動力船完成設計開發,正式進入實船建造階段。
為貫徹落實國家“雙碳”戰略,長航集團多年來長期關注氫能產業發展,多次開展內河氫動力船舶及氫能產業發展調研及座談,所屬武漢長江船舶設計院有限公司作為國內知名專業船舶設計研究單位,在新能源及清潔能源船型開發方面深耕多年,積累了豐富的經驗和業績,已經預研多型氫燃料電池動力船舶。“三峽氫舟1號”項目的設計開發,是長航集團緊緊抓住船舶行業動力“綠色、智能”轉型發展機遇,突破氫燃料電池實船應用的關鍵技術而形成的燃料電池船舶實踐項目,能較好地引領氫能源技術在內河船舶上發揮示范作用,是實現國家“碳達峰、碳中和”發展路徑的又一積極探索。
“三峽氫舟1號”由中國長江電力股份有限公司投資建造,長航集團所屬武漢長江船舶設計院有限公司總體研發設計,采用中國船舶重工集團公司第七一二研究所開發的氫燃料電池和鋰電池動力系統,通過了中國船級社武漢規范研究所設計審圖,該船交付后由長江三峽通航管理局用于三峽庫區及兩壩間交通、庫區巡查、應急等工作。
該船是一艘以氫燃料為主并輔以磷酸鐵鋰電池動力的雙體交通船,總長49.90m,型深3.2m,設計吃水1.85m。采用全回轉舵槳推進,氫燃料電池額定輸出功率500kw,最高航速達到28km/h,巡航航速20km/h時的續航里程可達200km,取得中國船級社燃料電池-動力 1、綠色船舶-3、能效設計-3、智能船舶(智能機艙)等附加標志。
航運業未來燃料:氫,你真的了解嗎?
零排放聯盟(The Getting to Zero Coalition)致力于在 2030 年之前讓商業上可行的零排放燃料驅動的船舶投入運營來加速航運脫碳,從而使航運可以順利走上到 2050 年全面脫碳的道路。在航運業探索未來的零碳燃料時,專家們普遍認為,零碳或低碳的氫基燃料將在中長期發揮關鍵作用。
關于氫燃料
根據氫能委員會的說法,由于生產過程的不同、原料的不同,目前有三種不同類型的氫,分別為綠氫、藍氫和灰或黑氫。“綠氫”是由可再生電力電解水制氫;“藍氫”是由天然氣通過蒸汽甲烷重整(SMR)結合碳捕集與封存(CCS)生產的;“灰氫”“黑氫”是由化石燃料通過蒸汽甲烷重整(SMR)過程生產的。目前世界上95%的氫燃料來自于化石燃料,而近期最便宜的零排放氫燃料來自于使用可再生電力(風能和太陽能)電解水制造而成。
氫燃料的機遇與挑戰機遇:
(1)靈活:氫氣的獲取可以是多樣的,不需要穩定的供應。氫氣可以在某些情況下與天然氣和氨氣混合進行運輸和使用。
(2)可擴展性:生產綠氫時,原料供應方面沒有限制,降低可實現能源轉型的可再生能源電力的成本,進而推動綠氫的成本下降。
挑戰:
(1)由于生產成本、港口位置和運輸方式,整體定價方法可能會有很大的變化。
(2)綠色氫的部署很大情況下取決于該地區對于氫燃料的制定標準,以及解決安全問題的能力。
氫燃料經濟問題
能源轉型委員會(ETC)最近一份報告顯示,在能源系統的基本轉型中,本世紀中期全球對零排放氫氣的總需求約為每年5億至8億噸,比現在的產出大5至7倍。零排放的氫燃料和氨燃料將占2050年凈零經濟中最終能源需求的15%-20%。
根據能源轉型委員會副主任Ita Kettleborough的說法,綠色氫燃料將是長期脫碳的主要途徑,可再生能源價格將會下降,電解器的支出也會減少,成本得到了很好的控制。同時,隨著碳捕集與封存(CCS)方面的進展和對低泄漏率的有效評估,藍氫將在這一過渡中發揮作用。根據不同的情況,到2050年,藍氫可能占氫燃料生產的5%到25%。
隨著所有行業對氫燃料需求的增長,運輸將在連接生產、儲存和最終使用方面發揮重要作用。氫燃料可以以氣體、液體或能量密度更高的載體(如氨或甲醇)的形式進行運輸。它可以通過卡車小批量運輸,通過管道運輸,或通過船舶遠距離運輸。總體價格也由當地的可再生能源電力供應和電解器的成本決定。
氫燃料的成本和區域延展性
氫燃料成本包括運營成本和生命周期成本。最常用的化石燃料制氫的成本約為1-1.50美元/公斤氫。到2030年,假設生產規模擴大,運輸基礎設施充分發展,氫燃料可以從澳大利亞、智利或中東等地運到需求中心,成本為2-3美元/公斤,生產點的成本將更低。
清潔燃料氨協會代表董事Shigeru Muraki解釋說,市場規模的擴大可以推動成本下降。為了提高競爭力,液態氫需要通過試點和示范來擴大100倍的規模,以促進商業使用。
在網絡研討會上,Ita Kettleborough指出,生產和運輸的成本將影響氫燃料的成本。生產成本由原料成本驅動,也就是可再生能源的成本。運輸成本將取決于運輸方式,只有在長距離的情況下才具有成本競爭力,并且需要將氫氣,轉換為液態氫、氨或者甲醇。
地理環境將在最終成本中發揮重要作用。氫經濟的早期和具有成本效益的發展最好發生在產業集群內,這些集群可以降低投資風險,支持氫生產和使用的同步和相互促進的發展。
Ita Kettleborough總結說,這將創造一個新的地理劃分和視角,把焦點放在具有高可再生能源潛力的國家。一個例子是 “全球綠色目標伙伴”(P4G)和 “零排放聯盟”之間的合作,利用P4G平臺,讓印度尼西亞、墨西哥和南非的利益相關者和公司參與進來,共同確定向零排放航運過渡的具體、可操作的商業機會,從而促進P4G伙伴國家的可持續和包容性經濟增長。
總結來看,到本世紀中期,零排放氫燃料需求將持續增長,預計將至少增加 500%。綠氫受可再生能源的價格的影響很大,很大程度上決定了氫燃料的價格。最便宜的綠氫將在可再生能源最便宜的地區生產來降低成本,但需要考慮運輸問題。雖然純氫的密度并不使其成為大規模出口的有力候選者,但需求將推動一些氨或電制甲烷形式的出口。這將為這些能源的基礎設施及其未來用作運輸燃料鋪平道路。 (來源:信德海事)