葉東浩：燃料電池在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用與挑戰(zhàn)
圖為中國(guó)船舶重工集團(tuán)第七一二研究所燃料電池事業(yè)部副主任葉東浩做主題演講
日前，由中國(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)、電池中國(guó)網(wǎng)聯(lián)合主辦的“2021氫能與燃料電池技術(shù)及應(yīng)用國(guó)際峰會(huì)”在淄博舉行。中國(guó)船舶重工集團(tuán)第七一二研究所燃料電池事業(yè)部副主任葉東浩做了題為“燃料電池在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用與挑戰(zhàn)”的報(bào)告。
以下為報(bào)告實(shí)錄：
葉東浩：各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家、各位同仁下午好，我今天報(bào)告的題目是燃料電池在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用與挑戰(zhàn)。
之前，很多同仁都報(bào)告之前一般對(duì)于汽車，然后近在幾年才開(kāi)始有發(fā)展。我報(bào)告主要分四方面，第一是相關(guān)背景、第二是國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，第三是現(xiàn)在典型燃料電池項(xiàng)目，和最后燃料電池船舶真正上船所面臨的挑戰(zhàn)。
說(shuō)到碳中和和碳達(dá)峰在很多領(lǐng)域都有，在船舶領(lǐng)域也是未來(lái)非常重要的綠色可持續(xù)發(fā)展的方向。這里涉及到海外，當(dāng)然也有海，目前國(guó)家也有政策，但是在內(nèi)河加大氫能源和可再生資源推廣力度，其中一個(gè)是純電力船，還有鋰電船，現(xiàn)在已經(jīng)在運(yùn)行。整個(gè)航運(yùn)的減排的總體思路，以低碳清潔能源為核心，包括鋰電池混合動(dòng)力，配能耗比較好的船體的優(yōu)化設(shè)計(jì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)綜合的減排。這是我們分析國(guó)內(nèi)燃料電池真正適用船的鋰電池。其實(shí)真正涉及到船用，主要是質(zhì)子交換膜他的基本原理不細(xì)說(shuō)，基本上大的層面差不多。
這里面給出他們之間的區(qū)別，質(zhì)子交換膜主要用于船的話，溫度低、啟停快、效率高，比較適合遠(yuǎn)洋的船舶功率可以做的很高，目前在國(guó)外很多工作還有待優(yōu)化。船用燃料電池系統(tǒng)組成，主要包括燃料電池模塊、供氫等這幾個(gè)模塊，具體的設(shè)計(jì)跟車有很大的不同。
我們整個(gè)使用燃料電池船舶噪聲改善港口環(huán)境以及提高船舶舒適度有比較好的需求。國(guó)外歐洲和日本他們發(fā)展比較迅速。
二、國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀。整個(gè)燃料電池項(xiàng)目有20余項(xiàng)，涉及的功率500千瓦左右。這是德國(guó)的首搜游船，他里面涉及鋰電池以及對(duì)應(yīng)的48千瓦的電堆這是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物照片。這個(gè)是運(yùn)營(yíng)方是美國(guó)的就近山灣船廠，這個(gè)船原來(lái)設(shè)計(jì)的時(shí)候，上面用液體的方案，最后公布出來(lái)是氫燃料電池它整個(gè)是船長(zhǎng)70英尺，這是另外一個(gè)應(yīng)用案例，這個(gè)技術(shù)瓶頸還沒(méi)有突破，我們現(xiàn)在在關(guān)注這個(gè)事情。
在國(guó)內(nèi)我們712所是從事艦船電力推進(jìn)系統(tǒng)及化學(xué)電暈研制的專業(yè)研究所。和燃料電池充電站現(xiàn)在也進(jìn)行示范，還有儲(chǔ)運(yùn)的問(wèn)題。
船我們做的比較大的功率200千瓦500千瓦大的功率，我們計(jì)劃每年完成綠色船舶，我們做的鋰電也虧本，做了船舶也虧本，為了促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展，我們也在做，在山東青島有一些后續(xù)的工作事項(xiàng)。這是我們開(kāi)發(fā)的500千瓦的模塊，這是對(duì)應(yīng)的電堆，跟車用不一樣，車用原來(lái)是60、80，但是船用不追求大功率的電堆，并且在船發(fā)生故障時(shí)候，也不影響船在水里航行的問(wèn)題。
這里同時(shí)也考察了目前上傳的各種氫能源的技術(shù)，包括液氫、還有艦船合金，包括有機(jī)液體儲(chǔ)氫，最后給出幾個(gè)對(duì)比，他們給出幾個(gè)參數(shù)以及適合的領(lǐng)域。多種氫取決于船型的大小，以及船的應(yīng)用場(chǎng)景。
下面我報(bào)告一下我們正在做的船，第一個(gè)是一套燃料系統(tǒng)，這是長(zhǎng)江海運(yùn)那邊建造，整個(gè)船設(shè)計(jì)航速28公里每小時(shí)，這個(gè)船是比較快的速度，燃料電池是500千瓦，這個(gè)是一個(gè)效果圖。
這是對(duì)應(yīng)采取的加氫方式，現(xiàn)在有幾種，我們選的是氨氫加注方式，鑒于目前的形勢(shì)，我們實(shí)行了場(chǎng)館的拖車，這是我們目前開(kāi)發(fā)出140千瓦的燃料電池系統(tǒng)的集成。第二個(gè)船是揚(yáng)州試驗(yàn)船，這個(gè)看起來(lái)比較老舊，把整個(gè)里面的動(dòng)力換掉，主要考驗(yàn)船的適應(yīng)性和安全性，這是一個(gè)在船上的加氫，這個(gè)應(yīng)用比較簡(jiǎn)單。
最后報(bào)告一下，712所氫能燃料電池產(chǎn)研基地，我們總投資有5億元，這是我們過(guò)去拿到了燃料電池船舶應(yīng)用認(rèn)可證書，以及我們具備整個(gè)船用的發(fā)動(dòng)機(jī)組變動(dòng)機(jī)組整個(gè)船用測(cè)試。
應(yīng)用挑戰(zhàn)，第一是我們真?zhèn)€法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)有挑戰(zhàn)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)相關(guān)燃料電池相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)都在吃和固定移動(dòng)式電站，在船上沒(méi)有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，希望我們中國(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)氫能燃料電池分會(huì)能夠推進(jìn)相關(guān)的制度建設(shè)。
第二是壽命和成本離商業(yè)化尚有一定距離，但是船用這樣遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，所以在耐久性方面有待于提升，而且在成本方面，如果一旦上船用的話，最短是八年和十年，成本和壽命對(duì)于我們目前來(lái)說(shuō)不可接受地
第三是氫制儲(chǔ)運(yùn)相關(guān)的措施。
第四是缺乏配套。
第五是目前示范運(yùn)營(yíng)有待加強(qiáng)，目前在標(biāo)準(zhǔn)修訂方面，包括國(guó)家政策方面都沒(méi)有相關(guān)的政策。
最后拋磚引玉給出幾個(gè)建議，第一需要我們中國(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)或者是氫能燃料電池分會(huì)，制定規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。
第二燃料電池船舶化應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和開(kāi)發(fā)。前一段時(shí)間拿到車用直接上船應(yīng)用，最后發(fā)現(xiàn)其實(shí)好多沒(méi)用，主要是試用沒(méi)法直接拿來(lái)用到船舶上面。
第三希望通過(guò)今后的協(xié)會(huì)平臺(tái)，做成制儲(chǔ)運(yùn)用氫能產(chǎn)業(yè)鏈。
最后是希望國(guó)際合作，報(bào)告完畢。謝謝。
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