氢能船舶发展“困局”

 自2002年我国公开报道的首艘以燃料电池为动力的游艇试航成功后，氢能船舶的优势逐渐进入大众视野。历经20余年的研发推广，国家/地方政府纷纷出台了相应政策以带动产业发展，氢船发展已进入“加速度”阶段。

同时，在国家双碳目标中对交通领域的减碳转型提出了明确要求，氢能船舶的优势不断凸显，但氢能船舶的投用仍需克服成本、技术、法规、安全、监管和管理方面存在的各种困难。

业内某领先企业负责人向势银能链表示：“氢燃料电池动力船舶应用目前技术可行，然而氢气作为危险品管理，设计建造附加要求较高；船用氢气加注基站的规划审批及营运监管等政策空白，氢气生产与供给均处于起步培育阶段；氢燃料电池动力系统研制成本过高等问题，制约了氢燃料电池动力船舶的推广应用。”

困难与机遇并存，未来将如何面对氢能船舶这一巨大市场？又该克服哪些问题？

对此，势银能链特采访了在氢能船舶方面积极布局的企业——国氢科技、众宇动力、国氢新能源、保胜燃料电池等燃料电池企业，通过企业的角度来明晰目前氢能船舶“发展之困”。

图为2022年上述企业的氢能船舶相关进展（部分）

车/船用燃料电池技术的主要区别

目前来说，我国研究氢车汽车的技术已经相对成熟，并且已陆续开展了大规模应用，但氢船的研发还只是停留在实验、初步下水的前期探索阶段，这也进一步说明燃料电池在车用与船用方面有较大的设计差距。

具体有哪些不同？对此，国氢科技、国氢新能源、众宇动力、保胜对燃料电池分别在不同方面做了阐述，总结来看分为以下几大方面——

功率等级不同，现有氢船需要500kW-1000kW级系统才能满足电能需求，兆瓦级燃料电池系统更是作为未来重点发展方向，氢车普遍需求在100kW-200kW级，体量较小研发难度较小；

稳定性要求不同，船舶救援相对车辆救援困难安全性要求高，同时船舶倾斜摇摆幅度比较大且比较频繁，需要做更多可靠性设计，而氢车主要考虑路况整体要求相对较低；

耐久性要求不同，船舶环境空气湿度高、盐度高，耐腐蚀性要求高，同时远洋船舶需要更长时间的使用寿命，保证船只正常运行；

空间设计布局不同，氢车对空间需求严苛，产品功率密度要求高，而船舶应用空间大，其中通风排风设计、能源配套管理系统更加复杂。

针对上述部分问题，保胜相关负责人表示目前PowerCellution系列产品在特定的工况下已经可以做到20000-30000个小时，并且到目前为止的运行状况均十分良好。目前保胜针对船舶应用开发的燃料电池产品功率从kW到MW级都有配套，标准化模块200kW船舶燃料电池系统已获得DNV原则性认证。

据其透露，目前保胜燃料电池还在进行多项船舶项目工作的交付。例如，计划明年交付3MW船舶燃料电池系统，可支持船舶巡航3提案或为船舶提供一周的日常用电；正在建造的1.6MW燃料电池系统将为Maritime Partners拖轮提供动力，该船舶将使用绿色甲醇重整制氢为拖轮提供动力；日后将为AMOGY作业船提供船舶燃料电池系统，该船将使用绿氨制取氢气。

国氢新能源相关负责人表示，目前该公司设计的系统较上一代完成了升级换代，满足船用动态特性要求、高湿度和高盐雾等技术要求。值得一提是，2021年国氢新能源开发了中国第一艘燃料电池海钓渔船，该渔船配备30kW燃料电池系统，并已经成功交付客户，目前运行状况整体良好。

安全是氢船研发设计的重中之重

作为公共交通领域的氢船，在远洋航行时十天甚至半个月才能完成一场旅程。如果在航行途中发生安全问题救援将变得十分困难，并且会危及到整个船舶的生命和财产，因此安全才是在设计研发试用时应该着重考虑的问题。

那么氢能船舶安全性的考虑有哪些特别之处？对此，众宇动力、国氢新能源、国氢科技相关负责人对氢气的存储、燃料电池产品的管路与零部件、船舶绝缘设计等方面提出了相关意见。

