氢燃料电池船舶上的应用「世界氢能源大会」

今天带来氢燃料电池船舶上的应用「世界氢能源大会」，关于氢燃料电池船舶上的应用「世界氢能源大会」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

2022年6月，中国船级社(CCS)浙江分社为国家电投集团氢能科技发展有限公司开发的FCPS-S120船用氢燃料电池发电系统颁发了型式认可证书。此次获得型式认可的氢燃料电池发电系统是国内首台百千瓦级船用氢燃料电池发电系统，开启了氢能在船舶技术领域应用的新篇章。该证书的签发是CCS为客户提供先进技术支持、推进船舶新能源应用、助力行业脱碳减排的又一大突出成果。

绿色船舶的理想动力

应用低碳/零碳能源，是实现水运领域碳达峰和碳中和的必由路径。业界普遍认为，包括氢燃料在内的清洁能源将在航运脱碳和能源转型过程中扮演重要角色。基于国际海事组织(IMO)减排目标的未来燃料预测，到2050年，氢能等零碳燃料在船舶燃料应用中的占比将达到35%。氢燃料电池早在十几年前就已成功运用上船，例如2009年推出的全球首艘氢燃料电池动力船“FCS Alsterwasser”。近年来，随着航运业面临的减排脱碳要求日益紧迫，业界加大了对船用氢燃料电池技术的探索和投资力度。全球范围内，越来越多船用氢燃料电池推进装置完成示范推广，成功进入商用阶段，各类新型氢燃料电池动力船舶设计也相继面世，世界第一艘100%由氢燃料电池驱动的商用渡轮“Sea Change”已在今年上半年投入运营，Topeka项目开发的两艘液氢燃料电池动力滚装船预计将于2024年投入使用，全球首艘甲醇制氢燃料电池内河拖轮“Hydrogen One”也将在2023年下水。我国在船用氢燃料电池应用领域虽然起步稍晚，但是也已推出了不少成功的范例和示范项目，例如中国船舶集团有限公司第七一二研究所于2020年完工的三峡公务船项目、中国船舶集团有限公司于2020年完成的绿色珠江氢燃料电池动力示范船等项目共5艘。今年5月，国内首艘内河氢燃料电池动力工作船“三峡氢舟1号”正式开工建造，这是国内首艘入级CCS的氢燃料电池动力工作船。

此次由CCS浙江分社执行型式认可的国氢科技“氢腾”FCPS-S120船用氢燃料电池系统在功率等级上实现了新的突破，其额定功率为120kW，输出电压为450~750V，外壳防护等级为IP67，系统主要由燃料电池堆、氢气循环系统、空气供给系统、水热管理系统、控制系统和安全系统等组成；核心部件燃料电池堆由单电池、隔离板、冷却板、歧管和支撑结构组成；单电池由左右两块双极板(每一侧的双极板本身又是双层结构，中间设置密集的冷却水流道)和位于双极板之间的膜电极(包括交换膜 、催化剂、扩散层)构成。单电池是采用首尾相连的方式串联在一起，单电池的电压约为1.23V(实际平均效率约52.8%)，电流约520A~560A，通常一台120kW的燃料电池堆，约由430个单电池串联，最外端通过端板，利用螺栓等紧固件将按顺序叠放在一起的双极板、膜电极、集流板、端板紧固在一起组成一个电堆。

浙江分社总经理杨政在出席型式认可证书颁发仪式发表致辞时指出：“全球减碳背景下，低碳甚至零碳排放船舶已经成为发展趋势。氢能是航运脱碳技术的理想燃料，氢燃料电池推进技术在船舶上应用可实现能源利用率高、零排放和船舶舒适度高等效果，是绿色船舶的理想动力。”FCPS-S120电池系统不但是国内首台突破100kW的氢燃料电池，而且其核心部件也全部为国产，实现了核心技术自主可控，且设备满足最新的技术法规和CCS指南的要求。与以往的氢燃料电池系统相比，FCPS-S120单电池系统的功率更大，既可用于船舶主推进电力，也可用于船舶电站；其可在内河或沿海千吨级货船、客船上使用，也可以在游艇、观光船、公务船上使用，具有高可靠性、高安全性、长寿命、零排放等特色和优势，是发展船用新能源技术，助力实施“双碳”战略的全新示范，将为国内氢燃料电池动力在船舶上的应用开启新篇章。

精心筹备确保氢燃料电池认可圆满完成

大力支持氢燃料电池等新能源技术的发展是船级社的责任，浙江分社高度重视相关产品检验认证业务，密切关注客户的实际需求。在FCPS-S120氢燃料电池型式认可实施之前，浙江分社已经与客户和相关各方进行了大量互动交流。2021年2月，浙江分社领导带队走访国家电投集团旗下的宁波绿动氢能科技研究院有限公司和宁波绿动燃料电池有限公司，了解企业发展情况，主动对接业务合作，达成双方氢燃料电池在船舶领域的应用合作意向。同年6月，浙江分社赴上海在天海防务总部就交流氢燃料电池船舶项目六方合作事宜开展讨论，并于次月完成1000吨级内河氢燃料电池船舶项目六方合作协议签署。分社同步成立了氢燃料新能源技术研究项目组，及时开展了大量研究和产品认证的准备工作，广泛参与《氢燃料电池》《氢气瓶》《重整装置》等三份指南编制任务及《氢燃料动力船舶技术与检验暂行规则》的评审工作，积极提出多项修改建议。

