车与生活|氢电or锂电谁将主宰新能源船舶？，氢燃料电池上船
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作者：邱月盈博士；yong ， 氢云链分析师
新能源汽车“短锂长氢“的多元化发展模式已成为阶段性共识 ， 电动船舶是另一个看得见的蓝海市场 ， 电池巨头们已经虎视眈眈 。 宁德时代是国内首家通过中国船级社（CCS）最新检测指南《纯电池动力船舶检验指南》认可和检验的动力电池企业 。 2020年5月 ， “深海01”轮在广州顺利下水标志着宁德时代首套海洋船舶动力电池系统成功下线 。 船舶电动化的大幕或已拉开！
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图1CCS认证证书
一个问题是 ， 船舶电动化技术路线是否会跟汽车电动化路径一样 ， 先锂后氢？氢云链认为：
（1）国内在新能源汽车上“先锂后氢”的一个主要原因是锂电池技术与国外的差距要较燃料电池来的小 ， 发展相对更快 ， 存在弯道超车的可能 。 如今锂离子电池技术已经成熟 ， 氢燃料电池技术也逐步走向产业化 ， 在船用领域的示范应用层面技术成熟度差距不大；
【车与生活|氢电or锂电谁将主宰新能源船舶？，氢燃料电池上船】（2）船用领域比车用领域更加讲究场景匹配 ， 船舶中“可锂可氢”的交叉应用领域相对较少 ， 尤其在长途、重载、长时间三类场景下 ， 锂电动力船难以满足需求 。 因此 ， 新能源船舶发展路径上不会延续汽车领域“先锂后氢”的情况 ， 也没有“谁先谁后”的说法 ， 只有针对各自适用的场景开展试点的先后顺序 ， 技术方案成熟一个示范一个 ， 互相替代的可能性不大 。
目前国内纯电动船舶已经开始展开试点 ， 氢燃料电池上船还处在种子或者概念阶段 ， 但两者实际上差距甚小 。 总体而言 ， 电动船类似新能源汽车2004年左右情况 ， 电动船产业化可能要再等10年 。 从中国船级社制定检验指南的时间上也能看出船级社对于两种主流新能源技术路线应用在船舶领域的看法 。
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氢云链认为：锂电和氢电两条技术路线在船舶应用的起点差距不大 ， 各有适用的场景；车用氢燃料电池产业化拐点临近 ， 技术扩散正在加速；环保法规日趋严厉 ， 船舶排放污染治理迫在眉睫 。 这三个因素叠加后将大概率加速氢燃料电池上船和电动船示范应用的时间表 ， 进而缩短产业化落地时间 ， 有望在5-8年内实现产业化 。
本文将分析氢燃料电池上船的痛点 ， 判断氢电、锂电谁将主宰新能源船舶未来路线 ， 旨在增加社会认知 ， 促进氢燃料电池船舶的产业化发展 。
一、为何氢燃料电池上船难？
氢燃料电池船与LNG动力船有一定的相似性 ， 都是新能源船舶、都是危化品属性的燃料 ， LNG动力船在推广过程中遇到的制造/运营成本高、基础设施少、技术有待发展、政策法规缺位、人员培训不足等问题 ， 在燃料电池船舶推广过程中也将再次出现 。 考虑到国内LNG船舶推广经验与氢燃料电池汽车产业化基础 ， 氢云链认为 ， 基础设施、技术、政策法规和安全标准仍将是燃料电池船舶示范推广中亟待解决的难题 。
（一）技术突破难
（1）大功率燃料电池系统平衡难 。 万吨级船舶的动力需求将达到MW级别 ， 比车用系统功率100KW级别需求高很多 。 在目前市场上单个电堆功率有限情况下 ， 需要将多个电堆组成系统才能满足船舶的动力需求 。 这对于动力系统技术而言并非多个低功率电堆简单叠加的线性关系 ， 如何保持多个堆栈间的系统平衡十分重要 。
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（2）氢气存储、加注难 。 以中船重工设计的燃料电池试点船舶为例 ， 该船采用了35MPa高压氢气瓶组储存氢气 ， 未来一段时间内燃料电池船舶大概率还将采用高压氢气这种相对成熟的存储方式 。 由于船-岸间有一定的距离 ， 车与船的加注场景也有所区别 ， 需要对车用氢气加注技术进行改进才能保证船用氢气加注顺利 ， 甚至需要考虑改变船上氢气的存储方式 。 若采用液氢、固体储氢或液体储氢的方式 ， 氢气的存储、加注的安全性将大有改善 ， 但也需要花费时间精力进行技术和标准的研发 。
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