自2002年我国公开报道的首艘以燃料电池为动力的游艇试航成功后，氢能船舶的优势逐渐进入大众视野。历经20余年的研发推广，国家/地方政府纷纷出台了相应政策以带动产业发展，氢船发展已进入“加速度”阶段。

同时，在国家双碳目标中对交通领域的减碳转型提出了明确要求，氢能船舶的优势不断凸显，但氢能船舶的投用仍需克服成本、技术、法规、安全、监管和管理方面存在的各种困难。

业内某领先企业负责人表示：“氢燃料电池动力船舶应用目前技术可行，然而氢气作为危险品管理，设计建造附加要求较高；船用氢气加注基站的规划审批及营运监管等政策空白，氢气生产与供给均处于起步培育阶段；氢燃料电池动力系统研制成本过高等问题，制约了氢燃料电池动力船舶的推广应用。”

困难与机遇并存，未来将如何面对氢能船舶这一巨大市场？又该克服哪些问题？

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车/船用燃料电池技术的主要区别

目前来说，我国研究氢车汽车的技术已经相对成熟，并且已陆续开展了大规模应用，但氢船的研发还只是停留在实验、初步下水的前期探索阶段，这也进一步说明燃料电池在车用与船用方面有较大的设计差距。

具体有哪些不同？对此，国氢科技、国氢新能源、众宇动力、保胜对燃料电池分别在不同方面做了阐述，总结来看分为以下几大方面——

功率等级不同，现有氢船需要500kW-1000kW级系统才能满足电能需求，兆瓦级燃料电池系统更是作为未来重点发展方向，氢车普遍需求在100kW-200kW级，体量较小研发难度较小；

稳定性要求不同，船舶救援相对车辆救援困难安全性要求高，同时船舶倾斜摇摆幅度比较大且比较频繁，需要做更多可靠性设计，而氢车主要考虑路况整体要求相对较低；

耐久性要求不同，船舶环境空气湿度高、盐度高，耐腐蚀性要求高，同时远洋船舶需要更长时间的使用寿命，保证船只正常运行；

空间设计布局不同，氢车对空间需求严苛，产品功率密度要求高，而船舶应用空间大，其中通风排风设计、能源配套管理系统更加复杂。

针对上述部分问题，保胜相关负责人表示目前PowerCellution系列产品在特定的工况下已经可以做到20000-30000个小时，并且到目前为止的运行状况均十分良好。目前保胜针对船舶应用开发的燃料电池产品功率从kW到MW级都有配套，标准化模块200kW船舶燃料电池系统已获得DNV原则性认证。

据其透露，目前保胜燃料电池还在进行多项船舶项目工作的交付。例如，计划明年交付3MW船舶燃料电池系统，可支持船舶巡航3提案或为船舶提供一周的日常用电；正在建造的1.6MW燃料电池系统将为Maritime Partners拖轮提供动力，该船舶将使用绿色甲醇重整制氢为拖轮提供动力；日后将为AMOGY作业船提供船舶燃料电池系统，该船将使用绿氨制取氢气。

国氢新能源相关负责人表示，目前该公司设计的系统较上一代完成了升级换代，满足船用动态特性要求、高湿度和高盐雾等技术要求。值得一提是，2021年国氢新能源开发了中国第一艘燃料电池海钓渔船，该渔船配备30kW燃料电池系统，并已经成功交付客户，目前运行状况整体良好。

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发展氢能船舶的必要性

海运业是温室气体主要排放源之一，国际海事组织(IMO)公布的数据显示，船舶行业每年的碳排放量为11.2亿吨以上，约占世界二氧化碳排放总量的4.5%，并呈继续增加的趋势。

在IMO2020限硫令和“双碳”目标压力下，船舶行业绿色转型迫在眉睫。基于氢燃料电池在船舶领域应用优势明显，且不产生温室气体，因此氢燃料电池船舶成为船舶业实现绿色转型的重要选择。

从技术层面来看，氢燃料电池在船舶领域应用具有三大优势：

可以实现工业规模化生产，电源稳定可靠。氢燃料电池是稳定直流电源的来源，为船舶的发动机提供动力并满足其所有电力需求，并且不产生温室气体，维护成本低(燃料电池系统可重建)且使用寿命极长。

