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2025年百億規(guī)模 氫能船舶應用加速推進

   2020-07-08 北極星氫能網(wǎng)16760
核心提示:武漢規(guī)范研究兩個項目評審完成,將有力地推進氫燃料在船舶領(lǐng)域的應用。而隨著政策加持,氫燃料電池在船舶領(lǐng)域的應用亦正在加速推
武漢規(guī)范研究兩個項目評審完成,將有力地推進氫燃料在船舶領(lǐng)域的應用。而隨著政策加持,氫燃料電池在船舶領(lǐng)域的應用亦正在加速推進。

近日,中國船級社(CCS)武漢規(guī)范研究所在廣州組織召開了“船舶氫燃料儲運及應用技術(shù)研究”項目結(jié)題評審會;隨后,武漢規(guī)范研究所與中國船舶集團605院組織召開了“氫燃料電池動力船舶專項研究驗證”項目開題評審會。兩個項目研究工作將有力地推進氫燃料在船舶領(lǐng)域的應用,實現(xiàn)船舶“零排放”的目標,助力水運行業(yè)綠色健康發(fā)展。

據(jù)了解,世界范圍內(nèi),船舶用燃料電池的市場容量大約有160GW。根據(jù)交通運輸部水科院的數(shù)據(jù)和專家預計,2025年氫燃料電池系統(tǒng)改造船數(shù)量和新建氫燃料電池船舶數(shù)量分別約400艘和200艘,氫燃料電池系統(tǒng)市場規(guī)模將達到200億元。

01.七個以上地方做出氫能船舶規(guī)劃

國內(nèi)政策顯然也正在為氫能在船舶行業(yè)的應用鋪路,6月,交通運輸部先后發(fā)布《內(nèi)河航運發(fā)展綱要》、《關(guān)于推進海事服務粵港澳大灣區(qū)發(fā)展的意見》,均提及推進LNG燃料動力、電池動力等船舶應用。

地方發(fā)布的規(guī)劃同樣十分重視其在船舶領(lǐng)域的應用。以近期山東省氫能產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2020—2030年)為例,其中提到2020年到2022年,為氫能產(chǎn)業(yè)全面起步期,加快布局燃料電池軌道交通、港口機械、船舶及分布式發(fā)電裝備產(chǎn)業(yè)。2023年到2025年,為氫能產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展期,燃料電池軌道交通、港口機械、船舶及分布式發(fā)電裝備產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)突破。

此外,還有如下地方發(fā)布的規(guī)劃中提及船舶領(lǐng)域應用。

2018年1月,湖北武漢發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃方案》中指出,2018~2020年,在輪船、無人機、分布式發(fā)電等方面形成小規(guī)模氫能燃料電池示范應用。

2019年7月,浙江《關(guān)于加快嘉興氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干意見》中提到,中期目標(2023-2025),氫能源船舶領(lǐng)域有一定突破。

2019年8月,四川《成都市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2019—2023年)》中提及,到2023年,燃料電池在無人機、分布式能源、船舶、各類電源等領(lǐng)域開展示范應用。

2019年9月發(fā)布的《浙江省加快培育氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》中:到2022年,氫燃料電池在公交、物流、船舶、儲能、用戶側(cè)熱電聯(lián)供等領(lǐng)域推廣應用形成一定規(guī)模;到2025年,加氫設施網(wǎng)絡較為完善,氫能在汽車、船舶、分布式能源等應用領(lǐng)域量化推廣,成為國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)高地。

2019年11月,廣東《佛山市高明區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2019~2030年)》發(fā)布,其中提到中期目標(2022-2025年),適時示范推廣氫燃料電池游船,打造“西江氫城”旅游品牌,推廣游船5艘以上;遠期目標(2025-2030年),推廣應用游船20艘以上.

