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技术|船用氢燃料电池推进技术发展趋势( 二 )


德国：在2008年研制出100客“Alsterwasser”号氢燃料电池游船 ， 其采用氢燃料电池动力推进装置作为主推进动力 ， 功率达到100kW ， 最高航速可达到14km/h ， 目前实现载客共14000余名 。
法国：在2017年建成氢 – 风 – 光动力船“Energy Observer”号 ， 该船长30m ， 重20 t ， 采用氢燃料电池系统22kW 。
荷兰：在2009年建成 100 客“Fuel Cell Boat Amsterdam”用于运河旅游事业 ， 该船配备 60~70 kW 氢燃料电池系统 ， 采用高压氢气提供氢燃料 ， 能够以7节（1 节 =1 n mile/h）航速航行 9 h 。
美国：在 2018 年 6 月 25 日宣布 ， 将在海湾地区建造第一艘氢燃料电池渡轮 。 该渡轮载客 84 名 ，电力推进动力功率是 2×300 kW ， 长 21 m ， 铝质船体 ， 航速为 22 节 。
挪威：在 2009 年与瓦锡兰集团、MTU 船级社合作研制出著名的氢燃料电池海面补给船“Viking Lady”号 ， 该氢燃料电池系统功率为 320 kW ， 燃料为液化天然气 ， 是全球第一艘投入运营的氢燃料电池工程船舶 。
日本：在 2015 年下水试航首款氢燃料电池渔船 ， 该渔船全长12.5 m ， 可乘坐 12 人 ， 可搭载 450 L 氢燃料 ， 最高速度可达 37 km/h 。
三、我国船用氢燃料电池推进技术的应用现状
氢燃料电池推进技术可作为推进动力和辅助动力装置 ， 应用于内河、内湖和近海的游船和游艇 ， 满足该类型船舶对节能减排、绿色环保和提升船舶舒适度的需求；作为推进动力和辅助动力装置 ， 应用于科考船 ， 满足该类型船舶对噪声振动及废气排放的需求；作为辅助动力装置 ， 应用于频繁进出港口的散货船和客船 ， 满足该类型船舶对降低港口环境保护的需求 。
近年来 ， 车用氢燃料电池技术及其配套设施投入不断加大 ， 上海汽车集团股份有限公司、上汽大通汽车有限公司、郑州宇通集团有限公等国内知名车企先后推出各型号燃料电池作为发动机的新能源汽车 。 中国船舶重工集团第七一二研究所通过承担科学技术部新能源汽车重点专项“快速动态响应燃料电池发动机研发” ， 已攻克30kW级物流车用燃料电池发动机的工程化核心技术 。 总体而言 ， 在车用领域 ， 氢燃料电池系统的开发和应用已具备较好的技术基础与投资环境 。 相比而言 ， 国内船用氢燃料电池推进技术研究工作刚起步 。
国内对船用氢燃料电池推进技术的规范研究工作主要集中在中国船级社（CCS） 。 2017年12月 ， CCS的《船舶应用替代燃料指南》第2篇燃料电池推进系统中规定了燃料电池船舶的各项设计与检验要求 。 国内对船用氢燃料电池推进技术的工程化研究工作主要集中在中国船舶重工集团第七一二研究所 ， 通过承担国家政府科研项目 ， 在舰船和水下装备领域的氢燃料电池动力系统的技术攻关工作中积累了丰富的研制经验 ， 在氢燃料电池电堆、氢源技术、控制与能量管理、系统集成等方面取得关键技术突破 ， 在船用氢燃料电池推进技术领域处于国内领先地位 ， 具备较好的技术基础储备 。
此外 ， 中国船舶重工集团第七一二研究所在电力推进系统方面 ， 承担了工业和信息化部“船舶综合电力推进技术”和“船舶综合电力推进系统工程化技术研究”项目、科学技术部“船用电力推进系统”项目等 。 完成了救援船、液化天然气（LNG）船、散货船、水声测量船、太阳能游船、苏州环城河游船、三亚环岛游船、新疆天池游船、武汉轮渡、挖泥船、海上风电安装船等船舶的电力推进系统集成工作 。 目前 ， 正在承担国内首艘300客位全电动客船研制项目 ， 采用高性能锂电池作为全船动力推进装置 ， 后续将采用氢燃料电池替换锂电池作为全船动力装置 ， 是国内率先推出的“零排放”“环境友好”绿色动力客船 。
虽然 ， 近年来我国船用氢燃料电池推进技术取得了长足的进步 ， 但与国外先进国家相比仍存在差距：①船用氢燃料电池推进装置的战略与目标亟待确立；②氢燃料电池船舶领域法规规范研究不足；③船用氢燃料电池推进技术工程化的部分关键技术（氢燃料电池电堆船用化技术 ， 船用高安全、高储氢密度氢源技术 ， 船用氢燃料电池系统集成技术）有待突破；④船用氢燃料电池配套基础设施建设缺乏 。


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