陸上新能源汽車以電驅(qū)動,水上內(nèi)河航運則迎來氫能綠色轉(zhuǎn)型新路徑。
5月12日,記者從上海市科委了解到,由華燦科船舶技術(shù)(上海)有限公司(以下簡稱“華燦科”)牽頭、數(shù)十家單位參與研制的全球首艘“氫內(nèi)燃機+有機液態(tài)儲氫”動力系統(tǒng)示范船舶已計劃開工建造,預計將于2026年內(nèi)完成下水。這意味著,作為綠色交通轉(zhuǎn)型的重點和難點,內(nèi)河航運已經(jīng)突破了氫能應(yīng)用的難點,第一次走到了整船驗證的臨門一腳。
上海市科委一級調(diào)研員劉文波介紹,“氫內(nèi)燃機+有機液態(tài)儲氫”這一創(chuàng)新技術(shù)路線,建立在大量的前期調(diào)研及投入之上,既響應(yīng)了國家的“雙碳”目標,又具備良好的產(chǎn)業(yè)前景和商業(yè)價值,有望引領(lǐng)內(nèi)河航運綠色低碳發(fā)展方向。
破解儲運效率難題 助力氫油上船
儲運是氫能利用的主要堵點之一。以往氫氣運輸通常通過高壓氣瓶或是超低溫液氫運輸、儲存,成本高,安全要求嚴苛。例如車載儲氫罐需要數(shù)百個大氣壓的壓強,加氫站的投資則可達普通加油站的數(shù)倍。
而有機液態(tài)儲氫這一技術(shù)解決了氫能儲運的成本與安全問題,使氫能不再“上船難”。該技術(shù)將氫溶解于具備特定化學性質(zhì)的液態(tài)有機物中,通過可逆的化學反應(yīng),實現(xiàn)氫的儲存和釋放。儲氫的液態(tài)有機物又稱“氫油”。在演示視頻中,記者看到,和一般燃料不同,在室溫狀態(tài)下,無論是未儲氫的黃色氫油,還是儲氫后無色透明的氫油,都無法用打火機點燃。
華燦科總工程師袁毅說,項目使用的氫油不易揮發(fā),無毒無害,可在常溫常壓下存儲、運輸,甚至可利用汽油、柴油設(shè)備實現(xiàn)共站加注,極大降低氫能基礎(chǔ)設(shè)施的成本。
該技術(shù)大大提升了儲運效率。30噸載重的貨車使用氫油能一次運輸1.5噸氫氣,是舊有運輸方式的3倍?!罢w計算下來,氫能源的運輸成本能夠降到與柴油等化石能源差不多的水平?!痹阏f。一艘長約45米、寬近9米的800噸級內(nèi)河船舶,只需要14噸氫油和體積相當于40平方米普通房間的氫能動力系統(tǒng),就能航行1000公里,約等于從上海到武漢的長江航道里程。而如果采用電池供能,所用的電池體積將有數(shù)個集裝箱之多。
船只可以方便地在港口卸下已脫氫的氫油,重新加注含氫氫油,而脫氫氫油在加氫后又可重復利用?!皻溆偷募幼⒄揪拖裥履茉窜嚨摹畵Q電站’一樣,只不過更換不是固態(tài)的電池,而是液態(tài)的氫油。”華燦科董事長王達夫說。目前,上海已設(shè)立了用于測試航線的氫油加注點,未來將先在上海本地、后在航道沿途增設(shè)加注點。
氫油上船之后,需要通過加熱脫氫獲得氫氣。氫內(nèi)燃機燃燒氫氣發(fā)電、為鋰電池補能,再通過電機驅(qū)動船舶,原理類似新能源增程式汽車。由于該技術(shù)采用的氫油脫氫只需要約200℃的溫度,華燦科創(chuàng)造性地利用了氫內(nèi)燃機工作產(chǎn)生的尾氣廢熱來“回爐”取氫,減少了脫氫環(huán)節(jié)的能量浪費,進一步提高了氫能的利用效率。
岸上1:1系統(tǒng)驗證 加速技術(shù)落地
船舶新技術(shù)從陸上驗證到實船應(yīng)用往往周期漫長,或需跨越數(shù)年至十數(shù)年。為了縮短技術(shù)驗證和投入應(yīng)用的周期,華燦科與上海電氣無錫紅旗船廠合作,共同建設(shè)了一套“新能源船舶岸基綜合試驗測試平臺”(以下簡稱“岸基測試平臺”)?!捌脚_按1:1實船設(shè)備裝置規(guī)范要求搭建,并通過了上海市氫能利用工程中心相關(guān)安全評估。”袁毅介紹。

岸基測試平臺能夠全面驗證和優(yōu)化氫電船動力系統(tǒng),擺脫了耗時漫長的舊有路徑。華燦科·紅旗船廠全球首套“氫內(nèi)燃機+有機液態(tài)儲氫”動力系統(tǒng)在2026年3月聯(lián)調(diào)聯(lián)試一次成功。目前我國內(nèi)河航運船舶動力系統(tǒng)以柴油內(nèi)燃機為主,新能源滲透率極低,該成果將滿足對新能源解決方案的高效研發(fā)和推廣需求。
記者了解到,岸基測試平臺將持續(xù)助力研究實現(xiàn)船用動力系統(tǒng)及設(shè)備小型化、輕量化、標準化。袁毅介紹,模塊化的氫動力系統(tǒng)能夠方便地在舊有船只的設(shè)計基礎(chǔ)上改裝,大大提升新能源拓展的效率?!霸摮晒麨閮?nèi)河及近岸散貨船、工作船的綠色低碳升級提供了成熟可復制的技術(shù)方案,也為后續(xù)規(guī)?;痉哆\營、行業(yè)標準制定及產(chǎn)業(yè)化推廣奠定了堅實基礎(chǔ)。”劉文波說。
“在平臺測試和驗證中,我們完整采集了這套氫動力系統(tǒng)的全鏈路數(shù)據(jù),為下一階段的合規(guī)性取證和上船試航提供可靠依據(jù)?!痹阏f,“下一步,我們將在已有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,建立AI算法模型,打造船舶動力系統(tǒng)和智駕系統(tǒng)一體化平臺。未來,岸基測試平臺還能開放給其他相關(guān)項目使用。”
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