日本提出了將PEMFC壽命延長(zhǎng)至15年的研發(fā)目標(biāo)-試劑空運(yùn)

六、中國(guó)船舶企業(yè)對(duì)燃料電池動(dòng)力船舶的研發(fā)亟待加強(qiáng)

船用燃料電池尚未形成市場(chǎng)，近年來相關(guān)燃料電池示范船項(xiàng)目中，船用PEMFC均勻價(jià)格約1000美元/KW，最低價(jià)格僅為45美元/KW；船用SOFC均勻價(jià)格約為2000美元/KW，最低價(jià)格為558美元/KW（已經(jīng)接近低速機(jī)的功率單價(jià)）。

燃料電池以電堆為功率輸出的基本單位，通過模塊化組合，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)百兆瓦的功率輸出，能夠滿足遠(yuǎn)洋船舶的功率需求。燃料電池輸出的為直流電，與當(dāng)前船舶直流組網(wǎng)技術(shù)有著巨大結(jié)合空間。
韓國(guó)三大造船企業(yè)掀起了SOFC替換低速機(jī)的研發(fā)競(jìng)賽。
過往很長(zhǎng)一段時(shí)期，國(guó)際物流，燃料電池技術(shù)一直處于緩慢發(fā)展中，多數(shù)成果處于技術(shù)驗(yàn)證階段。近十年來，燃料電池技術(shù)的突破并在汽車產(chǎn)業(yè)的快速應(yīng)用，吸引了更多投資，推動(dòng)了貿(mào)易化進(jìn)程，技術(shù)轉(zhuǎn)化節(jié)奏明顯加快。
燃料電池的直流輸出也為船舶直流組網(wǎng)和電力推進(jìn)在船舶上的廣泛應(yīng)用提供了更加有利條件。船舶直流組網(wǎng)技術(shù)作為一種新興的船舶電力系統(tǒng)技術(shù)，能夠進(jìn)一步降低船舶能耗，節(jié)省配電設(shè)備空間，與燃料電池的模塊化特點(diǎn)相結(jié)合，將為船舶動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供巨大靈活性。
大型燃料電池動(dòng)力船舶設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是電池系統(tǒng)集成和動(dòng)力系統(tǒng)布置。國(guó)外船企已在開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和專利布局。一旦燃料電池動(dòng)力船舶市場(chǎng)成熟，我國(guó)船舶產(chǎn)業(yè)將可能處于被動(dòng)的局面。

此外，基于燃料電池實(shí)現(xiàn)的船舶電動(dòng)化，將對(duì)智能船舶的發(fā)展起到極大促進(jìn)作用。燃料電池和直流系統(tǒng)的應(yīng)用，也將為船員提供靜音、低震動(dòng)的工作和生活環(huán)境，同時(shí)也能夠?yàn)閼?yīng)對(duì)未來國(guó)際海事法規(guī)關(guān)于水下噪聲控制的行動(dòng)提供技術(shù)解決方案。
為解決上述題目，PEMFC可以通過加裝燃料重整裝置，進(jìn)而可以采用氨、LNG等其他燃料，能夠較大程度較低整體體積。SOFC則主要依靠技術(shù)研發(fā)，進(jìn)一步降低電池體積；近十年來，國(guó)際領(lǐng)先的SOFC企業(yè)已經(jīng)將功率密度提升了10倍以上。

歐洲SOFC項(xiàng)目近年來明顯增多，地中海郵輪為一艘正在建造的20萬總噸豪華郵輪安裝美國(guó)Bloom Energy提供的以LNG為燃料的SOFC發(fā)電系統(tǒng)，并將SOFC作為其未來零碳戰(zhàn)略的重要方向；阿法拉伐正在參與由丹麥支持的SOFC4 Maritime項(xiàng)目，探索SOFC完全替換船舶內(nèi)燃機(jī)的可行性。
四是燃料電池本錢加速下降。

交通部海事局已經(jīng)發(fā)布了《氫燃料電池動(dòng)力船舶技術(shù)與檢驗(yàn)暫行規(guī)則(2022)》，中國(guó)船級(jí)社已經(jīng)發(fā)布了《氫燃料電池》《氫氣瓶》《重整裝置》三份產(chǎn)品檢驗(yàn)指南，并即將發(fā)布《船舶應(yīng)用燃料電池發(fā)電裝置指南》，這些措施對(duì)我國(guó)燃料電池動(dòng)力船舶的發(fā)展起到積極引導(dǎo)作用。

