观点｜陈平：氢动力船舶发展未来可期

问：目前，全球范围内正掀起一股“氢能热潮”，世界主要发达国家、知名企业和机构等纷纷行动，加紧布局。站在从业者的角度，您如何看待当前氢动力船产业的发展？

答：谈氢动力船产业发展，不能抛开氢能产业发展的大环境。从全球范围看，世界各国对于视氢能产业的发展日益重视。在国内，对于氢能的发展亦是如此。2021年10月,中共中央、国务院印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,要求统筹推进氢能“制储输用”全链条发展；《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》明确，加快氢能技术研发和示范应用，探索在工业、交通运输、建筑等领域规模化应用；2022年3月,国家发展和改革委员会发布《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,首次将氢能产业列入国家中长期能源发展规划并出台单独文件，将氢能定位为国家未来能源体系的重要组成部分……这一系列举措，无不印证着氢能产业发展正迎来一个快速发展期。

作为一名从业者，我个人也深切地感受到，自国家提出“3060”目标后，国内氢能产业进入了发展的“快车道”，已经从实验室基础研发逐渐走向了产业化规模应用。但是，我们也应认识到，目前虽然国内氢能产业快速发展，但仍处于发展的初期，技术上、应用上仍存在着各种各样的问题等待我们去解决。

问：这一领域，有哪些明显的特征？我们有哪些发展机会？

答：对于国内氢能行业的发展现状，我觉得有两个明显的特征：

一是氢能行业正处于一个快速发展的窗口期。在国家出台氢能发展一系列指导文件后，各地氢能产业政策密集出台，近30个省份及直辖市发布氢能发展相关政策方案。根据统计，国务院国资委监管的97家中央企业中，已经开展氢能相关业务或者开始布局的达到43家。与此同时，大型民营企业布局氢能的积极性也非常高。

二是从总体上看，中国氢能产业目前仍然处于发展初期，也就是说，还远没有进入产业发展的快速增长期，离进入发展成熟期还需要较长时间。氢能产业定位仍存在不明朗的地方，例如氢气目前仍是纳入危险化学品范畴进行管理，对氢能产业在中国快速发展构成了很大制约；氢能产业成本仍较高，产业竞争力不足；氢能产业链的部分关键零部件和产品技术与国外先进技术存在一定差距，仍存在技术瓶颈；行业相关技术标准还不完善，涉及氢品质、储运、加氢站和安全等内容的技术标准较少；一些地方盲目布局、重要企业一拥而上，抢热度，蹭热点，没有扎实做好技术创新的“基本功”，对整个氢能产业的长远发展容易造成不利影响。

至于发展机会，我认为，从总体上看，中国的氢能行业与国外相比，有着更大的发展机会：首先是氢能上升为国家战略，全国一盘棋，有着风电、光伏等产业发展的成果经验，氢能也能够走出自主发展的道路；其次是中国有完整的工业体系，产业链完整，同时又是世界最大的制氢国，能够为氢能产业发展提供必要的工业基础。未来中国氢能的发展要以关键核心技术和装备攻关为抓手，尽快破除制约氢能大规模开发利用的技术瓶颈；通过引导投资搭建创新平台，鼓励投资机会，不断创造市场需求，加速氢能产业链的发展；完善氢能产业标准体系，加强标准的研究与制定，提高政策支持的精准度，增强标准的有序和有效供给；加强开放共享，氢能上下游联动发展，带动产业链整体提升。

以上这些都是氢能产业的共性，包括氢能在水上交通领域的应用，也是面临同样的问题。

问：国家电投集团近年来不断加紧氢能产业的布局，并且开始进入氢动力船领域，这是基于什么考虑？

答：国家电投集团通过构建可再生能源发电与氢能供给的“电—氢体系”，在供给侧推动可再生能源规划发展，在消费侧实现交通、分布式供能等领域的化石能源替代，以有力推动能源时空转型和区域平衡，保障国家能源供应，实现碳中和。

近年来，从全产业链布局的战略高度出发，国家电投从能源线和产品线两方面统筹氢能业务发展。在能源线方面，协同推进可再生能源发电与制氢、加氢站建设及氢能综合利用。在产品线方面，布局可适用于风光制氢的质子交换膜制氢装置，加大燃料电池关键核心研发与产业化等，覆盖了从科技研发、产品到市场转化的完整产业链。

2017年5月，国家电投集团在能源央企中率先成立首家氢能专业化子公司——国家电投氢能科技发展有限公司（以下称“国氢科技”），专注于燃料电池研发、多应用场景的氢动力系统开发、先进储能技术研究与产品开发等。成立5年间，国氢科技围绕燃料电池的八大关键部件逐个攻关，实现了从材料到零部件再到燃料电池电堆和系统的全线自主化。

进入船用燃料电池领域正是国家电投集团氢能技术应用的具体体现。事实上，在国家电投之前，国内其实已经有相关单位开展了船用燃料电池的开发工作。但是与之不同的是，我们开发船用燃料电池系统并非为了展示或者单纯的研发实验，而是瞄准了市场的需求去进行产品研发，我们开发的百千瓦级船用燃料电池系统就是为了适应国内内河主流船型。这也是国家电投集团首次涉足船用燃料电池领域，是我们继商用车、无人机、铁路机车后，在拓展燃料电池应用领域的一个新的尝试。可以说，我们进军氢动力船领域，是水到渠成，是作为国家能源主力军为扩大行业服务范围的又一举措。

