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氢能船舶时代将启 这8家企业率先发力!

2021-02-07 10:26:39 高工氢电   作者: 游保平  

燃料电池在船舶领域的应用正在迎来新的曙光。2月5日,巴拉德动力宣布与Global Energy Ventures(下称“GEV”)签署了一份非约束性谅解备忘录,旨在开发一款命名为C-H2船的新型燃料电池动力船舶,用于运输压缩绿色氢。

除了巴拉德,多家公司近期在燃料电池船舶方面有了新的进展。2020年12月底,众宇动力获得中国第一张船用燃料电池产品型式认可证书;2021年2月初,搭载大连化物所氢燃料电池电堆的燃料电池游艇成功试航行;2月4日,丰田宣布将与加拿大船用电池供应商Corvus Energy联手开发和生产船用燃料电池系统。

高工氢电了解到,近年来,研究清洁、高效、可持续发展的新能源动力推进技术已经成为绿色船舶的重要发展方向。氢燃料电池推进技术在船舶上应用可实现能源高效、零排放和船舶舒适度提升,是绿色船舶的理想动力推进装置,适应绿色船舶市场需求。

从技术层面来看,氢燃料电池在船舶领域应用具有三大优势:其一,可以实现工业规模化生产,电源稳定可靠。氢燃料电池是稳定直流电源的来源,可以分布在整个船舶上,为船舶的发动机提供动力并满足其所有电力需求。目前燃料电池系统的电能效率可达55%,它不产生温室气体,唯一的副产品是干净可用的水。燃料电池系统几乎不需要专门维护,维护成本低(燃料电池系统可重建)且使用寿命极长。

其二,支持远程运输,可快速加氢。氢气的能量密度比锂电池更高,因此燃料电池驱动的船舶可在再次加氢前运行更长时间、行驶得更远。这对于寻求更换船舶燃料动力系统的船队运营商来说,与锂电池供电相比,氢燃料电池系统更实用。

其三,氢气可储存在大型液体储存设施中,以便于在码头加氢。

由于氢能在绿色能源船舶应用领域有着难以替代的优越性,各国都在加紧布局氢能船舶市场。现阶段,不仅是加拿大的巴拉德,包括中日韩、欧盟、美国等多个国家和地区的相关企业都开始聚焦燃料电池船舶市场,一场燃料电池船舶革命正在蓄势待发。

以下为聚焦船舶用燃料电池技术企业的最新进展:

01. 中船重工712所

作为国内燃料电池技术研究牵头和优势单位,中船重工712所早在上个世纪60年代便开始舰船燃料电池动力系统研究。通过不断的研发投入与技术探索,目前712所已经实现了关键技术自主化:在氢气储存与输配方面,布局全产业链研发体系;拥有完善的电堆及核心材料研制、组装、性能测试平台。

在科研项目方面,712所承担了国家重大科技专项军用水下平台燃料电池系统的研究,同时也在推进燃料电池动力系统用于民用船舶领域。

2019年12月3日,712所发布了拥有自主知识产权的全国首台500kW级船用燃料电池系统解决方案,核心组部件基本实现自主可控,关键性能指标达到国际先进,填补了国内该领域的空白。

02.众宇动力

2021年1月下旬,武汉众宇动力系统科技有限公司(下称“众宇动力”)获中国第一张船用燃料电池产品型式认可证书。此认可证书由中国船级社武汉分社颁出。中国船级社(CCS)成立于1956年,是交通运输部直属事业单位(实行企业化管理),是我国唯一从事船舶入级检验业务的专业机构。

众宇动力很早就开始进行船用燃料电池研发工作。通过认证的是众宇的TWZFCSZ系列燃料电池系统,在前后历时13个月,从设计、采购、生产、检验等全面满足严苛的认证标准后,获得证书。

众宇动力CTO李骁博士告诉高工氢电:“我们不会止步于此,接下来会基于船舶行业不同的细分需求,设计出性能更优、安全标准更高的燃料电池系统,利用自身的技术优势,为环境保护、节能减排贡献己力,开启明日蓝天!”

03. 大连化物所

2021年2月初,搭载大连化物所氢燃料电池电堆的燃料电池游艇“蠡湖”号在经过半个多月的海上调试之后,各项指标达到设计要求,成功通过试航。

该艘游艇由大连海事大学建造,船长13.9m,由大连化物所开发的70kW氢燃料电池电堆和86kWh的锂电池组成混合动力,设计船速18km/h,续航180km,可载乘员10人。

国内首艘燃料电池游艇成功试航,得益于大连海事大学研究团队依托多年来的研究积累,先后解决了船舶氢气加注、氢气瓶组轻量化、涉氢安全设计、船用燃料电池系统设计、船舶混动系统设计等技术难关后取得的成果,大连化物所提供的燃料电池电堆起到至关重要的作用。

