船用氢燃料电池推进技术发展趋势

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氢燃料电池的发展及其应用前景展望

氢燃料电池的发展及其应用前景展望

氢燃料电池的发展及其应用前景展望随着能源与环境问题的日益凸显,氢燃料电池技术作为一种清洁、高效、可再生的新型能源技术逐渐受到广泛关注。

氢燃料电池技术是将氢气和氧气通过化学反应产生电能的技术,具有高效、环保、无噪音、无废气排放、可持续等优点,在汽车、船舶、电力等各领域都有广泛的应用前景。

本文将探讨氢燃料电池的发展历程、技术特点以及应用前景展望。

一、氢燃料电池的发展历程氢燃料电池技术最早是在1839年被英国科学家W. Groves首次提出。

20世纪60年代,氢燃料电池技术开始被应用于太空航天领域,美国NASA成功应用氢燃料电池驱动宇航器进行长时间任务。

20世纪90年代,随着国际上对环境污染的重视以及对传统燃料能源日益减少的担忧,氢燃料电池技术逐渐被重视,各国纷纷投入大量资金用于氢燃料电池的研发和应用。

目前,世界上已经投入大量资金进行氢燃料电池的研发和应用,在汽车、船舶、电力等领域都已经实现了相当规模的应用。

二、氢燃料电池技术特点1、高效、环保氢燃料电池利用水和氢产生电能,不需要使用石油、煤炭等传统燃料,可以有效减少二氧化碳等有害气体的排放,是一种清洁、环保的能源。

同时,由于氢燃料电池产生电能的原理是一种化学反应,因此其能量转化效率高,相比于传统燃料电池,可以更有效地利用能源、节约能源成本、提高能源利用率。

2、无噪音、无废气排放氢燃料电池产生电能的过程中没有燃烧产生,因此无噪音,适用于需要安静环境的领域,如医院、学校等。

同时,在能源转化过程中不会产生任何废气排放,因此无需消耗能量来排放废气,有效避免了废气污染,也有利于环保。

3、可持续、安全氢燃料电池技术可以从各种可再生能源中获取氢气,如太阳能、风能、水能等,因此其氢源可以说是无限的,具有可持续性。

另外,由于氢气是一种非常轻的气体,氢燃料电池不会产生任何较重的有害气体,也不会产生对人体有害的废物物质,因此在使用上更加安全可靠。

三、氢燃料电池的应用前景展望1、汽车汽车是氢燃料电池应用最具有代表性的领域。

氢动力技术在船舶动力系统中的应用研究

氢动力技术在船舶动力系统中的应用研究

氢动力技术在船舶动力系统中的应用研究摘要随着全球对清洁能源的需求不断增加,氢动力技术已经成为一种备受关注的替代能源形式。

本文主要探讨了氢动力技术在船舶动力系统中的应用研究。

首先介绍了氢动力技术的发展历程和相关原理,然后详细分析了氢燃料电池、氢气发动机等氢动力技术在船舶动力系统中的应用情况,最后对未来氢动力技术在航运行业的发展趋势进行了展望。

