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绿色船舶∣船用氢燃料电池推进技术

文章来源: 博鱼体育发布时间:2021-10-15 00:54
本文摘要:船舶是为航运业、海洋开发及国防建设提供技术装备的综合性工业,也是国家实施海洋强国和制造强国战略的重要支撑。船用氢燃料电池推进是先进船舶装备升级换代的使能技术,引领船舶工业绿色化生长,助推我国制造业高质量生长。一、船舶先进动力生长趋势柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机等传统的船舶动力推进装置,消耗柴油发生动力,但存在不足:化石燃料储量有限且非可再生,燃料能量转换效率低(约35%),振动噪声强度高而影响舒适度,排放氮氧化物、硫氧化物和颗粒物而破坏情况。

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船舶是为航运业、海洋开发及国防建设提供技术装备的综合性工业,也是国家实施海洋强国和制造强国战略的重要支撑。船用氢燃料电池推进是先进船舶装备升级换代的使能技术,引领船舶工业绿色化生长,助推我国制造业高质量生长。一、船舶先进动力生长趋势柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机等传统的船舶动力推进装置,消耗柴油发生动力,但存在不足:化石燃料储量有限且非可再生,燃料能量转换效率低(约35%),振动噪声强度高而影响舒适度,排放氮氧化物、硫氧化物和颗粒物而破坏情况。

研究清洁、高效、可连续生长的新能源动力推进技术已经成为绿色船舶的重要生长偏向。氢燃料电池被视为21世纪的绿色动力能源技术制高点,具有能量转化效率高、能量密度高、振动噪声低和零排放等突出优点。氢燃料电池推进技术作为推进动力和辅助动力装置,应用于内河、内湖和近海的游船和游艇,满足该类型船舶对节能减排、绿色环保和提升乘坐舒适度的需求氢燃料电池推进技术作为推进动力和辅助动力装置,应用于科考船,满足该类型船舶对噪声振动及废气排放的需求。

氢燃料电池推进技术作为辅助动力装置,应用于频繁收支口岸的散货船和客船,满足该类型船舶对降低口岸情况掩护的需求。二、国际研究与示范应用情况(一)计划与尺度蓬勃国家已将船用氢燃料电池推进技术作为政府工业支持的重点偏向,公布了一系列计划与尺度,引导并支持绿色船舶工业生长。美国能源局向国会提交了《2015年美国燃料电池和氢能技术生长陈诉》,建议投资生长先进氢燃料电池技术。

2016年,美国能源部团结多个机构,开始制定有关情况、宁静、许可等方面的船用氢燃料电池和加氢站行业规范。2017年,日本船级社公布液氢运输船宁静制作运营导则,填补了氢燃料动力领域海事规则规范的空缺。韩国的多家主力船舶企业到场了政府牵头的船用燃料电池研发项目。(二)示范与应用欧盟、德国、美国、挪威、日本等先进国家和地域在船用氢燃料电池推进技术领域处于领先职位,已实现船用氢燃料电池动力推进装置的示范及应用,进入推广应用阶段。

美国在2018年6月宣布,将制作第一艘氢燃料电池渡轮并在海湾地域投入运营。该渡轮为铝质船体,长21 m,载客84名,电力推进功率为2×300 kW,航速为22节。表1 外洋主要船用燃料电池推进技术示范项目三、海内研发希望近年来,海内车用氢燃料电池技术及其配套设施的研发投入不停加大,车用氢燃料电池系统的开发和应用已具备较好的技术基础与投资情况。

海内船用氢燃料电池推进技术研究事情刚刚起步,但有望承接车用新能源动力的技术辐射。海内对船用氢燃料电池推进技术的规范研究事情主要集中在中国船级社。《船舶应用替代燃料指南》的“燃料电池推进系统”章节划定了燃料电池船舶的各项设计与磨练要求。海内在氢燃料电池电堆、氢源技术、控制与能量治理、系统集成等方面取得了一些技术突破,建设了较好的技术基础和储蓄。

完成了救援船、液化天然气船、水声丈量船、太阳能游船、游船与轮渡、挖泥船、海上风电安装船等多类船舶的电力推进系统集成事情。启动了300客位全电动客船研制项目,后续将接纳氢燃料电池替换锂电池作为全船动力装置,瞄准成为“零排放”“情况友好”的绿色动力客船。

后续,我国船用氢燃料电池推进偏向的主要事情有:确立船用氢燃料电池推进装置的战略与目的,开展氢燃料电池船舶领域的法例规范研究与制定,攻关船用氢燃料电池推进技术工程化的部门关键技术,启动船用氢燃料电池配套基础设施建设。四、生长思路与建议(一)增强统筹计划,形成国家工业推念头制明确氢燃料电池船舶领域的生长思路和技术门路,制定氢燃料电池推进装置的战略与目的,发挥国家工业推念头制的优势。

引导行业、企业,科研院校的研究生长偏向,共享技术资源、提高投资效益。(二)加大对关键焦点技术的研发力度,提高自主创新能力合理加大政府层面的科研投入,组织开展船用氢燃料电池推进技术工程化的关键焦点技术研发。以企业创新研发为主体,强化产学研互助,整合优势技术资源,打造一流研究团队,形成创新生长机制。

(三)开展法例规范的切合性研究,完善法例规范体系由国家相关部门牵头,开展储氢设备上船的合规性分析研究、船用氢源及氢燃料电池推进技术的宁静性分析研究、氢燃料电池船舶风险评估规范研究,逐步建设和完善法例规范,指导技术研发和工程示范。(四)开展示范运行,加速市场应用历程根据内河–近海–远洋的序次,逐步开展氢燃料电池船舶示范推广应用,考核其可靠性、宁静性和情况适应性。

同步建设氢燃料存储、补给配套设施建设。总结示范应用履历,加速推动船用氢燃料电池推进技术的工业化应用。

(五)开展国际互助,增强我国技术焦点竞争力围绕船用氢燃料电池推进装置技术的战略定位与生长目的,开展和各相关国际机构、组织、企业的互助,推行双边或多边国家政府间的互助。提升国际科技互助质量,到场国际市场竞争,增强我国的领域研发和连续生长能力。


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