问：2022年6月，国氢科技开发的FCPS-S120船用氢燃料电池发电系统获得中国船级社（CCS）颁发的型式认可证书，这则消息受到业界人士高度关注，这对于国氢科技意味着什么？

答：这是国内首台获得CCS型式认可证书的百千瓦级船用氢燃料电池发电系统，这标志国氢科技在氢燃料电池技术应用领域取得新的突破，为我们进军氢动力船领域夯实了基础。未来，这一系统将应用于内河千吨级主力船型，对我国内河航运绿色发展将是很好的助力。

问：这一系统有哪些主要特点？

答：国氢科技氢腾FCPS-120燃料电池发电系统在技术上具有以下特点：  

一是环境适应性高。针对内河及近海环境中的高湿热、高盐雾、高可靠性的应用需求，同时考虑了船舶在极端低温环境下-25℃下的供电需求，在零部件选型、集成工艺、系统设计上进行特别考虑，在系统控制策略上对系统快速热机、运行参数敏感性、故障处理、氢安全等方面做了优化设计，在盐雾、绝缘、倾斜和摇摆、振动、电网能源波动等相关可靠性方面做严格试验验证。   

二是衰减小寿命长。针对燃料电池电池衰减现象，依据膜电极衰减机理及特性、双极板腐蚀变形机理及特性，定量分析燃料电池发电系统运行过程不同参数对电堆衰减的影响，对氢空界面、开机吹扫、停机吹扫、余氢放电、氧气消耗、高电位、循环电位、氢饥渴等现象从机理研究到控制策略优化做了创新性优化设计。

三是氢电安全性高。针对船舶应用场景，在管路布局、电气绝缘设计、材料选择等方面进行了高标准的安全性设计；在氢气安全方面，基于气瓶、阀组、氢气浓度等集成式供氢系统，进行了通讯和硬线控制冗余设计；在燃料管路保护上，氢气采用双层防护管，并用惰性气体氮气进行管路吹扫保护，并对存在氢气泄露可能性的空间设置强制排风系统；在氢气管路上主要位置进行接地，防止静电集聚等。

四是管理智能化。针对燃料电池发电系统的运行状态，运行数据可自动上传至数据中心，可进行远程故障诊断和健康状况分析，能够比较灵活和及时的制定更合理的保养维护方案。

在前年的时候，国氢科技与中国船舶重工集团公司第七〇四研究所、北京航空航天大学宁波创新研究院、中国船级社浙江分社等六家单位签署了氢燃料电池动力船舶联合开发示范合作的协议，携手共同推动氢燃料电池动力船舶在长三角地区内河货运应用场景示范推广以及长三角地区内河加氢基础设施建设，而国氢科技氢腾FCPS-120燃料电池发电系统的推出，正是对此前这一战略合作的最好回应。

问：从技术层面来看，国内氢力动船行业存在的短板主要表现在哪些方面？  

答：我觉得目前制约氢动力船舶发展的主要因素是在能源的补给与存储方面：补给主要指港口加氢站建设以及氢气加注方面的问题；存储主要是指船舶氢气存储技术，因船舶有续航力长、氢气耗量大、环境因素复杂、安全要求高等特点，船用氢气存储技术应用尚不成熟。

除此之外，氢能船舶方面的标准仍有多方面不同程度的缺失，目前公布的法规仅有《氢燃料电池动力船舶技术与检验暂行规则》，其中主要是对船舶本体涉及氢能相关的技术进行的要求，对其它领域没有要求。

因此，未来想要发展氢能船舶，我觉得除了燃料电池本身技术上的完善与改进，还需要对船舶加氢站建设规范、管路连接方式、加注技术标准、船上供氢系统、安装区域要求、管道和通风标准、安全操作等多个方面作出相应的标准规范与技术要求。

问：氢动力船整个产业链涉及的领域众多，您觉得国内应在哪些方面需要继续发力？

答：首先是燃料电池系统及本身技术上的攻关与进步，从系统的可靠性、安全性、耐久性、环境适应性等方面下功夫，不断提升燃料电池系统的性能。其次是燃料电池系统涉及的上下游相关系统，包括储氢系统、电气系统等技术攻关，做到整个燃料电池动力系统的最佳匹配。第三是船舶相关设施配套的完善，特别是加氢设施的统筹考虑。最后是整个氢燃料船舶领域法规与标准的建立与完善。这些都是氢动力船进入产业成熟期之前必须攻克的，个人预测，这个周期可能需要大约5-8年的时间。

问：未来，公司期待在哪些方面与中国船级社强化合作？希望中国船级社在行业中发挥怎样的作用？

答：在中国船级社的大力支持下，国家电投集团完成了全国首台百千万级船用燃料电池发电系统的开发和型式认可，这为双方后续深化合作奠定了坚实的基础。后续，期待与中国船级社在绿色船舶领域进行更深入的合作与交流：一是船用燃料电池系统的研发，希望中国船级社能够给予更多的专业性的指导意见，帮助我们企业更够更深入地理解船舶行业及相关标准；二是希望中国船级社能够协助整个绿色船舶行业能够积极合作，努力打通上下游产业链，打造产业联盟，促进绿色船舶行业实现高质量发展；三是希望中国船级社能够牵头明确行业相关法规标准，为企业提供明确的指导方向；四是未来国氢科技将继续加大投入，加强与市场应用衔接，与中国船级社携手各方共同打造氢能产业生态，推动我国氢能产业高质量发展。

陈平简介