关键词:氢动力技术;船舶动力系统;氢燃料电池;氢气发动机一、引言航运行业作为全球贸易的重要纽带,船舶动力系统的能源消耗一直是一个备受关注的问题。

传统的燃油动力系统不仅污染环境,而且资源消耗大。

因此,寻找新的清洁能源替代方案是当务之急。

氢动力技术以其零排放、高效率等优点逐渐引起了航运行业的重视。

本文将探讨氢动力技术在船舶动力系统中的应用研究,以期为航运行业的可持续发展提供参考。

二、氢动力技术的发展历程和原理氢作为一种清洁能源,在船舶动力系统中的应用前景广阔。

氢动力技术主要包括氢燃料电池和氢气发动机两种形式。

氢燃料电池是利用氢气和氧气在催化剂的作用下产生电能,从而驱动船舶前进。

氢气发动机则是将氢气直接燃烧产生能量,驱动船舶运行。

氢动力技术的原理简单清晰,且零排放,因此备受青睐。

三、氢燃料电池在船舶动力系统中的应用研究1. 氢燃料电池的工作原理及分类氢燃料电池是一种将氢气和氧气在催化剂的作用下发生氧化还原反应,产生电能的装置。

根据电解质的不同,氢燃料电池可以分为碱性燃料电池、酸性燃料电池、固体氧化物燃料电池等几种类型。

在船舶动力系统中,碱性燃料电池应用最为广泛,因其性能稳定、体积小等特点。

2. 氢燃料电池在船舶动力系统中的优势氢燃料电池作为船舶动力系统的替代方案,具有诸多优势。

首先,氢燃料电池不产生任何有害气体,是一种真正的零排放能源。

其次,氢燃料电池的能量密度高,续航能力强,适用于长途航行。

此外,氢燃料电池还具有噪音低、振动小等特点,提升了船舶的舒适性。

3. 氢燃料电池在实际船舶中的应用案例目前,氢燃料电池在实际船舶中已经得到了广泛应用。

氢能和燃料电池及其船舶应用进展

氢能和燃料电池及其船舶应用进展

氢能和燃料电池及其船舶应用进展1.氢能和燃料电池的概念和原理氢能是一种清洁、可再生的能源,其能在氢燃料电池中进行电化学反应,产生电能。

燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置,其中最常用的是氢氧化物质和电化学过程。

燃料电池通常由阳极、阴极和电解质三个关键部分组成。

在氢氧化物质中,氢气通过阳极进入电解质,同时氧气通过阴极进入电解质。

在电解质中,氢气和氧气通过电化学反应产生电能,并产生水蒸气作为副产品。

2.氢能和燃料电池在船舶应用中的进展目前,氢能和燃料电池已经在一些船舶上进行了试验和应用。

例如,日本东京电力公司正在试验使用燃料电池供电的巡航船。

这些燃料电池可以提供持续的电力,并且充电时间短,非常适合用于电动船舶。

另外,瑞典的一家航运公司正在研发燃料电池船舶,计划于2024年开始商业运营。

这些船舶将使用氢燃料电池和电动发动机,以减少碳排放和噪音污染。

3.氢能和燃料电池在船舶应用中的未来发展趋势随着氢能和燃料电池技术的不断发展,其在船舶应用中的应用前景也越来越广阔。

未来,氢能和燃料电池船舶有望实现全球航运的零排放,从而帮助减少对化石燃料的依赖,保护环境。

然而,目前氢能和燃料电池船舶仍然面临一些挑战。

首先,氢气的产生和存储需要大量的能源,导致能源效率不高。

其次,燃料电池的成本仍然较高,需要进一步的技术创新和经济支持。

因此,未来的发展需要在技术创新、政策支持以及国际合作等方面加强努力。

例如,继续研发氢燃料电池技术,提高能量转换效率,降低成本。

同时,政府可以通过相关政策和财政支持,鼓励航运公司和造船企业投资氢能和燃料电池船舶。

总而言之,氢能和燃料电池在船舶应用中具有巨大的潜力。

通过进一步的技术创新和政策支持,氢能和燃料电池船舶有望成为未来航运行业的重要发展方向,促进可持续发展和环境保护。

氢动力技术在船舶动力系统中的创新应用

氢动力技术在船舶动力系统中的创新应用

氢动力技术在船舶动力系统中的创新应用摘要氢动力技术作为清洁能源的重要代表之一,在船舶动力系统中的应用日益受到关注。

本文通过系统分析氢动力技术在船舶动力系统中的应用现状和未来发展趋势,探讨了氢动力技术在船舶领域的创新应用。

