全球首套内河船舶“氢内燃机+有机液态储氢”动力系统联调联试成功
一种看起来像柴油、甚至可以用油罐车运输、用加油枪灌装的“氢油”，有望取代柴油燃料，将我国内河航运全面带入“氢能时代”。
记者从市科委获悉，由上海自主研发的全球首套内河船舶“氢内燃机+有机液态储氢”动力系统，顺利完成第一阶段联调联试。搭载该系统的800吨级示范船，目前已开工建造，预计年内下水。这意味着，作为绿色交通转型的重点和难点，内河航运已经突破了氢能应用的难点，第一次走到了整船验证的临门一脚。
化解痛点促氢油上船
本质上，装载这套动力系统的船舶用的是电：氢内燃机做功—为船用电池充电—船用电池输出电能—驱动电动螺旋桨。据该系统研发者、华灿科船舶技术（上海）有限公司介绍，他们的核心思路，是将有机液态储氢技术与氢内燃机进行深度耦合，一举解决了长期困扰氢能上船的两个关键瓶颈——储氢安全和能量效率。
所谓有机液态储氢，就是利用一种产自煤化工的有机液体载体（主要成分是名为“咔唑”的有机物），通过催化反应“吸收”氢后形成“氢油”。氢油可在常温常压下安全储运，无毒、无气味、没有挥发性，连打火机都点不着。使用时，只需借助催化反应，在一定温度下，氢油就能“脱氢”，释放出氢气供内燃机燃烧；脱氢后的载体液可回收再加氢，从而实现循环利用。
“氢油”可以反复进行加氢和脱氢处理，实现循环利用。
华灿科总工程师袁毅告诉记者，他们的创新不仅在于引入了氢油这种新燃料，更设计了一套高效的热量利用方案：原本，氢油上船的最大痛点是脱氢需要耗费大量能源，但华灿科设计的脱氢方案只需要大约200℃的温度，氢内燃机排放的尾气恰好可为“氢油”脱氢提供绝大部分热量，这就巧妙地将能耗痛点化于无形。
目前，华灿科开发的首台氢内燃机增程器已完成试验，功率达120千瓦，各项指标已基本满足上船标准。第二台改进型机组将于6月交付，其热效率等指标有望进一步提升。在此基础上，公司完成了800吨级示范船的设计。
在市科委一级调研员刘文波看来，华灿科的氢内燃机船，就像点燃未来氢能产业的星星之火。他强调，氢能不仅可实现零碳排放，一旦大规模利用，还可显著降低社会对石油的依赖，有助于国家把能源安全更好地抓在自己手里。
完美适配航运转型
中国拥有全球最繁忙的内河水运体系，去年全国水路货运量达百亿吨，其中内河航运占一半以上。然而，价值数千亿元的“黄金水道”，能源转型却步履维艰，大部分内河船舶以重油/柴油为燃料，碳排放高、污染严重。在双碳目标以及国际船舶加速减排的背景下，内河航运的绿色化需求越来越急切。
此前，航运界也探索过其他转型路线，其中部分技术已在远洋货运中规模化试点。但在内河场景中，这些技术各有各的“够不着”。
比如纯电方案，必须装载巨大的电池组，导致续航受限，只适合短途渡轮等场景，无法驱动长江干线中大型货船。氢燃料电池方案效率高，但电堆功率有限，而且只能使用超高纯度的氢气，离不开高压储氢气瓶，寸土寸金的货舱被占据大量空间。而两种主流的远洋绿色燃料——绿醇、绿氨，由于价格高企、加注基础设施不完善，加上存在一定毒性，短期内难以在人口密集的内河推广。
相比其他储氢方案，有机液态储氢具有诸多优势。
相形之下，“氢内燃机+氢油”的方案似乎全面规避了上述弊端。据华灿科测算，氢油储氢的能量密度是高压储氢的3倍，虽然800吨级示范船也需配置一些电池，但数量不到纯电方案的1/10；而且氢油非常安全，完全可以作为内河航运主力燃料。
正因为看到这一技术路线的巨大潜力，相关部门对其发展高度关注。在市科委、市交通委、中国船级社上海分社等的合力推动下，华灿科参照类似绿色船舶的法规标准，组织了产学研协同攻关，最终完成了高效、安全、经济、实用的氢油内河船舶研发。
法规标准尚存空白
据了解，华灿科的800吨级内河船，全套“氢内燃机+氢油”系统仅重六七吨，占地约40平方米，装载14吨氢油，就可支撑大约千公里的续航。按照目前补贴后的氢气价格来看，其燃油成本已非常接近柴油。
实际上，基于氢油的理化性质，整套加注、储运、回收体系可与现有汽柴油共享。华灿科董事长王达夫表示，在上海市域范围内，只需在东西南北中布设5个加注站，就能覆盖航运需求。这意味着，内河航运“氢能时代”已经到了临门一脚的阶段。
长江航运前景广阔。\n 新华社记者 杜子璇 摄
不过，除了技术验证，华灿科还面临法规和标准空白的挑战。目前，电动船、氢燃料电池船、天然气船、甲醇船等，均已有相应的行业规范和船级社认证标准，但“氢内燃机+氢油”这一全新组合，尚无对应的法规框架。据透露，华灿科正参照现有各类新能源船舶的法规标准，争取获得“等效免除”政策——即在安全性能不低于现有规范要求的前提下，为创新技术方案开辟先行先试的通道。
据悉，上海有关部门已成立项目组，协调推进该船舶的安全评估和审批流程。刘文波坦言，规范管理和鼓励创新之间往往存在矛盾，如何在平衡中前行，需要政府多个部门协同发力。
就在上月，中办、国办联合印发的《关于更高水平更高质量做好节能降碳工作的意见》明确提出，积极发展电动（氢能）重型卡车和绿色燃料船舶。在华灿科和相关从业者看来，政策的发令枪已然打响。
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