
繼氫能汽車(chē)之后,氫能船也來(lái)了。近日,我國首艘內河氫燃料電池動(dòng)力船“三峽氫舟1”號成功首航,標志氫燃料電池技術(shù)在內河船舶應用實(shí)現零的突破,也意味著(zhù)“氫化長(cháng)江”邁出實(shí)質(zhì)性步伐?梢哉f(shuō),“氫舟”問(wèn)世對加快船舶業(yè)綠色低碳發(fā)展具有示范意義,但就此斷言“氫舟”已過(guò)萬(wàn)重山還為時(shí)尚早,綠色船舶之旅路途漫漫。
相對于推廣多年的氫燃料電池汽車(chē),氫能船還是新事物。氫能是一種來(lái)源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源,應用氫燃料電池技術(shù),是未來(lái)船舶動(dòng)力裝置的重點(diǎn)方案之一!叭龒{氫舟1”號靠氫燃料電池提供主要動(dòng)力,巡航航速每小時(shí)20公里,續航里程可達200公里。氫燃料電池運行中,可將氫氣和氧氣的化學(xué)能直接轉換成電能,不發(fā)生燃燒,發(fā)電效率更高,反應產(chǎn)物為水。相比傳統燃油動(dòng)力船舶,具有無(wú)污染、可再生、高效率等優(yōu)勢。
氫能船有了,氫氣從何而來(lái)?早在2021年,中國三峽綠電綠氫示范站項目在三峽工程下游楊家灣碼頭正式啟動(dòng)建設。這是國內首個(gè)內河碼頭型制氫加氫一體站,可以一站式完成氫氣的制備和加注。該示范站利用三峽水電站發(fā)出的綠電,進(jìn)行電解水制氫,再將制備的氫氣經(jīng)壓縮、儲存、加注后,直接供給氫能源船舶,實(shí)現自給自足,提高供氫效率。
與氫能汽車(chē)相比,給船加氫并不那么容易。氫能車(chē)加氫主要依靠加氫槍?zhuān)瑲錃饧幼r(shí)間短,但船舶加氫加注量大,且持續時(shí)間長(cháng)。此外,由于船在泊岸狀態(tài)存在晃動(dòng),加氫機與船舶充氫口距離難以完全固定,同時(shí)受季節性水位落差和強風(fēng)影響,垂直距離也會(huì )存在偏差,陸用加氫槍無(wú)法直接復制給船舶使用。為在確保安全的前提下,更加精準、快速地給船舶充氫,示范站創(chuàng )新使用折疊機械臂牽引高壓軟管的加氫方式,解決了“氫舟”用能需求。
“三峽氫舟1”號成功首航具有里程碑意義,為氫燃料電池動(dòng)力船在國內商業(yè)應用提供了實(shí)船示范,但離大規模推廣還有一定距離。與油氣燃料相比,綠氫生產(chǎn)使用成本偏高,配套基礎設施不足,加氫環(huán)節存在高落差船岸對接、大容量短時(shí)間動(dòng)態(tài)加注等技術(shù)難點(diǎn)。諸多發(fā)展中的新問(wèn)題、新挑戰有待解決。
航運業(yè)綠色轉型,是達成碳中和目標的關(guān)鍵環(huán)節。全球90%的貿易活動(dòng)由航運業(yè)完成,國際海事組織2020年的數據顯示,全球航運業(yè)每年排放的二氧化碳、甲烷等溫室氣體,已超過(guò)10億噸,該數值接近全球人為活動(dòng)碳排放總量的3%。若不及時(shí)加以控制,預計2050年全球船舶碳排放量將飆升150%至250%,占全球碳排放比重增至18%。
據估算,交通運輸領(lǐng)域碳排放量約占我國碳排放總量的10%,隨著(zhù)經(jīng)濟總量不斷提升,還將面臨持續增長(cháng)的壓力。相對于滲透率快速提升的新能源汽車(chē),船舶的“脫碳”節奏則更為滯后。近年來(lái),從中央到地方,都陸續出臺了一些鼓勵航運綠色發(fā)展的政策。比如,《三峽通航管理辦法》對使用岸電的船舶給予優(yōu)先過(guò)閘,為船舶污染物減排作出了較大貢獻。但總體看,航運業(yè)低碳發(fā)展仍處于起步階段,加快推進(jìn)該領(lǐng)域低碳轉型尤為迫切。
綠色船舶是未來(lái)發(fā)展方向,也是國家的戰略需求。用低碳能源動(dòng)力替代傳統燃油推進(jìn),是船舶業(yè)破局的重要路徑。目前,水運船舶燃料以燃料油和柴油為主,甲醇、綠氫、綠氨、鋰電等清潔能源受技術(shù)、成本和基礎設施制約,仍處于探索或示范階段。其中,氫燃料的瓶頸主要在于儲存、運輸以及安全等方面;氨燃料泄漏則會(huì )產(chǎn)生有毒氣體,且氨燃料燃燒利用率不高。與電動(dòng)汽車(chē)和電動(dòng)飛機類(lèi)似,受能量密度限制,動(dòng)力電池更適合在短途和輕型船舶上應用。
航運業(yè)低碳轉型,需要更多像“氫舟”一樣的綠色船舶。由于目前沒(méi)有一種更完美的替代技術(shù),在可預見(jiàn)的未來(lái),航運業(yè)減排將呈現多種動(dòng)力技術(shù)并存的局面。只要我們加大資金投入支持技術(shù)創(chuàng )新,出臺政策鼓勵綠色船舶替代,一定能看到“氫舟”已過(guò)萬(wàn)重山的那一天。 (本文來(lái)源:經(jīng)濟日報 作者:王軼辰)