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燃料电池在未来船舶上应用前景

日期:2020-03-24    来源:国家船舶网

国际新能源网

2020
03/24
09:59
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关键词: 氢能源船舶 氢燃料电池 氢能源

随着氢燃料的时代来临,船舶专家们继续探索化石燃料的替代品,以满足产业多样化和发展的需求。

ABB船舶与港口事业部专家KlausVanska和SamiKanerva认为,挑战在于帮助客户了解各种备选方案,以及根据需求选择最佳方案,这是一项非常复杂的工作。首席高级研发工程师Kanerva说:“我们需要根据地区、市场需求、运营和交易模式等,选择不同的燃料。”

多样性是关键

Kanerva指出,要实现国际海事组织(IMO)到2050年至少将船舶温室气体排放量减半的目标,航运业需要考虑多种未来燃料来源。“只有一或两种燃料无法满足需求,每种替代燃料都有自己的市场和用途,”Kanerva说。

这一范畴内,Kanerva和Vanska提出了生物柴油,从废物等生物质中炼油、以及太阳能、海浪和风能等可再生能源。全球业务发展经理Vanska说:“我们可以借助多种可再生能源产生的电能,通过分子分解来制造氢气。也可以生产合成燃料、氨、甲烷或甲醇。目前,这些燃料在很大程度上是以化石燃料为基础生产的,但所有这些燃料在未来都能成为可再生能源。”他补充说,通过各种可再生能源制造燃料的成本可能是相似的。“区别在于它们的使用方式和可获取性。”

将电力转化为推进力

两位专家都认为,尽管在大多数情况下需要改造发动机,但成熟可靠的内燃机仍可燃烧几种替代燃料,例如燃料电池。

Vanska指出,燃料电池能够相对容易地与现有的船舶传动系统连接。“燃料电池系统具有高度可扩展性。现代船用驱动装置已经是电动的,因此只需更换电站。”

我们可以收集可再生能源产生的电力,并利用它分裂分子并产生氢。

Vanska和Kanerva一致认为,公众没有充分关注替代燃料的可行性。Kanerva说:“今天有一些现实的例子可以为其他人指明道路。”他引用了Nikola汽车公司的计划:通过风力发电站和太阳能发电站生产氢气,然后将其作为他们的卡车燃料。“Nikola概念不仅可行,而且在不久的将来在价格上具有竞争力。”

改变带来挑战

尽管如此,两人还是指出,所有的替代燃料都有其固有的挑战。“例如,氢的能量密度较低,液化氢的运输和储存需要很低的温度,”Kanerva说。“氨具有很强的腐蚀性,也需要冷藏,而甲醇有毒。每种燃料都有其自身的运输和储存技术要求。没有直接的一揽子解决方案。”

他们报告说,有几个国家正在进行氢研究,每项研究都符合其特殊应用情况。“阿联酋宣布使用太阳能生产氢气,而冰岛则使用地热能。但是,每一个国家都必须解决将能源输送到使用地点的问题。”

没有万能的解决方案

Kanerva和Vanska都认为,燃料电池和蓄电池的组合可能会成为一种可行的船舶电力解决方案,使用蓄电池来进行短距离航行,而长距离航行则依赖燃料电池。他们还认为,燃料电池很适合无人航运。“由于机械动力系统的维护要求,今天的推进系统还没有为无人航运做好准备,”Kanerva说。“但是燃料电池非常适合,因为它没有活动部件,几乎不需要维护。这使得它们非常适合整体的无人航运解决方案,因为它们可以在不需要现场人工干预的情况下长时间运行。”

从时间角度来看,寻求替代燃料解决方案处于示范阶段。“法规正在推动对替代方案的研究。早期尝试者们和研发项目正在指明方向,比如世界各地的渡轮项目,”Vanska说。人们对于燃料电池技术在邮轮行业的应用可行性越来越感兴趣,其第一步应用是给港口和酒店提供零排放电力供应。“随着法规的制定,我们应该可以看到一些替代燃料解决方案在航运中的实际应用,可能最早在2025年就能实现。”


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