氢能船舶的大规模发展，依赖液氢技术的成熟应用

确保安全是氢能产业实现大规模商业化的重要前提之一，制储运加用任何一个环节出现问题，引发的事故都可能影响氢能发展势头，进而阻碍涉氢产业在民用领域的大众接受度和发展进程。

我国氢能产业近年发展迅猛，但因人们对氢能缺乏足够了解，对其安全性尚有疑虑。业内认为，确保安全是氢能产业实现大规模商业化的重要前提之一，制储运加用任何一个环节出现问题，引发的事故都可能影响氢能发展势头，进而阻碍涉氢产业在民用领域的大众接受度和发展进程。

全球碳中和目标的要求。国际海事组织（IMO）碳减排目标：到 2030 年，全球海运领域二氧化碳排放平均排放量与 2008 年相比至少降低 40%；2050 年降低 70%。

船舶工业转型升级的需要。船舶工业是大国重器，是国家支柱产业。近年，国内船舶工业 GDP 超过 5000 亿人民币。

氢能大规模应用场景的要求。与汽车领域比较，氢能在船舶与航运领域的优势更明显，一般来说，船舶动力系统的造价占船舶设备的 35%，占全船总造价的 25%。全球船舶工业产值超过万亿人民币，氢能在船舶领域的市场空间广阔。

未来将是多技术方向共同发展，其中内河、湖泊、近海等对功率要求相对较低的场景将使用压缩氢 / 液氢 +PEM 燃料电池的方案，但在远洋行业的场景，预计需要使用甲醇 / 氨 +SOFC/ 混动等技术方案。

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目前船用燃料电池系统的成本比车用燃料电池系统高一倍，但在未来，即使考虑了安全冗余等情况，船用燃料电池的成本也有望控制在仅比车用高 10% 的水平——在 2030 年车用燃料电池系统成本低于 500 元 /KW 的目标下，船用燃料电池系统的成本对比传统船用动力也能具备成本优势。

在市场时机方面，从技术与安全标准等方面考虑，时机已经合适；从成本方面考虑，公共示范船、游轮游艇等对成本敏感度较低的场景已经具备入场条件，但散货船、集装箱船等尚有待成本下降。

近日，中国海事局对外发布了《氢燃料动力船舶技术与检验暂行规则（征求意见稿）》，拟从船舶布置、燃料管系、燃料储存、燃料加注、安全系统等方面制定氢能船舶技术标准。

我国碳达峰、碳中和目标对交通领域的减碳转型提出了明确要求，“氢能上船”呼声渐起，但与汽车在氢的储运、加氢条件、和行驶环境等方面均有不同，要实现氢能在船舶上的应用，还需克服哪些难题？

近年来，我国的氢能产业获得巨大发展，尤其在交通领域内，政策扶持力度空前，技术不断进步、产品持续降本增效。中国汽车协会发布的《“十四五”汽车产业发展建议》显示，氢燃料汽车进入产业化发展导入期，下一步，燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用项目将有序开展，基础设施建设将逐步推进。

在我国氢燃料电池船舶近20年的发展过程中，陆续建成了一些示范案例：2002年，我国第一艘以燃料电池为动力的游艇试航成功；2005年，上海海事大学研发了一艘功率仅2千瓦的燃料电池小艇；2019年，中国船舶第七一二研究所发布了拥有自主知识产权的全国首台500千瓦级船用燃料电池系统解决方案，在内河开展实船示范应用；今年1月，我国第一张船用燃料电池产品型式认可证书正式颁发；2月，大连海事大学新能源船舶动力技术研究院牵头建造的燃料电池游艇“蠡湖”号通过试航。

在国外，氢能船舶的发展速度更快，2019年，欧盟就为法国和挪威的两项氢燃料电池船舶项目提供了500万欧元的资金。近年来，挪威船级社联合全球26家企业与相关协会组成联盟，推出了《氢燃料船舶手册》，以解决船用氢燃料的各种应用难题。相比之下，我国企业研发重点还集中在车用氢燃料电池技术上，在船用技术研发上投入的企业并不多，整体上处于早期探索阶段。

“船舶分为内河船舶和远洋船舶，内河船舶用于我国长江或沿海运输，随时可以靠岸加注燃料，且消耗的燃料量不多，理论上和氢燃料汽车相似，同样需要氢气储存容器且无需储存大量氢气。”一位船舶工程师告诉记者，但远海船舶的燃料加注受到时间和空间的限制，有时甚至几个月都无法靠岸，目前应用氢燃料不太可取。

多位业内人士均对记者表示，氢能船舶的大规模发展，依赖液氢技术的成熟应用。相较于高压气氢，液氢的能量密度大、可以储存的氢更多，更能满足远洋船舶的应用。资料显示，常温常压下，液氢的密度是气态氢的845倍，体积能量密度比压缩贮存的氢气高好几倍，同一体积储氢容器可以储存更多液氢。因此，金属氢化物储氢、液体有机化合物储氢等高能量密度储氢技术将是未来船舶行业大规模应用氢能亟需打破的技术瓶颈。

由于技术含量较高，液氢应用一直都局限于航空航天等军工领域，民用领域近乎空白。我国虽在大力发展加氢站等氢能基础设施建设，但已建成的128座加氢站中，没有一座液氢加氢站，如何实现液氢的加注是氢能船舶发展亟待解决的难题。

“实现船舶的氢燃料替代并不容易。”上述船舶工程师坦言，从技术层面来讲，船舶需要的电堆功率需要数千甚至上万千瓦，而目前的氢燃料电池电堆最多只能满足数百千瓦的功率需求。“因此，在氢能船舶发展初期，理想的方案还是将氢与其他能源结合使用，以常规燃油推进船舶行驶，同时利用氢能进行船上发电，这样远洋船舶的氢需求量不会太多，还可以提高经济性和环保性。”

“船舶行业比较特殊，其受众固定且受众范围窄，近几年的经济性不高，净利润普遍降低，寻求新的燃料替代原有的船用燃油，需要考虑技术、成本和安全性问题，对于船舶行业而言，这样的转型代价较大。”上述业内人士认为，船舶行业的绿色低碳转型，需要靠政策支持和法规的强制推动，同时也需要大型船舶企业的带头引导。目前，氢燃料电池汽车的技术标准与工程经验已日趋完善，“氢能上船”有经验可以借鉴，但有待进一步验证评估。