首先介绍了氢动力技术的基本原理和主要优势,然后分析了氢动力在船舶领域的应用现状,包括氢燃料电池动力系统、氢燃料发动机系统等。

接着,探讨了氢动力技术在船舶领域的创新应用,包括氢燃料电池混合动力系统、氢燃料发动机与储氢系统等方面的研究进展。

最后,对氢动力技术在船舶领域的发展前景进行了展望,并提出了相关建议。

关键词:氢动力技术;船舶动力系统;创新应用;氢燃料电池;氢燃料发动机引言随着全球环境污染问题日益严重,清洁能源的研究和应用成为当前国际社会的热点。

氢能作为一种新兴的清洁能源,具有零排放、高效能、可再生等优势,被认为是传统化石能源的重要替代品。

在船舶领域,如何减少污染物排放、增加航行效率是船舶设计和运营中亟待解决的问题。

因此,氢动力技术在船舶动力系统中的应用备受关注,并显示出了广阔的发展前景。

一、氢动力技术的基本原理和主要优势氢动力技术是利用氢气作为动力源,通过氢燃料电池或氢燃料发动机转换为电能或机械能,从而驱动船舶运行。

氢燃料电池将氢气与氧气在电解质膜中发生反应产生电能,无需燃烧过程,仅产生水和热能;而氢燃料发动机则是将氢气直接燃烧产生热能驱动发动机运转,同样只产生水。

相比于传统的燃油动力系统,氢动力技术具有以下主要优势:1. 零排放:氢气的燃烧产生的唯一副产品是水,不会产生任何有害气体的排放,符合环境保护的要求。

2. 高效能:氢燃料电池转化效率高达60%以上,远高于传统的内燃机动力系统;而氢燃料发动机也比燃油发动机有更高的热效率。

3. 可再生:氢气可通过水电解、生物质气化等多种方式生产,具有可再生性,有利于实现能源替代。

4. 安全性高:氢气是非常轻的气体,在遇到泄漏时会快速上升到大气中,不易在大气中堆积形成爆炸隐患,具有较高的安全性。

未来船舶装备与技术的发展趋势

未来船舶装备与技术的发展趋势

未来船舶装备与技术的发展趋势在人类文明的发展历程中,船舶始终扮演着至关重要的角色。

从古老的木质帆船到现代的钢铁巨轮,船舶的发展见证了人类科技的不断进步。

如今,随着科技的飞速发展,未来船舶装备与技术正朝着更加先进、高效、环保和智能化的方向迈进。

一、绿色能源动力系统的广泛应用在未来,船舶动力系统将迎来重大变革,绿色能源将逐渐占据主导地位。

传统的燃油动力系统不仅能源效率较低,而且对环境造成了严重的污染。

为了应对全球气候变化和日益严格的环保法规,船舶行业正在积极探索和应用各种新型绿色能源。

首先,液化天然气(LNG)作为一种相对清洁的化石能源,在船舶领域的应用将不断扩大。

LNG 燃烧产生的污染物排放量较传统燃油大幅降低,能够有效减少船舶对大气环境的影响。

其次,氢燃料电池技术也展现出了巨大的潜力。

氢燃料电池通过氢气和氧气的化学反应产生电能,只产生水作为排放物,真正实现了零污染。

虽然目前氢燃料电池在船舶上的应用还面临着储氢、加氢等技术难题,但随着技术的不断突破,未来有望成为船舶的主要动力来源之一。

此外,太阳能、风能等可再生能源在船舶上的应用也将逐渐增加。

通过在船舶上安装太阳能板和风力发电装置,可以为船舶提供部分辅助动力,进一步降低船舶的能耗和排放。

二、智能化驾驶与自主航行技术随着人工智能、大数据和物联网技术的快速发展,船舶的驾驶方式也将发生根本性的改变。

智能化驾驶和自主航行技术将成为未来船舶发展的重要趋势。

智能化驾驶系统能够实时收集船舶周围的环境信息,包括气象、海况、其他船舶的位置和动态等,并通过先进的算法进行分析和处理,为船员提供准确的决策支持。

例如,自动避碰系统能够根据周围船舶的运动轨迹和速度,自动计算出最佳的避让路线,大大降低了碰撞事故的发生概率。

自主航行技术则是智能化驾驶的更高阶段。

未来的船舶有望实现完全自主航行,无需船员在驾驶台进行操控。

自主航行船舶通过预先设定的航线和任务指令,依靠自身的传感器和智能控制系统,能够自动完成航行、货物装卸、设备维护等一系列操作。

氢能和燃料电池及其船舶应用进展

氢能和燃料电池及其船舶应用进展

氢能和燃料电池及其船舶应用进展氢能和燃料电池是当前绿色能源领域中备受关注的技术。

