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近日，中國海事局發布了《氫燃料動力船舶技術與檢驗暫行規則（征求意見稿）》，擬在船舶布局、燃料配管、燃料儲存、燃料加注和安全系統等方面制定氫能船舶技術標準。
我國的碳達峰和碳中和目標對交通領域的碳減排轉型提出了明確要求，“氫能上船”的呼聲逐漸高漲，但是與汽車在氫的儲運、加氫條件、行駛環境等方面存在差異，實現氫能在船舶上的應用需要克服哪些問題？
行業仍處于早期探索階段
近年來，我國氫能產業取得了長足發展，尤其是在交通領域，政策扶持力度空前，技術不斷進步，產品降本增效不斷提升，中國汽車協會發布的《“十四五”汽車產業發展建議》顯示，氫燃料汽車已進入產業化發展的引進期，接下來設施建設將逐步推進。
在中國氫燃料電池船舶近20年的發展歷程中，已經建立了一些示范案例：2002年，中國第一艘燃料電池動力游艇試航成功； 2005年，上海海事大學研制出一艘功率僅為2千瓦的燃料電池小艇；2019年，中船712研究所發布了國內首個具有自主知識產權的500千瓦級船用燃料電池系統解決方案，并在內河開展示范應用；今年1月，中國首張船用燃料電池產品型式認可證書正式頒發；2月，由大連海事大學新能源船舶動力技術研究所領銜的燃料電池游艇“蠡湖”通過試航。
在國外，氫動力船舶發展更快。早在2019年，歐盟就為法國和挪威的兩個氫燃料電池船舶項目提供了500萬歐元的資金。7月，挪威船級社聯合全球26家公司及相關協會組成聯盟，推出《氫燃料船舶手冊》，解決船用氫燃料的各種應用問題。相比之下，中國企業的研發重點仍集中在車用氫燃料電池技術上，投入海洋技術研發的企業并不多，整體上處于探索的早期階段。
未解決的液氫填充
“船舶分為內河船舶和遠洋船舶，內河船舶用于長江或我國沿海運輸，隨時可以靠岸加注，燃料消耗量小，理論上它們是類似于氫燃料汽車，也需要儲氫容器，不需要儲存大量的氫氣。”一位船舶工程師告訴記者，但近海船舶加注受時間和空間的限制，有時甚至幾個月都無法停靠，目前，氫燃料的應用是不可取的。
多位業內人士告訴記者，氫船舶的規模化發展依賴于液氫技術的成熟應用，與高壓氣氫相比，液態氫具有更高的能量密度，可以儲存更多的氫氣，更適合遠洋船舶的應用。資料顯示，在常溫常壓下，液態氫的密度是氣態氫的845倍，其體積能量密度比壓縮氫高數倍。相同體積的儲氫容器可以儲存更多的液氫。因此，金屬氫化物儲氫、液態有機化合物儲氫等高能量密度儲氫技術將是未來氫能在船舶工業中大規模應用需要突破的技術瓶頸。
由于技術含量高，液氫的應用一直局限于航空航天等軍事領域，民用領域幾乎是空白。雖然我國正在大力發展加氫站等氫能源基礎設施，但已建成的128個加氫站沒有一個有液氫加氫站，如何實現液氫加注是氫能船舶發展亟待解決的問題。
需要政策支持和監管推動
“實現船舶氫燃料的替代并不容易。”上述船舶工程師坦言，從技術角度來看，船舶電堆的功率需要幾千甚至幾萬千瓦，而目前的氫燃料電池電堆只能滿足數百千瓦的功率要求。“因此，在氫能船舶發展初期，理想的解決方案是將氫與其他能源結合，使用常規燃料推動船舶，并利用氫能進行船上發電，從而滿足氫能需求，遠洋輪船不會太多，可以提高經濟性和環保性。”
“造船行業比較特殊，受眾固定，受眾范圍窄，近年來經濟性不高，凈利潤普遍下降，尋找新燃料來替代原來的船用燃料需要考慮技術、成本和安全問題，對造船業而言，這樣的轉型成本更高。”上述業內人士認為，船舶行業的綠色低碳轉型需要依靠政策支持和法規強制推動，以及大型船舶公司的引領引導。目前，氫燃料電池汽車的技術標準和工程經驗日趨完善。“氫能上船”有經驗可以借鑒，但還需要進一步的驗證和評估。
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