二是有看為全船電力化提供更高效的解決方案。

船舶動(dòng)力形式的變革以能量轉(zhuǎn)換方式（如內(nèi)燃機(jī)、燃料電池、動(dòng)力電池等）為主要關(guān)注點(diǎn)，這一領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用遠(yuǎn)景最具不確定性，也最可能產(chǎn)生顛覆性創(chuàng)新。其中，燃料電池，因其技術(shù)的快速迭代和在車輛上的推廣應(yīng)用，正在引起海事產(chǎn)業(yè)的極大關(guān)注。
目前各國(guó)大力推進(jìn)的燃料電池技術(shù)路線主要為低溫運(yùn)行的質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)和高溫運(yùn)行的固體氧化物燃料電池(SOFC)。

來源：中國(guó)船舶產(chǎn)業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)

三、燃料電池模塊化和直流輸出有利于全船電力化、智能化發(fā)展
長(zhǎng)期以來，阻礙燃料電池在船舶上應(yīng)用的主要因素是燃料電池系統(tǒng)占用體積大、使用壽命短、燃料獲取難度大、投資本錢高等題目。
燃料電池固然存在對(duì)內(nèi)燃機(jī)的替換潛力，但在國(guó)際規(guī)則、技術(shù)成熟度、產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)等方面仍需要一段時(shí)間，這也為我國(guó)燃料電池船舶的發(fā)展?fàn)幦×藭r(shí)間窗口。
關(guān)注并超前15年至20年研究和布局這一重要方向，是中國(guó)產(chǎn)業(yè)在船舶動(dòng)力領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)顛覆性創(chuàng)新的關(guān)鍵。
二是加快燃料電池船舶動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)備的合作研發(fā)。

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這一方面說明船用燃料電池的貿(mào)易化應(yīng)用依然處于發(fā)展初期，另一方面也說明，經(jīng)過前期大規(guī)模研發(fā)嘗試之后，船用燃料電池技術(shù)路線逐漸聚焦，研發(fā)活動(dòng)也逐漸集中在少數(shù)頭部科技企業(yè)。
2020年，日本郵船、東芝能源系統(tǒng)公司、川崎重工、ClassNK和ENEOS公布合作開發(fā)氫燃料電池船舶。2021年，該項(xiàng)目獲得日本新能源和產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展組織(NEDO)治理的日本政府綠色創(chuàng)新基金的支持。該項(xiàng)目計(jì)劃于2023年建造一艘150噸級(jí)試驗(yàn)船，空運(yùn)報(bào)價(jià)海運(yùn)價(jià)格，重點(diǎn)驗(yàn)證大功率船舶燃料電池系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與操縱技術(shù)、燃料電池與蓄電池相結(jié)合的能源治理系統(tǒng)(EMS)等工程技術(shù)題目。

燃料電池的價(jià)格與規(guī)�；a(chǎn)息息相關(guān)。過往10年，車用燃料電池價(jià)格下降了60%。隨著燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不中斷增長(zhǎng)，特別是中國(guó)企業(yè)的大規(guī)模進(jìn)進(jìn)這一領(lǐng)域，業(yè)內(nèi)普遍預(yù)計(jì)，未來5年P(guān)EMFC價(jià)格有看進(jìn)一步下降70%左右。SOFC主要應(yīng)用于分布式發(fā)電，目前貿(mào)易化項(xiàng)目不中斷增多，SOFC價(jià)格也有看繼續(xù)下跌
在各國(guó)積極推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)和氫燃料電池研發(fā)應(yīng)用推廣，特別是隨著航運(yùn)業(yè)溫室氣體減排戰(zhàn)略的深進(jìn)推進(jìn)，全球正在加快建設(shè)LNG、甲醇、氨/氫等替換燃料供給鏈，基本掃清了長(zhǎng)期制約船用燃料電池發(fā)展的富氫燃料供給障礙。
SOFC的電化學(xué)效率在60%左右，運(yùn)行溫度高達(dá)650℃以上，可以使用氫、氨、甲烷、甲醇、柴油等多種燃料，且不需要貴金屬催化劑，在熱電聯(lián)產(chǎn)情況下，總效率可以達(dá)到90%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)前船用低速機(jī)50%左右的熱效率。

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