随着对环境保护意识的不断增强和对传统石油能源储备的担忧,氢能和燃料电池的应用已逐渐扩展到各个领域,其中包括船舶领域。

本文将详细介绍氢能和燃料电池的原理及其在船舶应用中的进展。

首先,我们来了解一下氢能和燃料电池的原理。

氢能通过将氢气和氧气进行催化反应产生电能,从而实现能源的转化和利用。

燃料电池则是利用反应物与催化剂之间的化学反应产生电能的装置。

燃料电池可分为不同类型,包括聚合物电解质膜燃料电池、固体氧化物燃料电池等。

接下来,我们重点介绍燃料电池在船舶领域中的应用进展。

船舶是传统石油能源消耗最为集中的领域之一,使用传统燃油船舶不仅对环境造成了严重污染,而且石油资源也日益枯竭。

因此,利用燃料电池替代传统船舶动力系统成为当今航运业的发展趋势。

近年来,燃料电池在船舶领域中的应用得到了快速发展。

燃料电池船舶的特点是零排放、低噪音和高效能等。

其动力系统由燃料电池和电动机组成,通过储氢系统提供氢气供应。

燃料电池船舶不仅节省了燃料成本,还减少了空气污染和噪音污染。

燃料电池船舶的应用范围涵盖了各个类型的船舶,包括客船、货船和渔船等。

其中,客船是燃料电池船舶应用的重点领域之一、例如,日本已经成功开发出了多款燃料电池客船,如京浜湾上的“sakura”号客船。

这些客船不仅具有高效能、零排放的特点,而且还提供了更安静、更舒适的乘坐体验。

除了客船,货船也是燃料电池船舶应用的重要对象。

货船在船舶领域的能源消耗占比较高,减少船舶排放对环境保护具有重大意义。

因此,燃料电池货船的研发和应用也备受关注。

目前,一些国际航运公司已开始在燃料电池货船上进行试验,并取得了一定的成果。

此外,由于燃料电池船舶需要大量储氢,氢气的储存和供应系统也是燃料电池船舶应用中的关键技术之一、目前,氢气储运技术已相对成熟,为燃料电池船舶应用提供了可行性和可靠性保障。

综上所述,氢能和燃料电池作为绿色能源领域的重要技术,其在船舶应用中的进展日益令人瞩目。

绿色船舶:船用氢燃料电池推进技术

绿色船舶:船用氢燃料电池推进技术

摘要:本文介绍了船用氢燃料电池推进技术发展的必要性、国内外现状、问题及技术需求。

与国外先进国家相比存在差距:船用氢燃料电池推进装置的战略与目标亟待确立;氢燃料电池船舶领域法规规范研究不足;船用氢燃料电池推进技术工程化的部分关键技术有待突破;船用氢燃料电池配套基础设施建设缺乏。

提出了我国船用氢燃料电池推进技术发展思路与建议,分析了船用氢燃料电池推进技术的应用前景。

关键词:高技术船舶 ; 氢燃料电池 ; 推进技术船舶是为航运业、海洋开发及国防建设提供技术装备的综合性产业,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,引领船舶产业绿色化发展,助推我国制造业高质量发展。

一、船舶先进动力发展趋势柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机等传统的船舶动力推进装置,消耗柴油产生动力,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环境。

研究清洁、高效、可持续发展的新能源动力推进技术已经成为绿色船舶的重要发展方向。

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,应用于频繁进出港口的散货船和客船,满足该类型船舶对降低港口环境保护的需求。

二、国际研究与示范应用情况(一)规划与标准发达国家已将船用氢燃料电池推进技术作为政府产业支持的重点方向,发布了一系列规划与标准,引导并支持绿色船舶产业发展。

美国能源局向国会提交了《2015年美国燃料电池和氢能技术发展报告》,建议投资发展先进氢燃料电池技术。

氢能船舶产业发展趋势

氢能船舶产业发展趋势

氢能船舶产业发展趋势氢能船舶产业发展趋势第一章:引言1.1 研究背景随着全球能源需求的不断增长和对气候变化的关注,替代传统石油能源的清洁能源成为了航运业的重要发展方向。

