近日，交通运输部等4部门联合印发《贯彻落实<中共中央 国务院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>的实施意见》。该《实施意见》提出，积极发展新能源和清洁能源运输工具，其中包括积极探索氢动力船舶的应用。
交通运输部公开文件
船舶行业每年的碳排放量为11.2亿吨以上，约占世界二氧化碳排放总量的4.5%，并仍处于继续增加的趋势。在“双碳”背景之下，将零排放的清洁能源——氢能应用于船舶中，无疑是绿色船舶动力装置的理想方案。
氢动力船舶目前，氢能主要以两种动力装置应用于船舶：一是应用于传统热机，包括直接应用的纯氢内燃机和间接应用的以氨/甲醇形式储存的内燃机；二是应用于新型动力装置——燃料电池。
氢的应用
氢内燃机
使用氢内燃机作为船舶动力，可大幅减少船用发动机的碳排放。由于对船体结构的改变很小，耐久性高，对氢气纯度要求低，且制造产业链成熟，生产成本低，因此更易实现产业化。
然而由于氢内燃机输出特性偏软，瞬态响应较慢，不适合单独作为船舶的主推进动力，更适合作为船舶电站的发电机组或用于与储能电池匹配的混合动力推进系统。
氢燃料电池
氢燃料电池是一种将燃料化学能经电化学反应直接转化为电能的装置，不受卡诺循环限制，效率可达50%~80%(船用内燃机的热效率仅为40%左右)，振动噪声低，生成物只有水，可真正实现零碳排放。燃料电池按电解质种类可分为五类，其中固体氧化物燃料电池(SOFC)和质子膜燃料电池(PEMFC)较适合作为船舶动力使用。
不同船舶动力方式对比
不同船舶动力对比
由表可知，虽然氢燃料电池动力船舶的初始成本、运营成本、配套设施建设投资均较高，但随着原材料及关键零部件、系统的国产化及规模化效应，其成本会大幅降低。氢燃料电池具有零碳排放、安全性能好和能源利用效率高等特点，从可持续发展的角度来看，无疑是船舶减排的终极方案。
氢能船舶研究现状在国内，将氢能燃料电池系统作为船舶动力仍处于探索阶段。目前，我国已有多家燃料电池头部企业、船舶制造企业、院校和科研机构投入到氢燃料电池船舶的研发和制造中，氢燃料电池游艇“蠡湖”号、游船“仙湖1号”（联悦为其提供氢气），高温甲醇燃料电池“嘉鸿01”等纷纷下水航行。
仙湖1号游船
对比国内，欧盟、德国、美国、挪威、日本等国际组织和国家在船用氢燃料电池推进技术领域处于领先地位，已实现船用氢燃料电池动力推进装置的示范及应用，并已进入推广应用阶段。
氢能船舶应用趋势
应用趋势
氢能在船舶动力上的应用趋势要从制氢、储氢和终端应用三个环节分析。如图所示，无论是哪种氢燃料动力船舶，都需要面对氢气的制储运问题。
目前，高压气态储氢技术产业链较为成熟，但由于储氢密度较低，只适合功率小、航程短的游览船和摆渡船，故使用场景有限。大部分船舶功率需求大、航程远，需要采用高密度储氢方式，如以生物质富氢燃料储存重整制氢和液态储氢，尤其是液态储氢更容易做到标准化、统一化管理，是未来船用氢能储存的必然趋势。 对此，联悦未来也将在沿海城市布局液氢工厂，积极推进氢能在船舶方面的应用。
在终端应用方面，质子膜燃料电池(PEMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和氢/氨内燃机各有优劣势，需要针对不同船型和应用场景配置不同的储氢方式和动力形式。
氢能船舶未来可期
日本液氢运输船
氢燃料电池既可作为船舶的推进动力，又可用于船舶电源，适用于渡船、供给船、巡逻船、货运船和观光船等船舶。相比于其它能源方案，氢燃料电池具有高效、无污染、噪音低等特点，其优势吸引着世界各国和各大船舶企业的关注。
据克拉克森预测，到2050年，氢燃料船舶占替代能源船舶的比例会达到40%。由此可见，未来氢燃料船舶应用前景广阔。随着世界石油价格的不断上涨和环保要求的提高，以及氢燃料的成本降低，氢燃料电池广泛应用于船舶产业领域指日可待，将引领船舶动力系统的换代革命。
