葉東浩：燃料電池在船舶領(lǐng)域的應用與挑戰
圖為中國船舶重工集團第七一二研究所燃料電池事業(yè)部副主任葉東浩做主題演講
日前，由中國電池工業(yè)協(xié)會(huì )、電池中國網(wǎng)聯(lián)合主辦的“2021氫能與燃料電池技術(shù)及應用國際峰會(huì )”在淄博舉行。中國船舶重工集團第七一二研究所燃料電池事業(yè)部副主任葉東浩做了題為“燃料電池在船舶領(lǐng)域的應用與挑戰”的報告。
以下為報告實(shí)錄：
葉東浩：各位領(lǐng)導、各位專(zhuān)家、各位同仁下午好，我今天報告的題目是燃料電池在船舶領(lǐng)域的應用與挑戰。
之前，很多同仁都報告之前一般對于汽車(chē)，然后近在幾年才開(kāi)始有發(fā)展。我報告主要分四方面，第一是相關(guān)背景、第二是國內外發(fā)展現狀，第三是現在典型燃料電池項目，和最后燃料電池船舶真正上船所面臨的挑戰。
說(shuō)到碳中和和碳達峰在很多領(lǐng)域都有，在船舶領(lǐng)域也是未來(lái)非常重要的綠色可持續發(fā)展的方向。這里涉及到海外，當然也有海，目前國家也有政策，但是在內河加大氫能源和可再生資源推廣力度，其中一個(gè)是純電力船，還有鋰電船，現在已經(jīng)在運行。整個(gè)航運的減排的總體思路，以低碳清潔能源為核心，包括鋰電池混合動(dòng)力，配能耗比較好的船體的優(yōu)化設計，來(lái)實(shí)現綜合的減排。這是我們分析國內燃料電池真正適用船的鋰電池。其實(shí)真正涉及到船用，主要是質(zhì)子交換膜他的基本原理不細說(shuō)，基本上大的層面差不多。
這里面給出他們之間的區別，質(zhì)子交換膜主要用于船的話(huà)，溫度低、啟?？?、效率高，比較適合遠洋的船舶功率可以做的很高，目前在國外很多工作還有待優(yōu)化。船用燃料電池系統組成，主要包括燃料電池模塊、供氫等這幾個(gè)模塊，具體的設計跟車(chē)有很大的不同。
我們整個(gè)使用燃料電池船舶噪聲改善港口環(huán)境以及提高船舶舒適度有比較好的需求。國外歐洲和日本他們發(fā)展比較迅速。
二、國外發(fā)展現狀。整個(gè)燃料電池項目有20余項，涉及的功率500千瓦左右。這是德國的首搜游船，他里面涉及鋰電池以及對應的48千瓦的電堆這是現場(chǎng)實(shí)物照片。這個(gè)是運營(yíng)方是美國的就近山灣船廠(chǎng)，這個(gè)船原來(lái)設計的時(shí)候，上面用液體的方案，最后公布出來(lái)是氫燃料電池它整個(gè)是船長(cháng)70英尺，這是另外一個(gè)應用案例，這個(gè)技術(shù)瓶頸還沒(méi)有突破，我們現在在關(guān)注這個(gè)事情。
在國內我們712所是從事艦船電力推進(jìn)系統及化學(xué)電暈研制的專(zhuān)業(yè)研究所。和燃料電池充電站現在也進(jìn)行示范，還有儲運的問(wèn)題。
船我們做的比較大的功率200千瓦500千瓦大的功率，我們計劃每年完成綠色船舶，我們做的鋰電也虧本，做了船舶也虧本，為了促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展，我們也在做，在山東青島有一些后續的工作事項。這是我們開(kāi)發(fā)的500千瓦的模塊，這是對應的電堆，跟車(chē)用不一樣，車(chē)用原來(lái)是60、80，但是船用不追求大功率的電堆，并且在船發(fā)生故障時(shí)候，也不影響船在水里航行的問(wèn)題。
這里同時(shí)也考察了目前上傳的各種氫能源的技術(shù)，包括液氫、還有艦船合金，包括有機液體儲氫，最后給出幾個(gè)對比，他們給出幾個(gè)參數以及適合的領(lǐng)域。多種氫取決于船型的大小，以及船的應用場(chǎng)景。
下面我報告一下我們正在做的船，第一個(gè)是一套燃料系統，這是長(cháng)江海運那邊建造，整個(gè)船設計航速28公里每小時(shí)，這個(gè)船是比較快的速度，燃料電池是500千瓦，這個(gè)是一個(gè)效果圖。
這是對應采取的加氫方式，現在有幾種，我們選的是氨氫加注方式，鑒于目前的形勢，我們實(shí)行了場(chǎng)館的拖車(chē)，這是我們目前開(kāi)發(fā)出140千瓦的燃料電池系統的集成。第二個(gè)船是揚州試驗船，這個(gè)看起來(lái)比較老舊，把整個(gè)里面的動(dòng)力換掉，主要考驗船的適應性和安全性，這是一個(gè)在船上的加氫，這個(gè)應用比較簡(jiǎn)單。
最后報告一下，712所氫能燃料電池產(chǎn)研基地，我們總投資有5億元，這是我們過(guò)去拿到了燃料電池船舶應用認可證書(shū)，以及我們具備整個(gè)船用的發(fā)動(dòng)機組變動(dòng)機組整個(gè)船用測試。
應用挑戰，第一是我們真個(gè)法規和標準其實(shí)有挑戰，現在國內相關(guān)燃料電池相關(guān)的標準都在吃和固定移動(dòng)式電站，在船上沒(méi)有相關(guān)的標準，希望我們中國電池工業(yè)協(xié)會(huì )氫能燃料電池分會(huì )能夠推進(jìn)相關(guān)的制度建設。
第二是壽命和成本離商業(yè)化尚有一定距離，但是船用這樣遠遠不夠，所以在耐久性方面有待于提升，而且在成本方面，如果一旦上船用的話(huà)，最短是八年和十年，成本和壽命對于我們目前來(lái)說(shuō)不可接受地
第三是氫制儲運相關(guān)的措施。
第四是缺乏配套。
第五是目前示范運營(yíng)有待加強，目前在標準修訂方面，包括國家政策方面都沒(méi)有相關(guān)的政策。
最后拋磚引玉給出幾個(gè)建議，第一需要我們中國電池工業(yè)協(xié)會(huì )或者是氫能燃料電池分會(huì )，制定規范和標準。
第二燃料電池船舶化應用的關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和開(kāi)發(fā)。前一段時(shí)間拿到車(chē)用直接上船應用，最后發(fā)現其實(shí)好多沒(méi)用，主要是試用沒(méi)法直接拿來(lái)用到船舶上面。
第三希望通過(guò)今后的協(xié)會(huì )平臺，做成制儲運用氫能產(chǎn)業(yè)鏈。
最后是希望國際合作，報告完畢。謝謝。
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