氢能作为一种清洁、高能量密度的能源,具有巨大的潜力和优势,被广泛认为是未来航运业的发展方向之一。

本文将探讨氢能船舶产业的发展趋势和未来的发展方向。

1.2 研究目的本文旨在分析氢能船舶产业的发展趋势,包括技术发展、市场前景、政策支持等方面,并提出相应的建议和对策,以促进氢能船舶产业的健康发展。

1.3 研究方法本文主要采用文献研究法和实证研究法相结合的方法,收集整理现有文献和资料,分析氢能船舶产业的相关数据和信息,探讨其发展趋势,并提出相应的建议和对策。

第二章:氢能船舶技术发展趋势2.1 氢能船舶技术现状目前,氢能船舶的应用主要集中在小型船舶和短途航线上。

常见的氢能船舶技术包括氢燃料电池、水电解制氢、氢气贮存与供应等。

然而,目前能够商业化应用的氢能船舶技术仍面临诸多挑战,如成本高昂、能源密度低、储氢安全、供氢基础设施不完善等。

2.2 近期技术发展趋势为了克服目前氢能船舶技术所面临的挑战,各国在氢能船舶技术研究上做出了不少努力。

近年来,氢燃料电池技术取得重大突破,燃料电池的效率得到提升,成本得到降低。

同时,氢气贮存和供应技术也在不断改进,以提高能源密度和减少船舶运营的成本。

2.3 长期技术发展趋势从长期来看,氢能船舶技术将进一步完善和发展。

随着氢能技术的不断成熟和成本的进一步降低,氢能船舶有望逐渐从小型船舶向大型船舶扩展。

此外,随着氢能基础设施的建设和国际合作的加强,氢能船舶技术的发展势头将更加迅猛。

第三章:氢能船舶市场前景3.1 市场概况氢能船舶市场主要由船舶制造商、船舶运营商和燃料供应商组成。

目前,欧洲、东亚和北美地区是氢能船舶市场的主要地区,尤其是欧洲,在氢能船舶技术的研发和应用上处于领先地位。

3.2 国际市场趋势随着全球对清洁能源的需求不断增长,氢能船舶市场具有巨大的潜力。

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船用氢燃料电池推进技术发展趋势一、前言船舶是为航运业、海洋开发及国防建设提供技术装备的综合性产业,对钢铁、石化、纺织、装备制造、电子信息等重点产业发展和扩大出口具有较强的带动作用,是国家实施海洋强国和制造强国战略的重要支撑。

《中国制造2025》已将高技术船舶列为十大重点发展领域之一。

船舶的传统动力推进装置,如柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机等,通过消耗柴油来产生动力,存在如下主要问题:燃料能量转换效率低(约35%);柴油机的振动噪声等级高,极大降低了船舶的舒适度;燃料燃烧产生大量温室气体、氮氧化物、硫氧化物和颗粒物,造成严重的生态环境污染;化石能源是非可再生能源,而且现有的化石能源储量有限,不能支撑人类的持久发展。

因此,研究清洁、高效、可持续发展的新能源动力推进技术已经成为绿色船舶的重要发展方向。

氢燃料电池是21世纪绿色动力能源技术制高点,是一种将自身携带氢燃料与氧化剂中的化学能经电化学反应直接转化为电能的发电装置,具有能量转化效率高、能量密度高、振动噪声低和零排放等优点。

此外,氢是可再生能源,可通过太阳能、风能、水势能、生物能等绿色能源制氢获得。

因此,氢燃料电池推进技术在船舶上应用可实现能源高效、零排放和船舶舒适度提升,是绿色船舶的理想动力推进装置,适应绿色船舶市场需求。

二、国外船用氢燃料电池推进技术的应用现状(一)规划与标准北美、日本、韩国等先进国家和地区已将船用氢燃料电池推进技术作为政府重点支持方向,相继颁布一系列规划与标准,引导并支持氢燃料电池船舶产业发展。

北美:对氢能的研发始于1973年的石油危机,当时成立了国际氢能协会,并在美国迈阿密海滩召开了有关该主题的第一界国际会议,美国能源研究开发署(ERDA)对氢能研究计划加以扶持,作为对美国政府能源自给不成功计划部分的一种弥补。