2020年3月,廣東《茂名市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(征求意見稿)》中,中期目標:試點燃料電池在工業(yè)發(fā)電、熱電聯(lián)供和船舶方面的應用。

02.鳳毛麟角的落地應用

與巨大的市場前景形成鮮明對比的是,目前我國在氫能船舶的探索上的案例并不多見。2019年12月3日,中國船舶集團在20屆中國國際海事展期間舉辦的綠色技術(shù)論壇上,首次發(fā)布了其擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的全國首臺500千瓦級船用燃料電池系統(tǒng)及其全球首艘氫燃料試點船舶設計方案。該船由中國船舶集團七一二所自主設計研發(fā),是一艘2000噸級定點航線內(nèi)河自卸貨船,船長70.5米,寬13.9米,續(xù)航力140千米。采用4x125kW氫燃料電池作為船舶主動力源(4.690,-0.03,-0.64%),輔以4x250kWh鋰電池組進行調(diào)峰補償,同時船舶載有35MPa高壓氫氣瓶組儲存氫氣燃料。

彭元亭,徐增師在發(fā)布于《中國工程科學》的一篇文章中提到,目前,我國與國外先進國家相比仍存在差距:①船用氫燃料電池推進裝置的戰(zhàn)略與目標亟待確立;②氫燃料電池船舶領(lǐng)域法規(guī)規(guī)范研究不足;③船用氫燃料電池推進技術(shù)工程化的部分關(guān)鍵技 術(shù)(氫燃料電池電堆船用化技術(shù),船用高安全、 高儲氫密度氫源技術(shù),船用氫燃料電池系統(tǒng)集成 技術(shù))有待突破;④船用氫燃料電池配套基礎(chǔ)設施建設缺乏。

03.氫能船舶的國際探索

那么,國際上氫燃料電池在船舶領(lǐng)域有哪些應用呢?

國際范圍內(nèi),第一艘氫燃料電池船舶記錄可查于2007年。

2007年,歐盟資助世界上第一個商業(yè)客輪ZEMships項目,該船采用混合動力推進方式,整合了兩個峰值功率48kW的氫燃料電池和 560V的鉛蓄電池,可運送100名乘客。

此外,北美、日本、韓國等先進國家和地區(qū)已將船用氫燃料電池推進技術(shù)作為政府重點支持方向,相繼頒布一系列規(guī)劃與標準,引導并支持氫燃料電池船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1.豐田:首批海運燃料電池系統(tǒng)已交付全球首艘氫動力船舶

2018年由豐田贊助的世界上第一艘自動航行氫動力船,開啟了為其6年的航行之旅。這艘船由專門的賽船進行改造,名字叫做Energy Observer,使用太陽能、風能和波浪發(fā)電,并且可以通過海水產(chǎn)生無碳氫作為動力。

2020年初,豐田宣布其為合作伙伴Energy Observer開發(fā)出了一種海事應用的燃料電池系統(tǒng),且已完成交付。據(jù)了解,去年年底,豐田的燃料電池模塊已通過Energy Observer測試,且彼時該系統(tǒng)正在海上進行最后的全功率測試。該船計劃于2月從圣馬洛港正式啟航。

該船使用可再生能源和車載系統(tǒng)混合運行,是世界上第一艘能夠利用可再生能源從海水中生產(chǎn)氫氣的船舶。船長度31m、寬13m、高度12.85m、吃水2.2m、重量34噸、有8名機組人員、平均速度為:4/5節(jié)(電力),8節(jié)(脈沖翼)。該船已訪問了25個國家/地區(qū),48個港口,3年巡航距離約18000海里。

2.ABB與Sintef合作研發(fā)船舶氫燃料電池

2018年消息,ABB和挪威獨立研究機構(gòu)Sintef Ocean公司正在進行一項開創(chuàng)性研究,以測試燃料電池作為主要船舶推進能源的可行性,希望能為商船和客船所需的電力提供燃料電池技術(shù)。

3.烏斯坦打造氫動力船

2019年11月消息,烏斯坦集團和Nedstack燃料電池技術(shù)公司共同完成了第一套完整的氫動力船只設計方案。烏斯坦SX190 DP2零排放氫動力船(以下簡稱DP2)是其第一艘以氫為動力的近海船,配有Nedstack燃料電池動力系統(tǒng)。新型DP2的海上試驗可能會在2022年進行。總裝機功率為7.5MW,其中2MW由燃料電池動力系統(tǒng)產(chǎn)生,能夠在零碳排放模式下運行4天。

4.PowerCell和挪威船廠聯(lián)合開發(fā)船舶FC系統(tǒng)

