氢燃料电池船舶上的应用「产品需求场景是什么」

今天带来氢燃料电池船舶上的应用「产品需求场景是什么」，关于氢燃料电池船舶上的应用「产品需求场景是什么」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

接上篇氢燃料电池系统在电源领域的应用讨论之后（氢燃料电池系统不同应用场景下的性能需求——电源领域篇），我们今天再简单讨论其在船用领域的应用。

目前日本、韩国、欧美等国家已经对氢燃料电池在船舶上的应用在进行探索，当然我国也不例外，为了让氢燃料电池在船舶上应用“有法可依”，中国海事局与2021年7月份出台了《氢燃料动力船舶技术与检验暂行规则》征求意见稿。今天我们根据船舶的工况以及对应需求性能再结合《氢燃料动力船舶技术与检验暂行法规》做一些定性的讨论说明。

从应用方式来看目前基本是两种：一是将燃料电池作为船舶的电力源提供船舶日常用动力（非提供船舶动力）；二是不仅提供电源也作为船舶的驱动动力。

实际应用层面两者无本质区别，最大差异在于其需要的功率差异。当燃料电池作为船舶的动力提供时需要的功率会远远大于其仅作为船舶日常使用电力源时的功率；作为动力源时也多数是由多模块儿燃料电池系统构成（为了获得更大的功率输出和能量供给），作为日常使用电力源时一般单体氢燃料系统即可满足。《氢燃料动力船舶技术与检验暂行法规》主要是适用于船长20m及以上使用氢燃料电池作为主推进动力源的钢质船舶（以下简称氢燃料动力船舶）。

下面就从船舶的工况来简单讨论其对应的性能需求。

一、船舶的工况。

1.湿度大潮湿的工作环境。

2.作为驱动动力以及远航船舶需求大功率以及长续航里程。

3.异常状况发生时外界救援时效差，需要更多的自我安全保障措施或自救能力。

4.任何状况下需要有基本的电力保障能力。

5.为了空间的有效利用，一般都会在船舱内布置动力系统部分。

6.船舶一般都会在-5℃以上航行，多数是在零度以上的行驶。

7.由于航道（尤其海航）气候复杂多变，大的层面上对于整个动力系统还是有较多的变载需求。

二、性能需求

1.考虑海面高湿度以及空气中包含成分对燃料电池系统阴极的影响。根据实际状况考虑是否需要去做一些特殊处理。

2.透过多模块儿的组合去实现大功率的输出和能量供应。这个环节结合后面的安全保障和需求，保持每个单体系统或者模块儿在各种突发状态下或者工况需求下能够解列、入列，又能独立运行的控制策略和电气隔离是非常重要的。

3.针对安全性层面的需求，开篇提到的《暂行法规》里面做了非常的详细的要求具体包含：

1)相关系统布置的位置要求：居中且船体外缘保持一定距离来避免碰撞导致事故。

2）供氢系统管路的布置、连接头、甚至双壁管道等要求。

3）储氢罐的要求。

4）空间结构简单化设计避免氢气聚集的要求；通风系统以及惰化系统。

5）防火防爆的要求。

6）独立系统解列保证保证每个子燃料电池系统的安全性、稳定性、独立性。

7）空间分等级隔离的需求。

8）不会产生泄漏或泄漏不会产生氢气聚集的原则。

9）各种状态监测、控制、ESD、CSD的需求。

以上具体内容参照《氢燃料动力船舶技术与检验暂行规则》。

4.对低温冷启动无太强烈需求，一般能实现零下10度启动即可满足。

5.氢燃料电池发电系统的性能及安全应符合公认标准并持有船用产品证书，且船用产品证书中已注明其“已完成船用系统发电性能附加试验”。

6.快速响应的需求：当任一氢燃料电池发电装置因故障停止供电时，其余氢燃料电池发电装置应尽快自动起动并连接至主配电板，宜在失电后30s内完成，最长不超过45s。

7.可以采用容量不低于燃料电池装置的电池组来实现联合供电。来改善动态响应能力。

结语：

1.作为燃料电池系统用作电源电力输出是已经比较成熟的应用，也是其基本功能。但是考虑船舶的特殊工况，对其整个系统、相关辅件、布置安装方式、控制、检测、应急处理等都做出了非常苛刻的要求。

2.实际我们从《暂行规则》来看，几乎通篇都是基于安全的角度去要求氢燃料电池在船舶上的应用。

3.除了理论依据，真正的实际工程经验更宝贵。大功率的燃料电池模块组实现在船舶上应用任重而道远，当下脚踏实地的尝试性应用势在必行。

来源：氢眼所见