支持远程运输，可快速加氢。氢气的能量密度比锂电池更高，因此燃料电池驱动的船舶可在再次加氢前运行更长时间，行驶得更远。

氢气可储存在大型液体储存设施中，以便于在码头加氢。

正是由于氢能在绿色能源船舶应用领域有着难以替代的优越性，世界各国政府和相关组织协会正在出台有关政策，为氢能船舶的顺利出海保驾护航，一场氢能船舶革命正在蓄势待发。

2021年6月，由DNV牵头，26家公司领先与协会组成的联盟推出了《氢燃料船舶手册》，以解决船用氢燃料的各种难题。这项名为“MarHySafe”的联合开发项目(JDP)旨在为航运中氢能的安全操作提供知识库，共同研究氢能上船的挑战。

在国内出台的政策中，今年来有多项发展氢能船舶的相关政策和法规相继颁布如：2022年3月，由中国船级社编制的《氢燃料动力船舶技术与检验暂行规则》正式对外发布，中国船级社发布了《E23氢燃料电池》、《B07氢气瓶》、《M28重整装置》和《船舶应用燃料电池发电装置指南2022》，使得氢能源船舶检测开始有标准可依。

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安全是氢船研发设计的重中之重

作为公共交通领域的氢船，在远洋航行时十天甚至半个月才能完成一场旅程。如果在航行途中发生安全问题救援将变得十分困难，并且会危及到整个船舶的生命和财产，因此安全才是在设计研发试用时应该着重考虑的问题。

那么氢能船舶安全性的考虑有哪些特别之处？对此，众宇动力、国氢新能源、国氢科技相关负责人对氢气的存储、燃料电池产品的管路与零部件、船舶绝缘设计等方面提出了相关意见。

由于目前高压气态储氢技术较为成熟并已商业化应用，因此目前船舶主要采用气态储氢方式。因此，在能源安置的安全问题中主要涉及存储条件、预防处理系统两大方面——

目前船舶储氢系统一般放置在密闭空间，氢气一旦泄露、聚集，将会有爆 炸的危险，这需要船舶配备防爆房间放置储氢系统。同时为应对突发事故，船舶还应具备碰撞防护措施，在固定支架外设置缓冲设施以减少船舶运行中频繁摇摆的影响；

在预防处理系统方面，船舶应配齐相应的监测系统、通风系统及自动灭火系统等，在故障发生时进行相应报警及应急处理。

同时在管路和零部件方面，为防止运行过程中出现电火花点燃氢气发生自燃或者爆 炸事故，在管路与部件的设计中需要防爆、防静电、阻燃、防盐雾等性质。

国氢新能源相关负责人表示，目前该公司新一代船用燃料电池系统已经能够满足高湿度、高盐雾环境，但为规避部分零部件不满足防爆要求，在系统的防爆设计中还采用了整体防爆的技术方案，最终满足船舶整体的安全需求。

今年6月，由国氢新能源配套的浙江舟山首批氢能船舶正式交付，同时现场还就全国首批20艘氢燃料电力系统玻璃钢钓鱼艇示范船的建设签署了合作协议，旨在共同探索新能源、新材料、新技术现代化船舶的推广应用。

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各国氢能船舶的发展现状

为应对严格的碳排放标准，一些国家颁布一系列规划与标准，引导并支持氢燃料动力船发展布局。如今，布局氢燃料动力船领域的行动愈演愈烈。

中国：主攻技术难点

在我国，氢能船舶发展更是获得国家层面的政策支持。客观来讲，我国对于船舶使用氢能的探索更多地体现在氢燃料电池研发等方面。2019年底，中国船舶集团有限公司发布了全球首艘氢燃料试点船舶设计方案。2021年初，武汉众宇动力系统科技有限公司获得了由中国船级社(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步。

而对于船用氢燃料电池的规范研究工作主要集中在CCS。2017年，CCS编制了《船舶应用替代燃料指南》，其中根据氢燃料电池系统主要构成及各系统设备在船上的应用特点，提出燃料电池船舶布置、系统设计、燃料储存、加注辅助系统等方面的安全技术指标。随后，CCS又围绕氢燃料电池船舶关键技术开展了一系列应用研究和工程实践，在船舶总体安全设计、储氢、加氢和用氢等环节上取得了大量研究进展，陆续攻克了船舶应用氢燃料在总体设计、系统设计、装备制造、标准研发和风险评估等技术难题，通过获得的大量实测资料，为我国后续氢燃料电池实船建造提供了重要的理论基础和数据支撑。虽然我国氢能船舶领域目前还没有成熟的商用船只，但CCS通过技术研发，正积极实现降低成本和全环节技术链条整合，以推动形成围绕氢燃料电池船舶的完整产业链。

