□ 全媒记者 王寅娜

12月3日，工信部发布关于印发《“十四五”工业绿色发展规划》的通知，提出加快发展新能源、新材料、绿色智能船舶、新能源汽车、绿色环保、高端装备、能源电子等战略性新兴产业，并指出，加快氢能技术创新和基础设施建设，推动氢能多元利用，这给氢能船舶的研制又添热度。

船舶领域酝酿“氢能革命”

近年来，研究清洁、高效、可持续发展的新能源动力推进技术已经成为绿色船舶的重要发展方向，而将零排放的氢燃料电池技术应用于船舶，则被普遍视为一种有效的解决方案。

“我国航运减排总体发展思路是以清洁能源为核心，以动力技术、能效技术为辅助措施的综合减排路径。”中船712研究所高级工程师刘强认为，燃料电池系统是绿色船舶动力装置的理想方案，可应用于内河、内湖和近海的公务船、客船、游船以及渡船，频繁进出港口的散货船和工作船，科考船和工程试验船，采用液氨/液氢燃料的远洋船舶。

在“双碳”背景下，氢能因其零排放的特点而备受瞩目。现阶段，虽然国内企业的研发重点主要集中在车用氢燃料电池技术上，但是近年来，一些科研单位和企业在船用技术研发上的投入也逐渐增多，在氢能船舶上展开燃料电池应用测试，并取得了一些成果。

今年1月，大连海事大学燃料电池游艇“蠡湖”号通过试航；1月28日，武汉众宇动力系统科技有限公司自主研发、设计、生产的“TWZFCSZ”系列燃料电池系统获得由中国船级社颁发的船用燃料电池产品型式认可证书；3月中旬，广东喜玛拉雅氢能科技有限公司与桂林旅游股份有限公司、广西新能源船舶电池工程技术研究中心共同启动“氢能源船舶项目”合作；5月下旬，广东省内推出首艘氢能源船舶“仙湖1号”，并于佛山南海下水；国内首家专注氢能船艇动力系统公司—ExploMar也在10月份宣布获得了由险峰长青领投的美元基金种子轮融资，并率先启动国内商业化游艇项目，首艘搭载自主研发氢能动力系统的60尺游艇将于明年初投放市场；11月，以高温甲醇燃料电池为动力电源的示范游船在佛山市南海区丹灶镇仙湖首航。

多家燃料电池企业已经在氢能船舶领域进行布局，更多的燃料电池企业也看好氢能船舶市场，船舶领域的一场氢能革命正在酝酿启动。

遵循从小到大由近及远的发展规律

大连海事大学辽宁省新能源船舶高校创新团队负责人杨国刚教授介绍，氢能船舶发展将基本遵循从小船到大船、由近海到远海的发展规律。

目前国内外常用的氢燃料电池有质子交换膜燃料电池（PEMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）。

据了解，质子交换膜燃料电池（PEMFC）在船舶上的应用最早从欧洲开始，日美发展迅速，目前已进入示范和推广阶段。近几年，欧洲、日本、美国等均已相应开展百千瓦级固体氧化物燃料电池（SOFC）发电系统在船舶领域的技术研究与示范应用。国内仅在船用质子交换膜燃料电池（PEMFC）技术领域开展了小规模试验和测试。

“质子交换膜燃料电池（PEMFC）已经具有较高的技术成熟度，预计近期氢能船舶在该领域将有重大突破，而固体氧化物燃料电池（SOFC）则在未来极具发展前景。”杨国刚告诉记者，在对排放要求严苛地域的小型游艇与观光艇，以及用于内河和沿海货物运输的3000吨以下的货轮适合搭载PEMFC。

在未来，SOFC将有望在远洋船和对舒适性有较高需求的大型邮轮上取得应用。此外，将SOFC与固体氧化物电解池（SOEC）建立大型船舶电站也是未来极具前景的发展方向。

各方协力推动“氢能上船”

刘强表示，氢燃料电池动力船舶应用技术可行，但目前仍存在法规、规范和标准有待完善、寿命和成本离商用化尚有一定距离、高效安全的制储运供氢及补给装备有待提升、配套设施缺乏等问题亟待解决。

据了解，目前，国内尚无船用氢燃料电池法规，相关船用氢燃料电池规范仅有2017年12月CCS颁布的《船舶应用替代燃料指南》。《氢燃料动力船舶技术与检验暂行规则》（法规）和《船舶应用燃料电池发电装置指南》（规范）初稿编制工作，预计在今年正式颁布实施。但关于氢燃料补给、不同氢源和燃料电池种类在船舶上应用等方面的法规和规范，以及氢燃料动力船舶领域的标准有待完善。

而且，船用燃料电池电堆的寿命要求数万小时，而国内氢空燃料电池电堆的寿命一般不超过1万小时。在成本方面，目前符合CCS型式认可的燃料电池模块成本约1万余元/千瓦，而根据美国能源部（DOE）测算，以大规模生产（50万台/年）为测算条件，认为燃料电池发动机成本最终目标是实现30美元/千瓦。所以燃料电池成本的下降空间巨大。

“氢气很难被高密度地储存，安全、高效储运是氢能在船舶领域应用的关键。”刘强介绍，目前的储氢方式在储氢密度、排放、安全性、补给保障性等方面各有特色，需要针对不同的船型、排放要求、水域和应用周边的燃料补给保障条件决定选用特定氢源，需要进一步开发新型高效高安全性船用储供氢技术，以满足船舶应用各个方面的要求。而且，氢燃料动力船舶需要的配套设施主要包括氢气制备、氢气储运和氢气加注。船舶加氢站目前国内尚未有应用案例，而且缺乏相关法规和规范的支撑。

在杨国刚看来，如果实现甲醇等液态原料现场制氢，避开氢气加注、存贮及带来的安全问题，将极大推动氢能船舶的产业化发展。据介绍，大连海事大学与大连大学科研团队合作，正在开发40千瓦的船用甲醇重整制氢样机，明年初能够进行现场测试。

对于氢能船舶今后的研发方向，北京派瑞华氢能源科技有限公司研发经理任圣哲认为，要针对船舶储氢量需求大的特点，深入研发液态储氢、金属储氢、有机物储氢等多种储氢模式，探索船用储氢的最佳模式。还要根据船用环境的特性，开展船用氢能零部件研究，并取得相关认证。

在氢能船舶的推广方面，刘强建议，以生态优先绿色发展为引领，首先实现在长江和内湖的游船、公务船、轮渡等船型上的应用，逐步向长江经济带、珠江流域、环渤海地区推广，推动绿色船舶高质量发展。