航运业绿色低碳转型势在必行,利用清洁绿色燃料替代柴油是一个切实可行的方案。然而,在低碳或零碳燃料种类的选择问题上,各国尚未达成共识,仍处于积极探索阶段。
氢能作为一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,是能源转型和各行业绿色低碳发展的重要助推器。随着氢燃料电池技术的日益成熟,氢能在交通领域的应用越来越普及。
6月22日,国家电投集团氢能科技发展有限公司宣布,“西海新源1号”商用氢燃料电池动力游览船正式交付使用。
该船主要动力采用国氢科技自主研发的“氢腾”船用氢燃料电池系统,系统净输出功率240kW,专为船舶应用场景开发,零部件国产化率100%,具有零污染零排放、高舒适性和低能耗、低噪声等特点。
氢燃料电池优势明显
氢燃料电池动力船舶的动力系统由多个关键部件组成,包括氢气存储供应系统、燃料电池堆、动力转换系统、电力分配网络、辅助电力源以及能量管理、安全监测和控制等辅助系统。
氢气存贮于储罐中,并通过燃料电池堆转换成电能,驱动动力转换系统,为船舶提供推进力。辅助电力源则充当备用电源的角色,在能源需求高峰时额外提供电力,确保船只在燃料电池能量供应不足时仍能维持运行。
燃料电池结合了传统内燃机与电池的优势,相较于纯电池驱动的船只,其加氢过程更高效,单次加氢后可实现更长距离的航行。因此,氢能船舶在远程航行领域具备一定的优势,可以实现对部分电动船舶的有效替代。此外,燃料电池的稳定输出特性可适用于大型船舶,其可扩展和模块化特性,可以灵活适应不同船舶的空间限制及电力需求。
在燃料电池的维护与保养方面,氢能船舶同样具备优势。据了解,相较于柴油机船,燃料电池船舶的维护更为简便,主要分为小规模和大规模保养。小规模保养通常在两年内进行,费用并不高;而大规模保养的周期与燃料电池电堆的寿命相关,大约每五年进行一次。随着燃料电池电堆成本的持续降低,五年后更换燃料电池电堆的费用也随之减少。
同时,氢能船舶的减碳能力也不容小觑。以“三峡氢舟1号”为例,该船使用的氢气主要来源于三峡的水力发电,这是一种真正的绿色电力制氢方式。预计每年可替代103.16吨燃油,减少343.67吨二氧化碳排放。
尽管我国在船用氢燃料电池应用领域的起步较晚,但也成功实施了不少成功的范例和示范项目。例如,中国船舶集团有限公司在2020年完成了绿色珠江氢燃料电池动力示范船项目。国内首艘内河氢燃料电池动力工作船“三峡氢舟1号”也已完成首航。
目前,国内各省市计划到2025年氢能船舶的数量约达到200艘。根据交通运输部的统计数据,截至2021年底,全国拥有水上运输船舶12.59万艘。以2025年改造1%、新建2%估算,预计2025年氢燃料电池系统船舶数量约500艘,全产业链市场规模将达百亿元。
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