由于目前高压气态储氢技术较为成熟并已商业化应用，因此目前船舶主要采用气态储氢方式。因此，在能源安置的安全问题中主要涉及存储条件、预防处理系统两大方面——

目前船舶储氢系统一般放置在密闭空间，氢气一旦泄露、聚集，将会有爆炸的危险，这需要船舶配备防爆房间放置储氢系统。同时为应对突发事故，船舶还应具备碰撞防护措施，在固定支架外设置缓冲设施以减少船舶运行中频繁摇摆的影响；

在预防处理系统方面，船舶应配齐相应的监测系统、通风系统及自动灭火系统等，在故障发生时进行相应报警及应急处理。

同时在管路和零部件方面，为防止运行过程中出现电火花点燃氢气发生自燃或者爆炸事故，在管路与部件的设计中需要防爆、防静电、阻燃、防盐雾等性质。

国氢新能源相关负责人表示，目前该公司新一代船用燃料电池系统已经能够满足高湿度、高盐雾环境，但为规避部分零部件不满足防爆要求，在系统的防爆设计中还采用了整体防爆的技术方案，最终满足船舶整体的安全需求。

今年6月，由国氢新能源配套的浙江舟山首批氢能船舶正式交付，同时现场还就全国首批20艘氢燃料电力系统玻璃钢钓鱼艇示范船的建设签署了合作协议，旨在共同探索新能源、新材料、新技术现代化船舶的推广应用。国氢新能源交付情况

氢能制储运加均存在制约氢船发展的因素

近年来，国内燃料电池产业得到了长足发展，已经形成了包括众宇动力、国氢科技、国氢新能源、保胜燃料电池等一批具有自主知识产权的船用燃料电池系统厂家，部分企业还拿到了产品认可证书，标志着燃料电池船舶商业化应用向前迈进了一大步。

图为船用氢燃料电池发电系统型式认可证书 来源：国氢科技

但是，我国氢能产业正处于“陆热水冷”的阶段，氢能在船用方面的生产、储存、运输条件和行驶环境的瓶颈都会有所不同，发展备受制约。

针对目前制约氢船发展的主要因素，众多企业提出的观点大同小异。按照保胜燃料电池负责人的话来总结，目前主要包括基础设施配套、加氢、储氢以及标准规范（政策、操作规范）四大方面。对此国氢科技与国氢新能源也做了相应的补充——

基础设施配套方面：目前受到港口加氢站等相关标准并未实施，造成加氢站建设整体不足，同时因安全问题也无法广泛推广；

加氢：由于氢燃料补给限制条件多，加注设施选址困难、审批难度大等问题亟待突破；

储氢：目前船舶主要采用气态储氢方案，但船舶空间有限储氢量不足（例如目前35Mpa的压缩氢气，一般储氢量在100kg以下比较合适空间布置，但是续航上往往不能满足要求）。但其它如液氢、氨制氢技术路线更不成熟，无法考量；

操作规范：目前与氢船相关的船员培训要求、操作规程、应急预案等配套管理办法都暂未出台，为推进氢船商业应用，需要对氢燃料电池动力船舶的管理技术进行研究。

标准/政策的缺失延缓产业发展

今年3月，国家《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》出台，规划明确提出交通领域将率先开展氢能普及应用，同时要积极探索氢燃料电池在船舶、航空器等领域的示范应用，不断提升交通领域氢能应用市场规模。

国家级规划的出台进一步加速了我国氢船的发展速度，目前我国与氢船有关的法规《氢燃料电池动力船舶技术与检验暂行规则（2022）》，其中从检验与发证、船舶布置、轮机、电气装置、控制检测和安全系统、消防、氢燃料储存、氢燃料加注等方面做出了具体的要求，这些都是仅对船舶本体涉及氢能相关的技术进行的要求。

国氢科技相关负责人表示，目前船用燃料电池系统目前标准主要依据IEC固定式发电系统，部分测试项目内容和指标与车用系统不同，因此目前还存在车用氢能标准不适用、标准建设零散等问题。

对此，国氢新能源、国氢科技、保胜燃料电池表示目前还需要对船舶加氢站、多点加注技术标准、船上供氢系统标准、管路连接方式、船员安全操作等相关方面作出相应的规范或技术要求。

日后，凭借标准的完善、技术的升级氢能船舶的发展必将呈现飞速发展趋势，未来氢能船舶何时能够产业化、规模化？我们拭目以待。