氢燃料电池在船舶方向应用现状

      我们在讨论氢燃料应用的场景时都会说到其在船舶方面的应用前景广阔，另交通运输部关于印发《内河航运发展纲要》的通知明确提出：“推广LNG节能环保船舶，探索发展纯电力、燃料电池等动力船舶，研究推进太阳能、风能、氢能等在行业的应用。”另外国内至少还有7个地方出台相关指导纲要要在船舶上实现氢燃料电池的示范应用。那我们就讨论和盘点一下氢燃料电池在船舶应用的现状。

一、现状在船舶应用领域的规范和标准。

国内：

1. 船级社（CCS）发布的指导性文件GUIDANCE NOTES GD22‐2017《船舶应用替代燃料指南》第二篇---燃料电池系统。

2. 和氢燃料电池本身相关类的标准。这些已经有很多了。（就不一一列举了）

   说明：没有再收集到其他和燃料电池在船舶应用的相关等国标了。

   
   

   

   国外：目前也没有收集到针对氢燃料在船舶应用的相关标准。
   

二、国内外实际推进案例说明（重点盘点把氢燃料电池作为动力系统的应用，忽略氢燃料在船舶上做辅助供电系统应用场景）

      1.国内：

      1）2019年12月，在第 20届中国国际海事展期间举办的中国船级社(CCS)绿色技术论坛上，由中国船舶集团自主设计研发的我国首艘氢燃料试点船舶设计方案正式对外发布，并获得中国船级社的原理认可(AiP)证书。这仅仅是设计方案。设计得到相关参数如下：

       该船为 2100吨级定点航线内河自卸货船，采用4x135kW质子交换膜氢燃料电池作为船舶主动力源，辅以 4x250kWh锂电池组进行调峰补偿，同时船舶载有 35MPa高压氢气瓶组储存氢气燃料，续航力约为 140公里。

预计2021年底完成建造并计划在珠江试运行。

      2）2021年1月28日，武汉众宇动力获得中国船级社（CCS）颁发的首张船用燃料电池产品型式认可证书，不仅填补了国内空白，也标志着氢燃料电池船舶商业化应用向前迈进了一大步。

     2.国外：

     1）日本：

      a.2015年日本首次在一辆长12.5米的渔船上搭载了450L的氢燃料，续航2小时，最高时速可达37Km/h。

       b. 2020年2月日本邮船株式会社(NYK Line)、东芝能源系统&解决方案公司，川崎重工有限公司、日本海事协会(ClassNK)和ENEOS公司共同宣布，日本新能源和工业技术发展组织(NEDO)已批准他们参与大功率燃料电池(FC)船舶商业化示范项目。

　　该项目将于2020年9月启动，是日本首次尝试开发商用燃料电池船舶，并进行了涉及氢燃料供应的示范操作。使用氢燃料电池作为动力源，将有可能完全消除航行过程中的温室气体(GHG)排放。

       项目的目标是共同开发一艘约150吨级(即载客量约为100人)的大功率燃料电池船，它将作为一艘中型旅游船使用，并在2024年进行示范性的营运和氢燃料供应。具体计划是：2020年9月开始燃料电池船以及氢燃料供应的可行性研究，2021年开始设计船体和氢燃料供应设备，2023年开始实际建造和生产，2024年在横滨港口海岸试航。

     2）美国

      a.2018年11月，美国Golden Gate Zero Emission Marine（GGZEM）公司的美国首艘氢燃料电池客船“Water-Go-Round”号开工建造。

      b.2020年康明斯氢燃料电池集成到北美首个商用氢燃料电池零排放渡轮（ZEF）上，将这一设想变为可能。这艘被命名为“海洋变革（ Sea Change）”号的渡轮行驶起来安静且零排放，标志着零排放船舶动力商业化的又一个重要里程碑。海洋变革”号将搭载康明斯360KW燃料电池动力系统，最高时速可达22海里/小时。

    3）欧盟

      a.FuelCellBoatAmsterdam”项目是为了实现欧洲内陆客船上燃料电池及氢能源的应用，以及相关的加注燃料设施的构建。该船长为 22米，船宽 4.25米，配备 60 ～ 70kW燃料电池系统，乘客数量为 100名。“FuelCellBoatAmsterdam”在荷兰Bodewes船厂建造，于 2009年初航行于 Amsterdam的运河上，用于运河旅游事业.

       b.“VikingLady”项目由挪威研究理事会、挪威创新署和德国联邦经济技术部赞助，是一艘 92.2m长的平台供应船，采用混合动力推进，配有 68x6.5kWh的燃料电池系统和电池组，该船在动力定位工况以及在港口时采用燃料电池及电池组供电，以降低排放和能耗，根据相关资料该船降低了 15%左右的能耗。

       c.瑞士 ABB和欧洲最大研究机构SINTEF的合作项目于2018年11月启动，预计世界上第一艘氢动力渡轮将于2021年在挪威西海岸开始运营。

      4）韩国

        a.Vinssen2021年将能够在蔚山的太和河上展示氢燃料电池船，目前该项目的成本为47亿韩元，具体期限为2020年1月1日至2021年12月31日，氢燃料电池船的设计和制造正在进行中。

三、鉴于氢燃料在船舶应用和其他应用场景的不同之处，目前仍然有很多技术问题需要研发推进，同时也需要示范应用来取得更多的实际工程经验和验证数据。氢燃料电池系统在船舶上应用至少要在以下几个方面仍需要做大量的工作：

(1) 船用燃料电池动力系统专项研究验证；

(2) 船用储氢和加氢系统专项研究验证；

(3) 船用氢气管路连接方式专项研究验证；

(4) 船用燃料电池及其处所安全防护专项研究验证；

(5) 船舶氢燃料加注方式、安全操作规程和监管方式研究；

(6) 氢燃料电池动力船舶技术标准分析；

(7) 氢燃料电池动力船舶设计方案风险评估分析。  

       综述，尽管目前从业者或投资人对氢燃料在船舶应用都寄予厚望，也展望了到2025年高达百亿甚至千亿的氢燃料电池在船舶应用面的产业规模预计值，以目前的实际推进状况来看，值得期待但任重而道远！

原文始发于微信公众号（氢眼所见）：氢燃料电池在船舶方向应用现状