“氢舟”待过万重山
继氢能汽车之后，氢能船也来了。近日，我国首艘内河氢燃料电池动力船“三峡氢舟1”号成功首航，标志氢燃料电池技术在内河船舶应用实现零的突破，也意味着“氢化长江”迈出实质性步伐。可以说，“氢舟”问世对加快船舶业绿色低碳发展具有示范意义，但就此断言“氢舟”已过万重山还为时尚早，绿色船舶之旅路途漫漫。
相对于推广多年的氢燃料电池汽车，氢能船还是新事物。氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，应用氢燃料电池技术，是未来船舶动力装置的重点方案之一。“三峡氢舟1”号靠氢燃料电池提供主要动力，巡航航速每小时20公里，续航里程可达200公里。氢燃料电池运行中，可将氢气和氧气的化学能直接转换成电能，不发生燃烧，发电效率更高，反应产物为水。相比传统燃油动力船舶，具有无污染、可再生、高效率等优势。
氢能船有了，氢气从何而来？早在2021年，中国三峡绿电绿氢示范站项目在三峡工程下游杨家湾码头正式启动建设。这是国内首个内河码头型制氢加氢一体站，可以一站式完成氢气的制备和加注。该示范站利用三峡水电站发出的绿电，进行电解水制氢，再将制备的氢气经压缩、储存、加注后，直接供给氢能源船舶，实现自给自足，提高供氢效率。
与氢能汽车相比，给船加氢并不那么容易。氢能车加氢主要依靠加氢枪，氢气加注时间短，但船舶加氢加注量大，且持续时间长。此外，由于船在泊岸状态存在晃动，加氢机与船舶充氢口距离难以完全固定，同时受季节性水位落差和强风影响，垂直距离也会存在偏差，陆用加氢枪无法直接复制给船舶使用。为在确保安全的前提下，更加精准、快速地给船舶充氢，示范站创新使用折叠机械臂牵引高压软管的加氢方式，解决了“氢舟”用能需求。
“三峡氢舟1”号成功首航具有里程碑意义，为氢燃料电池动力船在国内商业应用提供了实船示范，但离大规模推广还有一定距离。与油气燃料相比，绿氢生产使用成本偏高，配套基础设施不足，加氢环节存在高落差船岸对接、大容量短时间动态加注等技术难点。诸多发展中的新问题、新挑战有待解决。
航运业绿色转型，是达成碳中和目标的关键环节。全球90%的贸易活动由航运业完成，国际海事组织2020年的数据显示，全球航运业每年排放的二氧化碳、甲烷等温室气体，已超过10亿吨，该数值接近全球人为活动碳排放总量的3%。若不及时加以控制，预计2050年全球船舶碳排放量将飙升150%至250%，占全球碳排放比重增至18%。
据估算，交通运输领域碳排放量约占我国碳排放总量的10%，随着经济总量不断提升，还将面临持续增长的压力。相对于渗透率快速提升的新能源汽车，船舶的“脱碳”节奏则更为滞后。近年来，从中央到地方，都陆续出台了一些鼓励航运绿色发展的政策。比如，《三峡通航管理办法》对使用岸电的船舶给予优先过闸，为船舶污染物减排作出了较大贡献。但总体看，航运业低碳发展仍处于起步阶段，加快推进该领域低碳转型尤为迫切。
绿色船舶是未来发展方向，也是国家的战略需求。用低碳能源动力替代传统燃油推进，是船舶业破局的重要路径。目前，水运船舶燃料以燃料油和柴油为主，甲醇、绿氢、绿氨、锂电等清洁能源受技术、成本和基础设施制约，仍处于探索或示范阶段。其中，氢燃料的瓶颈主要在于储存、运输以及安全等方面；氨燃料泄漏则会产生有毒气体，且氨燃料燃烧利用率不高。与电动汽车和电动飞机类似，受能量密度限制，动力电池更适合在短途和轻型船舶上应用。
航运业低碳转型，需要更多像“氢舟”一样的绿色船舶。由于目前没有一种更完美的替代技术，在可预见的未来，航运业减排将呈现多种动力技术并存的局面。只要我们加大资金投入支持技术创新，出台政策鼓励绿色船舶替代，一定能看到“氢舟”已过万重山的那一天。