2015年,美国能源局向国会提交了《2015年美国燃料电池和氢能技术发展报告》,大力投资发展先进氢燃料电池技术。

2016年,美国能源部报告称,正联合制定环境、安全、许可等方面的船用氢燃料电池和加氢站行业规范。

日本:2009年国土交通省制定的《对于船舶行业中长期科研计划》中便提到将燃料电池作为船舶电力推进系统来减少排放。

得益于日本燃料电池领域的技术优势,其在船用领域虽起步晚但发展较快。

2017年,日本船级社发布液氢运输船安全建造运营导则,填补了目前海事规则规范在氢燃料动力领域的空白。

韩国:知识经济部在2010年制定的《造船产业中长期发展战略规划》中便提到将燃料电池等绿色能源应用到船舶行业中。

2015年,政府推出的燃料电池船舶项目共投入160亿韩元,由韩国船级社牵头进行相应的研发。

韩国的大型船厂与企业如大宇造船海洋(山东)有限公司、浦项制铁电力公司(POSCOPower)、三星重工有限公司、SystemTechnologyExcellence(STX)造船集团都参加了政府牵头的船用燃料电池研发项目或自主研发。

(二)示范与应用现状欧盟、德国、美国、挪威、日本等先进国家和地区在船用氢燃料电池推进技术领域处于领先地位,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。

国外主要船用燃料电池推进技术示范项目如表1所示。

表1 国外主要船用燃料电池推进技术示范项目欧盟:在2007年资助世界上第一个商业客轮ZEMships项目,该船采用混合动力推进方式,整合了两个峰值功率48kW的氢燃料电池和560V的铅蓄电池,可运送100名乘客。

德国:在2008年研制出100客“Alsterwasser”号氢燃料电池游船,其采用氢燃料电池动力推进装置作为主推进动力,功率达到100kW,最高航速可达到14km/h,目前实现载客共14000余名。

法国:在2017年建成氢–风–光动力船“EnergyObserver”号,该船长30m,重20t,采用氢燃料电池系统22kW。

荷兰:在2009年建成100客“FuelCellBoatAmsterdam”用于运河旅游事业,该船配备60~70kW氢燃料电池系统,采用高压氢气提供氢燃料,能够以7节(1节=1nmile/h)航速航行9h。

美国:在2018年6月25日宣布,将在海湾地区建造第一艘氢燃料电池渡轮。

该渡轮载客84名,电力推进动力功率是2×300kW,长21m,铝质船体,航速为22节。

挪威:在2009年与瓦锡兰集团、MTU船级社合作研制出著名的氢燃料电池海面补给船“VikingLady”号,该氢燃料电池系统功率为320kW,燃料为液化天然气,是全球第一艘投入运营的氢燃料电池工程船舶。

日本:在2015年下水试航首款氢燃料电池渔船,该渔船全长12.5m,可乘坐12人,可搭载450L氢燃料,最高速度可达37km/h。

三、我国船用氢燃料电池推进技术的应用现状氢燃料电池推进技术可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、绿色环保和提升船舶舒适度的需求;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;作为辅助动力装置,应用于频繁进出港口的散货船和客船,满足该类型船舶对降低港口环境保护的需求。

近年来,车用氢燃料电池技术及其配套设施投入不断加大,上海汽车集团股份有限公司、上汽大通汽车有限公司、郑州宇通集团有限公等国内知名车企先后推出各型号燃料电池作为发动机的新能源汽车。

中国船舶重工集团第七一二研究所通过承担科学技术部新能源汽车重点专项“快速动态响应燃料电池发动机研发”,已攻克30kW级物流车用燃料电池发动机的工程化核心技术。

总体而言,在车用领域,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环境。

相比而言,国内船用氢燃料电池推进技术研究工作刚起步。

国内对船用氢燃料电池推进技术的规范研究工作主要集中在中国船级社(CCS)。

2017年12月,CCS的《船舶应用替代燃料指南》第2篇燃料电池推进系统中规定了燃料电池船舶的各项设计与检验要求。

国内对船用氢燃料电池推进技术的工程化研究工作主要集中在中国船舶重工集团第七一二研究所,通过承担国家政府科研项目,在舰船和水下装备领域的氢燃料电池动力系统的技术攻关工作中积累了丰富的研制经验,在氢燃料电池电堆、氢源技术、控制与能量管理、系统集成等方面取得关键技术突破,在船用氢燃料电池推进技术领域处于国内领先地位,具备较好的技术基础储备。

