近期，DNV GL、斯克里普斯海洋研究所、海軍建筑師事務(wù)所Glosten和桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室已建立合作，以評(píng)估氫燃料電池沿�？疾齑�的技術(shù)法規(guī)和經(jīng)濟(jì)可行性。

由于燃料成本、設(shè)備維修、污染以及處理燃料類型排放污染物（廢氣或污油）等造成的綜合成本增加，以及減少有害溫室氣體減排的壓力，航運(yùn)公司們正在尋找更環(huán)保的替代品和環(huán)保型燃料，如液化石油氣（液化石油氣），液化天然氣（LNG），乙醇或氫氣等，以減少對(duì)化石燃料的依賴。

通過(guò)可再生能源獲得氫解決方案的過(guò)程

過(guò)去5年，全球在清潔能源領(lǐng)域的新增投資額增長(zhǎng)了2倍，這表明全世界都在積極尋找新的清潔可再生能源，比如氫。

氫既可以用在燃料電池中，也可以直接在內(nèi)燃機(jī)中燃燒釋放能量。而高質(zhì)量的氫氣（100％氫氣）可以通過(guò)電解水技術(shù)，即將水電化學(xué)轉(zhuǎn)化為氫氣和氧氣的方式獲取。

然而在過(guò)去的幾十年中，不斷增長(zhǎng)的電價(jià)已經(jīng)阻礙或推遲了電解氫的生產(chǎn)。

但隨著基于光伏發(fā)電或風(fēng)力渦輪機(jī)等可再生能源的能源容量增長(zhǎng)，上述困境即將發(fā)生轉(zhuǎn)變。這種背景下，電解氫不僅可以通過(guò)可再生能源獲取，同時(shí)還可以起到能量載體的作用，能夠被用作儲(chǔ)能介質(zhì)，克服以往可再生能源具有顯著間歇性的劣勢(shì)。

具體到海洋運(yùn)輸領(lǐng)域，我們可以得到這樣一套生產(chǎn)和儲(chǔ)存氫氣的可行性方案：

▲ 水凈化：通過(guò)砂濾器，對(duì)海水進(jìn)行處理／凈化除去鹽和離子；

▲ 電解：利用海上風(fēng)能為渦輪機(jī)提供能量，為電解提供必要電力；

▲ 壓縮和儲(chǔ)存：產(chǎn)出的氫氣需要在高壓值（700 bar）下壓縮以降低實(shí)際體積，并儲(chǔ)存于模塊底座罐中用作燃料。

在這一套方案中，需要注意的安全問(wèn)題是氫氣在容器內(nèi)的使用和儲(chǔ)存。

而燃料電池和柴油發(fā)電機(jī)效率顯示，在額定負(fù)載超過(guò)5％的情況下，氫燃料電池的效率遠(yuǎn)高于柴油發(fā)電機(jī)。

另一套更成熟的方法是為質(zhì)子交換膜（PEM）燃料電池提供資源。

現(xiàn)階段，PEM燃料電池技術(shù)已成功應(yīng)用于船舶和其他工業(yè)應(yīng)用。該操作需要純氫，且操作溫度較低，當(dāng)前這些模塊的功率高達(dá)120kW，物理尺寸較小，是一種積極的運(yùn)輸應(yīng)用。與柴油發(fā)電機(jī)在海事應(yīng)用上的數(shù)據(jù)相比，PEM氫燃料電池在超過(guò)5％額定負(fù)荷的情況下具有更高的效率和更好的性能。

但用于船舶推進(jìn)的氫動(dòng)力燃料電池仍處于早期設(shè)計(jì)／試驗(yàn)階段，適宜較小的客船、渡輪或游艇，不過(guò)結(jié)合當(dāng)前氫所展示出的潛力，人們相信在不久的將來(lái)，氫燃料電池有望運(yùn)用于大型商船。

此外，由于清潔和密度小的特性，氫不可能在水中產(chǎn)生污染性的氫氣泄漏，對(duì)空氣和水域產(chǎn)恒影響，更不會(huì)因?yàn)樵胍魡?wèn)題，對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。

事實(shí)上，部分國(guó)家和企業(yè)已經(jīng)率先行動(dòng)了起來(lái)。例如挪威氣候與環(huán)境部長(zhǎng)Ola Elvestuen在GCAS在航運(yùn)活動(dòng)中表示，挪威計(jì)劃通過(guò)使用氫氣和自主航運(yùn)盡快實(shí)現(xiàn)零排放，走上海洋運(yùn)輸脫碳，這一計(jì)劃甚至走在國(guó)際海事組織關(guān)于溫室氣體初步戰(zhàn)略的前面。

應(yīng)用案例

近期越過(guò)里斯本塔霍河雙體船Energy Observer和來(lái)自比例時(shí)的Hydroville也為氫在海洋運(yùn)輸領(lǐng)域的成功運(yùn)用提供了有力依據(jù)。

Energy Observer是一只純氫動(dòng)力船只，配備了太陽(yáng)能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和氫燃料箱，其所需氫能源主要來(lái)自海水電解。

Hydroville是經(jīng)過(guò)認(rèn)證的第一艘使用氫氣為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的乘用客船，主要負(fù)責(zé)高峰時(shí)段從克雷貝克運(yùn)到安特衛(wèi)普的運(yùn)輸任務(wù)，避免交通擁堵。

已經(jīng)過(guò)測(cè)試的原型和容器和上文提到的種種事實(shí)都在不斷證明，氫作為傳統(tǒng)燃料替代品在海事領(lǐng)域的應(yīng)用，將會(huì)成為顛覆性技術(shù)，在不遠(yuǎn)的將來(lái)產(chǎn)生重大影響。