型式认可项目启动以来，浙江分社深入项目一线，积极为客户开展技术帮扶，讲解型式认可流程和技术法规，提供技术解决方案，开展审图专项交流、型式认可专项交流、工厂质量体系审核辅导，为客户提供优质服务。浙江分社遵循全社“一盘棋”的工作思路，在认证过程中积极协调多方资源高效完成了审图及认可工作，严格把控型式认可项目的各个环节，及时建议客户在图纸、试验大纲中提前纳入满足新法规、指南的内容，并在最后进行合规性确认。考虑产品更广泛适用性，认可中也贴心提醒客户尽可能满足船舶主电源技术要求。浙江分社还在开展审图的同时，同步推进认可初评、无石棉检测、制造厂评估、文档资料准备等大量认可前期工作，为后续短期内顺利完成认可工作打下坚实基础。

今年4月，型式认可项目进行到重要节点时恰逢疫情肆虐，为帮助客户缓解疫情带来的严重影响，保证型式试验的效率和质量，浙江分社全力以赴配合国家电投集团开展了试验工作。对于未包含在机构认可证书范围内的、氢燃料电池特有的涉氢项目，浙江分社采用远程见证与现场见证相结合的方式进行试验。在此过程中，担当验船师不舍昼夜地连轴转，周末和出差途中也随时待命准备接受现场的视频呼叫，多次在深夜甚至凌晨加班奋战。对于需要现场见证的项目，浙江分社按照总部统一部署开展了现场见证。为感谢CCS浙江分社踏实严谨的工作作风、优质高效的服务水平，在此次型式认可证书颁发仪式上，国家电投集团氢能科技发展有限公司向浙江分社赠送了锦旗。

专业服务促进船用新能源技术再突破

为响应国家“双碳”战略和业界需求，CCS一直致力于研究替代燃料的相关技术，自2015年起先后发布了《船舶应用燃料电池系统指南》《船舶应用替代燃料指南》《氢燃料动力船舶技术与检验暂行规则》《氢燃料电池》《氢气瓶》《重整装置》等规范指南，为船舶安全、船用新能源的应用和发展提供了坚实保障。今年7月，CCS《船舶应用甲醇/乙醇燃料指南》(2022)《船舶应用氨燃料指南》(2022)《船舶应用燃料电池发电装置指南》(2022)正式生效，成为CCS落实国家新能源战略的又一标志性成果。

在CCS的专业服务和先进技术支持下，国内船用氢燃料电池技术及应用不断取得新的突破，树起了一个又一个的里程碑。2021年1月，CCS武汉分社向武汉众宇动力系统科技有限公司颁发了我国首张船用燃料电池产品型式认可证书，标志着我国船用燃料电池商用化迈出重要一步。2022年5月，由CCS检验的、满足最新规范的国内首艘商用氢燃料电池动力工作船“三峡氢舟1号”在江龙船艇中山科技园举行了开工仪式，标志着氢燃料电池应用已迈入商船推广阶段。“三峡氢舟1号”采用氢燃料电池和锂电池动力系统，为钢铝复合结构，总长49.9米，型宽10.4米，型深3.2米，采用全回转舵桨推进，氢燃料电池额定输出功率500kW，最高航速达到28千米/时，续航里程可达200千米，具有高环保性、高舒适性和低能耗、低噪音等特点。该船将主要用于三峡库区及两坝间交通、巡查、应急等工作,预计将取得FC-POWER 1、绿色船舶-3、I-ship(M)、EEDI-3、电力推进系统等附加标志，是内河氢燃料电池动力船舶从无到有的重要突破。而最近为FCPS-S120船用氢燃料电池发电系统颁发的型式认可证书是CCS全系统颁发的第三份证书，也是国内最大功率的氢燃料电池发电系统。该证书的签发标志着CCS在助力我国新能源核心设备国产化领域取得关键性突破，在保障我国新能源安全和解决“卡脖子”技术能力方面迈出了坚实的一步，也是CCS携手业界贯彻新发展理念、服务新发展格局、响应节能减排和助力我国“双碳”目标落实，推动船用产品制造业高质量发展的成功范例。

作为CCS积极参与新能源船舶和产品开发应用的一种写照，浙江分社除了助力业界拓展氢能源在船用领域的应用外，也在积极开展LNG清洁能源产业链建设，发挥桥梁纽带优势，将浙江辖区LNG船用产品企业组成产业联盟，发挥抱团优势，建立较为完善的LNG全产业链。近日，浙江分社为宁波凯荣新能源有限公司颁发了国内首个MARK III薄膜型货物围护系统主屏壁部件工厂认可证书，同日也为浙江浦森新材料科技有限公司颁发了LNG薄膜型货物围护系统6种绝缘材料的工厂认可证书。近年来，随着LNG产业链的逐步完善，LNG船舶的市场订单也迎来了快速增长，浙江分社为响应市场需求和服务国家战略，成立了“液化天然气相关产品检验研究工作组”，深入研究和加快推进LNG船用产品的认可和检验，为LNG船用产品产业链、供应链的稳定提供了有力支撑。上述证书的签发标志着CCS在助力LNG船舶相关产品国产化方面取得重大突破。今后，CCS浙江分社将继续主动靠前服务，积极推进相关产品的认可和检验，提供更专业、高效、优质的技术服务，为辖区新能源船舶及船用产品产业链的健康发展提供有力保障。