此外,中国船舶重工集团第七一二研究所在电力推进系统方面,承担了工业和信息化部“船舶综合电力推进技术”和“船舶综合电力推进系统工程化技术研究”项目、科学技术部“船用电力推进系统”项目等。

完成了救援船、液化天然气(LNG)船、散货船、水声测量船、太阳能游船、苏州环城河游船、三亚环岛游船、新疆天池游船、武汉轮渡、挖泥船、海上风电安装船等船舶的电力推进系统集成工作。

目前,正在承担国内首艘300客位全电动客船研制项目,采用高性能锂电池作为全船动力推进装置,后续将采用氢燃料电池替换锂电池作为全船动力装置,是国内率先推出的“零排放”“环境友好”绿色动力客船。

虽然,近年来我国船用氢燃料电池推进技术取得了长足的进步,但与国外先进国家相比仍存在差距:①船用氢燃料电池推进装置的战略与目标亟待确立;②氢燃料电池船舶领域法规规范研究不足;③船用氢燃料电池推进技术工程化的部分关键技术(氢燃料电池电堆船用化技术,船用高安全、高储氢密度氢源技术,船用氢燃料电池系统集成技术)有待突破;④船用氢燃料电池配套基础设施建设缺乏。

四、我国船用氢燃料电池推进技术的发展思路与建议(一)基本思路按照《中国制造2025》对高技术船舶在2025年实现船舶工业制造强国的要求,围绕氢燃料电池推进技术在节能、环保、安全、高效船舶推进装置领域的市场需求和发展趋势,以突破具有自主知识产权的船用氢燃料电池推进技术工程化为目标,通过政策引导、关键技术攻关和绿色环保技术应用,实现船用氢燃料电池推进装置自主化和工程化,加快推进船舶工业转型升级,以适应高性能绿色船舶在内河、近海、远洋船舶领域的市场需求。

(二)发展建议1.加强统筹规划,建立国家推动机制明确氢燃料电池船舶的发展思路和技术路线,制定国家发展氢燃料电池推进装置的战略与目标。

根据战略定位与发展目标制定船用氢燃料电池推进技术发展政策与统筹规划,建立国家推动机制。

引导行业、企业,科研院所、高校及各地方政府的发展方向,加强组织管理,实现资源共享,减少资源、投资的浪费。

2.加大对关键核心技术的研发力度,提高自主创新能力加大国家及各级地方政府科研投入,重点加强对船用氢燃料电池推进技术工程化的关键核心技术研发:高效率、高可靠和长寿命的氢燃料电池电堆船用化技术;高安全性、高储氢密度、高存储释放可逆、补给便捷的船用氢源技术;高紧凑、智能化的大功率氢燃料电池系统集成技术。

此外,在以企业自主创新为核心的基础上,强化产学研合作,整合行业的优势技术资源和产业链资源,打造技术一流的研发团队和技术领军人才,提高自主创新能力。

3.开展法规规范的符合性研究,建立燃料电池船舶法规规范以国家相关规定为准绳,联合国家海事局相关部门,重点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安全性分析研究和氢燃料电池船舶风险评估规范研究,逐步建立和完善氢燃料电池船舶法规规范。

4.开展示范运行,推广市场应用进程以生态优先绿色发展为引领,实现内河–近海–远洋的逐步示范推广。

在示范运行中,对装置可靠性、安全性、环境适应性等进行系统考核,推广自主研发的装置,加快氢燃料存储、补给配套设施建设。

为在全国范围的示范积累经验,尽快推动船用氢燃料电池推进技术向产业化方向迈进。

5.开展国际合作,推进我国技术核心竞争力围绕船用氢燃料电池推进装置技术战略定位与发展目标,积极开展和各相关国际机构、组织、企业的合作,积极开展双边或多边国家政府间的合作。

全面提升国际科技合作的质量,增强我国在船用氢燃料电池推进装置的科技创新能力和核心竞争力。

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