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傳統的船舶燃料主要依賴石油、煤炭等化石燃料，這些能源不僅有限，而且燃燒過程中產生的溫室氣體和有毒物質對環境造成嚴重污染。
相比之下，氫能是一種清潔能源，對于減少污染物排放和環境保護具有重要意義。
據統計，船舶排放已經成為溫室氣體排放的重要來源之一。采用清潔能源作為動力來源，可以有效降低船舶的碳排放量，減緩全球氣候變化的速度。
技術發展提高氫能船舶市場潛力
氫能源應用于船舶主要有兩種形式：一是作為內燃機的能源，分為純氫內燃機和與甲醇等燃料一起使用的混燒型內燃機；二是氫燃料電池。
氫內燃機具有耐久性高、成本低、對船體結構改變小等優點，但氫內燃機會產生氮氧化物排放，而氫燃料電池的熱效率高于氫內燃機，有更高的能量轉換效率。
相對于氫內燃機來講，氫燃料電池技術成熟度更高，污染物排放更少，因此氫燃料電池在船運業的發展較氫內燃機更迅速。
目前，已經有部分船舶開始嘗試使用氫燃料電池作為動力來源。相比于傳統的動力系統，氫燃料電池系統具有能量轉化率高、振動噪聲低、零排放、無污染等優勢，是綠色船舶電力推進系統理想的發電裝置。
在“雙碳”背景下，國內的氫燃料電池船舶示范運營逐漸發展。中國船舶、國氫科技、大連物化所、中氫創博等企業分別實現了氫能船舶核心部件認證、船用燃料電池認證、“仙湖1號”氫燃料電池無人船試航等項目。今年三月中旬，國內首艘入級中國船級社（CCS）的500千瓦級氫燃料電池動力工作船“三峽氫舟1號”下水。
國務院印發的《2030年前碳達峰行動方案》提出，加快老舊船舶更新改造，發展電動、液化天然氣動力船舶，因地制宜開展沿海、內河的綠色智能船舶示范應用。
中船第七一二研究所燃料電池事業部副主任葉東浩指出，我國航運減排總體發展思路是以清潔能源為核心，以動力技術、能效技術為輔助措施的綜合減排路徑。
中國船舶集團首席專家，中國船舶集團第七一二研究所研究員彭元亭表示：“隨著高密度氫能制儲運的發展、成本降低、燃料補給站規模化以及燃料電池技術的進步，氫能燃料將會成為新一代內河船舶的主流能源，同時成為近海和遠洋船舶的輔助能源。”
目前，國內的氫能船舶產品主要用于內河領域的觀光船舶、巡查船舶等。未來，電動船舶的需求將會保持增長，船用氫燃料電池的商業化應用潛力已經逐漸顯現。
來自交通運輸部水科院的數據顯示，預計2025年氫燃料電池系統改造船數量約為400艘，新建氫燃料電池船舶數量約為200艘，氫燃料電池系統市場規模將達到200億元。
相關法規助推氫能船舶走得更遠
車用氫燃料電池技術已經日趨完善，但船舶應用環境與車用環境相比更為復雜，且氫燃料電池動力系統有別于與傳統船舶內燃機系統，其可行性和安全性仍需要謹慎看待。
船舶航行有續航時間長、能源消耗大、安全要求高等特點，而氫燃料電池在船舶上的應用也受到氫氣補充、存儲條件的限制。船用氫氣加注存儲技術尚不成熟，沒有形成完善的產業體系。車用氫燃料電池可以通過加氫站實現能源補充，而目前國內尚未有船舶加氫站的應用案例，配套設施不完善且缺乏相關法規和規范。
氫能船舶發展之初，國內尚無有關的法規及檢驗標準，國內燃料電池船舶領域標準仍有待完善，氫能船舶示范運營也有待加強。這在一定程度上制約了氫燃料電池在船舶上的技術進步。
隨著氫燃料動力船舶關鍵技術研究成果的推進，國內氫能船舶的規范也在不斷完善。中國船級社（CCS）規范《船舶應用燃料電池發電裝置指南》、CCS產品檢驗指南《氫燃料電池》、《重整裝置》、《氫氣瓶》，以及中國海事局頒布的法規《氫燃料動力船舶技術與檢驗暫行規則（2022）》，這些法規和指南的頒布標志著國內的氫燃料動力船舶形成了初步的標準體系。
政策法規推動整合發展實現共贏
“雙碳”目標下，航運業減排降碳壓力巨大，與傳統的化石燃料相比，氫燃料電池不會產生二氧化碳等有害排放物，船舶應用氫燃料電池滿足了水運領域低碳轉型的需求。
清華大學燃料電池與儲能研究中心主任韓敏芳表示，“國際海事組織測算，只有將清潔燃料和電力推進技術相結合，才能實現航運業降碳目標，選擇燃料電池船作為突破口既為船用燃料電池產業帶來了廣闊的發展空間，也是船運業低碳轉型的重要路徑。”
氫能為船舶領域提供了一種新的環保動力選擇，盡管目前還存在一些經濟和技術上的挑戰，但隨著技術的進步，問題都將逐步解決。氫燃料電池動力系統是多個設備協作，不僅可以帶動船運業，還可以帶動相關裝備制造業的蓬勃發展。
隨著氫燃料成本的降低以及環保要求的提高，氫燃料電池將會為全國航運業的綠色轉型做出貢獻；市場對于氫能船舶需求增加，也有助于氫燃料電池應用到更多領域，實現技術進步。
（作者：安熠）