2019年11月消息,瑞典PowerCell公司與挪威Havyard Group簽署了一份合同,共同開發(fā)零排放燃料電池系統(tǒng)的設計和技術(shù)規(guī)范。該系統(tǒng)可能安裝在一艘船上,為Havila Kystruten船運公司從卑爾根到基爾克內(nèi)斯的新航線提供服務。這份為期一年的合同涉及開發(fā)零排放系統(tǒng)的設計與技術(shù)規(guī)范,該系統(tǒng)完全符合國際海事組織的海上安全要求。PowerCell和Havyard將聯(lián)合設計該系統(tǒng)解決方案,將基于幾個特制的200KW燃料電池系統(tǒng)模塊并行連接,總功率為3.2MW。

5.太平洋氫能氫燃料電池船舶技術(shù)亮相進博會

2019年11月6日第二屆中國國際進口博覽會上太平洋資源(氫能)集團發(fā)布了太平洋氫能 H2 Station V 加氫站和重型氫能貨輪等產(chǎn)品。太平洋氫能所研發(fā)的船用氫能600千瓦到兆瓦級的氫燃料電池發(fā)動機,可以推動1000——3000噸的內(nèi)河船只,加氫一次航行1000——1500公里左右。

6.全球首艘液化氫運輸船成功搭載液化氫儲罐

2019年底,日本川崎重工神戶工廠舉行全球首艘液態(tài)氫運輸船“SUISO FRONTIER”的下水儀式。2020年3月7日,由川崎重工建造的全球首艘液化氫運輸船“SUISO FRONTIER”號在川崎重工旗下播磨工廠完成液化氫儲罐吊裝。預計2020年10月完工后開始海試,在下一個財年投入試運營,將澳大利亞制造的液化氫運至日本。

該船全長116米,寬19米,重約8000噸,船上將會安裝一個由播磨工廠生產(chǎn)的長25米、高16米的雙殼結(jié)構(gòu)真空絕熱儲氫罐,可以存儲1250立方米的液態(tài)氫。

7.東芝交付30kW船用氫燃料電池系統(tǒng)

2019年底,日本東芝能源系統(tǒng)解決方案公司宣布,已向一艘燃料電池船交付了一套30kW的移動氫燃料電池系統(tǒng),該系統(tǒng)的單位輸出功率體積與固定式燃料電池系統(tǒng)體積相比減少了1/3。該燃料電池船于10月30日通過了日本船舶檢驗組織的臨時航行許可檢查,已開始由NRED東芝建筑公司和東京海洋科技大學進行試驗運營。

8.搭載2MW燃料電池系統(tǒng) 瓦錫蘭開發(fā)世界首艘氨動力補給船

同樣是2020年初,據(jù)外媒報道,瓦錫蘭、Eidesvik Offshore、Equinor、Prototech和ShipFC加入了一項為期五年的項目,在一艘名為“維京能源”的補給船上搭載燃料電池。據(jù)稱,這將是世界上第一艘零排放補給船——其燃料電池由氨氣驅(qū)動。2023年將在“維京能源”上安裝總功率為2兆瓦的燃料電池模塊,該船將在海上使用新能源系統(tǒng)運行一年。

9.洋馬和豐田汽車合作研發(fā)船用氫燃料電池系統(tǒng)

6月消息,日本洋馬控股及其旗下柴油發(fā)動機制造商洋馬動力技術(shù)公司(Yanmar)研發(fā)了一種基于汽車燃料電池技術(shù)的船用氫燃料電池系統(tǒng),并且已經(jīng)與豐田汽車公司簽署了一項諒解備忘錄,合作開發(fā)氫燃料電池系統(tǒng)。為了實現(xiàn)具有良好續(xù)航范圍的易于安裝的模塊,洋馬公司的目標是在自己的船艇上安裝這種船用燃料電池系統(tǒng),并且在2020財年末之前開始現(xiàn)場展示測試。

10.三星重工與布魯姆開發(fā)氫燃料船舶 2022年售出首艘氫燃料船舶

7月1日消息,據(jù)外媒報道,日前,三星重工(Samsung Heavy Industries)宣布將與布魯姆能源公司(Bloom Energy)合作開發(fā)氫燃料電池船舶。兩家公司將合作設計和開發(fā)以氫燃料電池為動力的船舶,目標是在2022年向客戶推銷一艘氫燃料電池船舶。 
 
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