數(shù)據(jù)顯示船舶行業(yè)每年的碳排放量約為10.76億噸，占世界二氧化碳排放總量的2.89%，并呈繼續(xù)增加的趨勢(shì)。在雙碳目標(biāo)下，我國(guó)船舶行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型迫在眉睫。作為船運(yùn)減排的突破口，氫燃料在船運(yùn)脫碳中起到重要作用，但氫能船舶依然面對(duì)技術(shù)、成本、安全等各方面的困難。

氫氣在船舶中的應(yīng)用
氫氣主要通過(guò)兩種形式作為船舶的動(dòng)力，一種是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)，已純氫或氫、氨/甲醇等燃料一起使用的混燒型內(nèi)燃機(jī)；一種是氫燃料電池。
近年來(lái)，氫燃料電池系統(tǒng)在車(chē)用領(lǐng)域已具備一定技術(shù)基礎(chǔ)，在船舶行的發(fā)展也十分迅速。氫燃料電池具有能量轉(zhuǎn)換效率高、振動(dòng)噪音低、技術(shù)成熟度高等優(yōu)點(diǎn)，其效率可達(dá)50%~80%，排放物只有水，且無(wú)需像電動(dòng)船舶一樣需要建設(shè)完備的充電設(shè)施，有望成為內(nèi)河船舶的主流能源。

氫能船舶發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)際上，美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)家以及國(guó)際組織已經(jīng)在氫動(dòng)力船舶方面取得了不錯(cuò)的進(jìn)展，如德國(guó)Alsterwasser游船、日本燃料電池漁船、法國(guó)Energy Observer游艇、美國(guó)Water-Go-Round渡船等。
但國(guó)內(nèi)氫燃料電池船舶仍處于探索階段，不過(guò)我國(guó)發(fā)展雖晚，但并不慢，目前我國(guó)已有多家企業(yè)投入到氫燃料電池船舶的研發(fā)之中，中國(guó)船舶、國(guó)氫科技、大連物化所、中氫創(chuàng)博等企業(yè)分別主導(dǎo)實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首艘入級(jí)CCS的“三峽氫舟1號(hào)”建造合攏和核心部件認(rèn)證，船用燃料電池認(rèn)證，氫燃料電池?zé)o人船試航，“仙湖1號(hào)”下水試航。
2022年，搭載中國(guó)船舶集團(tuán)第七一二所氫能源動(dòng)力系統(tǒng)的“三峽氫舟1號(hào)”正式開(kāi)工，標(biāo)志著我國(guó)首艘入級(jí)CCS氫燃料電池動(dòng)力工作船正式轉(zhuǎn)入建造階段。
2023年10月“三峽氫舟1號(hào)”在湖北宜昌三峽游客中心（九碼頭）完成首航，這標(biāo)志著氫燃料電池技術(shù)在內(nèi)河船舶應(yīng)用實(shí)現(xiàn)零的突破。
根據(jù)數(shù)據(jù)和專家預(yù)計(jì)，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(chǎng)規(guī)模將達(dá)到200億元。氫能船舶在我國(guó)有著巨大的發(fā)展前景。

氫能船舶發(fā)展局限

技術(shù)需求存在差距
船用燃料電池在技術(shù)上與車(chē)用燃料電池大不相同，雖然氫燃料電池在汽車(chē)上已展開(kāi)大規(guī)模應(yīng)用，但燃料電池在船用方面與車(chē)用方面又較大差距，需要更多時(shí)間去探索。
總的來(lái)說(shuō)，船用燃料電池與車(chē)用燃料電池的不同主要在功率等級(jí)需求、空間布局設(shè)計(jì)、穩(wěn)定性與耐久性方面。船用燃料電池所需功率等級(jí)更大，一般500kW-1000kW級(jí)系統(tǒng)才能滿足船用需求，研發(fā)難度較大，而車(chē)輛所需的燃料電池在100kW-200kW級(jí)，研發(fā)難度較小。且氫船所用的燃料電池的耐久性要求更高，所以研發(fā)更為困難。
另外，氫燃料電池配套的儲(chǔ)氫、加氫設(shè)施也是一個(gè)難題。我國(guó)液氫、氨制氫技術(shù)路線不成熟，汽車(chē)船舶等多采用氣態(tài)儲(chǔ)氫，但船舶空間有限，儲(chǔ)氫量較低，續(xù)航無(wú)法滿足氫船所需。

標(biāo)準(zhǔn)仍需完善
2022年3月，國(guó)家《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021—2035年）》出臺(tái)，規(guī)劃明確提出交通領(lǐng)域?qū)⒙氏乳_(kāi)展氫能普及應(yīng)用，同時(shí)要積極探索氫燃料電池在船舶、航空器等領(lǐng)域的示范應(yīng)用，不斷提升交通領(lǐng)域氫能應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模。
截至目前，我國(guó)各組織部門(mén)已相繼頒布了《氫燃料動(dòng)力船舶技術(shù)與檢驗(yàn)暫行規(guī)則(2022)》、《船舶應(yīng)用燃料電池發(fā)電裝置指南》，以及CCS產(chǎn)品檢驗(yàn)指南《氫燃料電池》《氫氣瓶》和《重整裝置》等。雖然依托于法規(guī)，氫燃料電池船舶已經(jīng)形成了一定的標(biāo)準(zhǔn)體系，但與之配套的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及營(yíng)運(yùn)安全監(jiān)管等標(biāo)準(zhǔn)體系仍然需要進(jìn)一步完善。
氫燃料電池船舶發(fā)展離不開(kāi)氫能的制儲(chǔ)運(yùn)。目前化石能源制氫依舊是全球主流的制氫方式，在我國(guó)，煤制氫在國(guó)內(nèi)的占比可達(dá)六成以上。但近年來(lái)，隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的低碳轉(zhuǎn)型，風(fēng)光發(fā)電成本下降，可再生能源制氫成本也持續(xù)下降。
儲(chǔ)氫方面，目前，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈較為成熟，但由于儲(chǔ)氫密度較低，只適合功率小、航程短的游覽船和擺渡船，故使用場(chǎng)景有限。對(duì)此，積極推進(jìn)液體儲(chǔ)氫是發(fā)展船舶。
目前國(guó)內(nèi)燃料電池船舶也有一定的示范經(jīng)驗(yàn)可依，而技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)需要在實(shí)踐中探索，以形成標(biāo)準(zhǔn)化的氫燃料電池產(chǎn)業(yè)。