜燃料电池（PEMFC）更大的成本降低的潜力。

 

 

此外，由于固体氧化物燃料电池能在800摄氏度的高温下运行，因此当回收热量时，固体氧化物燃料电池可实现超过80%的最高效率。因此，与氨燃料发动机或质子交换膜燃料电池相比，固体氧化物燃料电池每英里的氨或氢的消耗将更少。

 

通常认为，固体氧化物燃料电池的缺点在于启动时间长和动态响应差，但如果与电池系统和海上长途航行的场景相结合，就会有较高的可行性。“其主要的缺点是固体氧化物燃料电池技术尚不成熟，相关的燃料电池供应商少，且作为燃料的绿氨不易获得，导致了高成本和发展瓶颈。”报告认为，目前，绿氨的示范项目还处于起步阶段。

 

2023年交付给Viking能源公司的2MW固体氧化物燃料电池系统将创造世界上第一艘氨动力固体氧化物燃料电池船舶，并将使用来自雅苒国际集团（YARA）的绿氨。据悉，雅苒国际集团（YARA）是一家化肥和环境保护应用产品生产、开发及销售的大型跨国企业，总部位于挪威首都奥斯陆，在50多个国家设有生产厂及营销网络。目前，该公司正积极布局绿氨生产，此前已与法国电力公司Engie合作，在澳大利亚西北部皮尔巴拉（Pilbara）的现有工厂利用太阳能发电制造氢气，使氢气与氮发生反应，利用可再生能源制造的“绿色氨气”将自2023年开始试产。

 

与氢气相比，氨还具有一项“核心优势”，即氨的沸点为–33.5摄氏度，与沸点分别为–161摄氏度和–253摄氏度的液化天然气和氢气相比，氨更容易液化和储存，且能耗更低。尽管使用氢能的质子交换膜燃料电池（PEMFC）是最具商业价值的燃料电池，也是大多数供应商关注的焦点，但其“致命弱点”在于氢本身的特性，在–253摄氏度的液态条件下，氢的体积能量密度为8.5GJ/立方米，而柴油的标准能量密度为33GJ/立方米。

 

因此，每英里航行距离所消耗液态氢，需要更大的储存空间，而达到并保持–253摄氏度既困难又需要消耗更多能源。尽管如此，报告仍显示，船用质子交换膜燃料电池市场目前正在快速增长，特别是在沿海地区，具有更大的潜力。

 

总体而言，电池、氢和氨燃料电池具有创造长距离零排放航运的巨大潜力。报告指出：“我们很容易预见到，未来中期内，氢能质子交换膜燃料电池（PEMFC）和电池将被广泛应用，而从长期来看，氨动力固体氧化物燃料电池将拥有更大应用空间。很明显，海运行业的减排将继续依赖公共和私营部门的巨大投资、财政支持和政策驱动力。”