我国目前氢能及燃料电池技术标准在陆上领域已基本成熟，相比于陆上标准体系，船用燃料电池技术标准尚不成熟，相关燃料电池系统及储氢、加氢系统主要采标陆上现有标准。

2019年9月，国务院正式对外发布《交通强国建设纲要》，其中明确了构建物流强国目标，并在氢能基础建设、城市物流电动化、新能源船舶运输等多个方面对氢能产业发展形成更多的政策支持和实质利好。

2020年3月，广东《茂名市氢能产业发展规划（征求意见稿）》中明确提出试点燃料电池在工业发电、热电联供和船舶方面的应用。

2020年6月，交通运输部在《内河航运发展纲要》的通知中明确提出：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。

2020年12月，浙江舟山市正式发布《关于加快培育舟山市氢能产业发展的指导意见》，提出以船舶、海洋运输、港口物流等海洋氢能示范应用为特色，探索打造氢能海上供应链，建设国内具有影响力的氢能海洋应用示范城市——“海上氢岛”，到2025年新建或改造氢能船舶100艘以上。

2021年7月，国家海事局组织制定了《氢燃料动力船舶技术与检验暂行规则（征求意见稿）》，面向向社会公开征求意见。

欧洲：智能培育氢动力

欧洲针对海运低排放替代能源进行的研究较早，从政策和研发资金上给予了绿色船舶项目极大支持，这使其创新性变得更强。在氢燃料船舶研究示范方面，欧洲处在领先位置，倡导、主推了多个主要氢燃料船项目，而挪威则是氢燃料船的发展先锋。在欧洲国家中，挪威对氢燃料在海运方面的应用探索最为丰富、系统，形成了相对完善的发展模式。由政府和专项基金资助的“HySHIP”项目将设计和建造以绿色液态氢为燃料的示范滚装船，并建立可行的液态氢供应链和燃料供应平台，旨在降低整个欧洲更广泛地转向液态氢作为船舶推进燃料的开发和运营成本。“HySeasIII”则采用基于新能源风险的替代设计方案，其有别于其它项目的特征之一在于示范船使用过剩的可再生能源制氢，有助于制定船舶氢能规范。

欧洲政府部门、研究机构更多地承担了挖掘、投资新型船舶项目的职能。在这样的背景下，欧洲以氢动力船舶为代表的新型绿色船舶与智能化提高能源使用效率融合得更紧密，这是其氢燃料船舶在开发运行方面进步的原动力之一。但需强调的是，欧洲更加侧重于近海/内河氢燃料船舶研发。客观上，氢燃料能量密度较大、使用处于初期阶段，大型船舶很难收获可衡量的收益。主观上，欧洲水路网络密集，大部分港口配备适于集卡和船舶使用的氢加注桩，较小型船舶的机动性较强，靠泊加注方便。

日韩：争抢“国际标准”

与欧洲重点关注小型氢动力船舶不同，日本侧重于大型远洋氢动力船舶及发动机研发。日本经济产业省发布了《绿色增长战略》，战略中指出在2025-2030年间开始实现零排放船舶的商用，到2050年将现有传统燃料船舶全部转化为氢、氨、液化天然气（LNG）等低碳燃料动力船舶。促进面向近距离、小型船只使用的氢燃料电池系统和电推进系统的研发和普及；推进面向远距离、大型船只使用的氢、氨燃料发动机以及附带的燃料罐、燃料供给系统的开发和实用化进程；积极参与国际海事组织（IMO）船舶燃料性能相关国际规范、标准的制定和修订工作。

韩国在“氢能上船”方面的发展逊于日本。现代重工集团负责造船业务的二级控股公司韩国造船海洋表示，公司与韩国船级社（KR）签署了开发氢能船舶设计及安全规范的业务合作协议，研讨船舶的天然气储存及燃料供给系统、货物处理系统等相关问题，将共同开发制定全球首个氢能船舶规范标准，并计划于2022年年底之前将其提交给国际海事组织(IMO)。同时，现代重工从KKR集团融资7.2亿美元将全部用于投资人工智能和氢能源动力船舶领域。

日后，凭借标准的完善、技术的升级氢能船舶的发展必将呈现飞速发展趋势，未来氢能船舶何时能够产业化、规模化？我们拭目以待。

文章来源： 势银能链，电工电气，中国船检，焉知氢能