04. 巴拉德

作为燃料电池领域的前辈,巴拉德也是开发船舶用燃料电池的业界先驱。

2020年9月中旬,巴拉德开发出面向船舶应用的燃料电池模块FCwave™,这是一个200kW的模块化单元,可以通过串联达到兆瓦(MW)功率级别,产品的预计使用寿命达到30000小时。FCwave™产品提供了海洋船舶的主要推进动力,包括客运和汽车渡轮、内河船舶和渔船等,以支持停靠在港口的游轮和其他船舶上的酒店设施和辅助负载。

2021年2月5日,巴拉德动力宣布与Global Energy Ventures(下称“GEV”,一家总部位于澳大利亚的为区域市场的能源运输提供综合压缩运输解决方案的供应商)签署了一份非约束性谅解备忘录,旨在开发一款命名为C-H2船的新型燃料电池动力船舶,用于运输压缩绿色氢。

巴拉德将基于FCwave™技术用于C-H2船的燃料电池系统设计,并将协助GEV将燃料电池系统集成到该船中。巴拉德的FCwave™系统所需的氢气燃料将来自于C-H2船上存储和运输的压缩绿色氢。

05. 丰田

2020年2月,丰田汽车欧洲总部发布了氢能快艇快艇“能源观察家(Energy Observer)号”,其氢燃料电池系统来自于氢燃料电池车“Mirai”。这是丰田氢燃料电池动力技术首度应用于船舶之上。船上仅使用可再生性能源的能源观察家号将以挑战环绕全球一周为目标。

能源观察家号船上使用风力、太阳能,以及使用从海水中分离生成的氢为原料的燃料电池作为其驱动力来源,是世界首艘独立能源型燃料电池船。

2021年2月初,有消息透露,丰田与加拿大船用电池供应商Corvus Energy联手开发和生产船用燃料电池系统。该项合作中,日本丰田是Corvus Energy的主要合作伙伴,主要负责大规模生产燃料电池技术的供应。目前双方已经签署合作协议,以确保Corvus Energy能获得日本丰田成熟的燃料电池技术,同时实现大规模生产和具有竞争力的定价。

上述船用燃料电池系统项目生产工厂位于挪威卑尔根。项目已获得了挪威国家机构“挪威创新”基金520万欧元(约合人民币402.55万元)的资助,首套船用燃料电池系统将于2023年装船,系统将具有船舶认证,可从2024年开始商用交付。

06. 东芝ESS

东芝能源系统与解决方案公司(ToshibaESS,下称“东芝ESS”)在今年1月宣布,其已与日本新能源和工业技术开发组织(NEDO)签署一项协议,NEDO已允许其经营一种用于大型运输方式的多用途纯氢燃料电池模块,作为广泛实施燃料电池的技术研发计划的一部分。

东芝ESS在2017年10月1日从日本东芝总部拆分出来,致力于实现氢生产的氢经济充分利用可再生能源实现零碳排放。在此次宣布开发适用于大型运输方式的纯氢燃料电池系统之前,其已经开发出一款移动式船用30kW氢燃料电池系统,并已在2019年12月完成交付。

东芝ESS现宣布将开发的适用于大型运输方式的纯氢燃料电池系统,是一个紧凑、轻便、高功率的200kW级纯氢燃料电池标准组件“H2Rex”-Mov系统(供船只、轨道车辆、工程机械和其他大型运输方式使用)。据悉,该系统将比已经在开发和商业化的轿车和公交车系统具有更高的耐用性,且将于2024年末完成。

07. Corvus Energy

Corvus Energy公司成立于2011年,是一家总部位于加拿大不列颠哥伦比亚省的锂电池生产商,主要向航运、石油和天然气以及公用事业部门的客户出售锂电池储能系统。在全球燃料电池快速发展的态势下,该公司业务显然也在由锂电池向燃料电池延展。

今年2月上旬,Corvus Energy与丰田达成在联手开发和生产船用燃料电池系统的合作。除了丰田,Corvus Energy还有其他合作伙伴,包括Equinor公司、船东Norled公司和威尔森公司、船舶设计公司LMGMarin、NCE海事清洁技术联盟和研究机构挪威东南大学等。Corvus Energy将和这部分公司合作开发和生产模块化、具有成本效益的质子交换膜(PEM)燃料电池系统,用于全球船舶市场。

08. 三星重工

2020年6月,三星集团旗下的三星重工(SHI)与加州公司Bloom Energy(NYSE:BE)签署了一项联合研发协议(JDA),共同设计和开发以燃料电池为动力的燃料电池船。

三星重工在联合开发过程中积极参与到从早期研究到项目完成的所有相关活动中,以建造高效的燃料电池动力船舶。为了配合三星重工,Bloom Energy专门创建了一个多职能工程师团队,以让Bloom Energy服务器适应海洋环境的独特要求。

双方目标是到2022年向潜在客户展示该设计。商业化之后,预计三星重工船载Bloom Energy服务器的市场每年将增长到300兆瓦。




责任编辑: 李颖

标签: 氢能船舶 燃料电池

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