近日，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委、財政部、生態(tài)環(huán)境部、交通運輸部五部委印發(fā)了《船舶制造業(yè)綠色發(fā)展行動綱要（2024—2030年）》的通知。文件中提到要加快綠色動力系統(tǒng)研發(fā)應(yīng)用，推進甲醇、氨燃料等低碳零碳燃料船用發(fā)動機核心技術(shù)攻關(guān)。

氫燃料電池系統(tǒng)具有能量轉(zhuǎn)化率高、零排放、無污染的優(yōu)勢，是船舶綠色轉(zhuǎn)型的理想動力源，而高效安全的儲運技術(shù)是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵。

目前儲氫技術(shù)分為物理儲氫和化學(xué)儲氫兩大類。物理儲氫中的高壓儲氫是目前氫燃料電池船舶應(yīng)用較為廣泛的儲氫方式，但此種儲氫方式也受儲氫罐的體積和壓力限制。低溫液態(tài)儲氫技術(shù)仍處于研究階段，國外一些領(lǐng)先廠產(chǎn)商已經(jīng)開始對船用液態(tài)儲氫技術(shù)技術(shù)展開研究，但國內(nèi)液氫通常用于航空航天以及軍用領(lǐng)域，但由于液氫設(shè)備體積較大、耗能和日蒸發(fā)率高、安全性要求較高的特點，需要更穩(wěn)定的應(yīng)用場所。

此外，儲氫方式還包括利用有機液儲氫和固體材料儲氫等。而目前最具潛力的儲氫路線為有機液體儲氫、甲醇重整制氫、液氨儲氫、合金儲氫等。

其中有機液態(tài)儲氫和甲醇重整制氫的儲氫密度較高，可以滿足船舶的長續(xù)航需求。有機液體儲氫以分子材料作為儲氫載體，理論儲氫密度可達6.5wt%以上。其缺點為加氫、脫氫裝置成本較高，且脫氫時容易發(fā)生副反應(yīng)導(dǎo)致氫氣純度不高。目前國內(nèi)有機液體儲氫的研究方向為N-乙基咔唑、二甲基吲哚。國際上以以德國Hydrogenious Technologies（HT）公司、美國空氣化工公司、日本巖谷公司等為代表，對二芐基甲苯、N雜環(huán)類、甲基環(huán)己烷等不同儲氫有機物展開研究。

有教授指出，當前主流的氫儲運技術(shù)在能效、安全性和成本上尚存難點。利用有機液體儲氫技術(shù)，每千克氫的儲運成本最高可降低47%，在運輸環(huán)節(jié)具當前主流的氫儲運技術(shù)在能效、安全性和成本上尚存難點。利用有機液體儲氫技術(shù)，每千克氫的儲運成本最高可降低47%，在運輸環(huán)節(jié)具有規(guī)模大、高周轉(zhuǎn)等明顯優(yōu)勢。有規(guī)模大、高周轉(zhuǎn)等明顯優(yōu)勢。

甲醇自身含氫量達12.5%，其制氫路線包括甲醇整齊重整制氫、甲醇部分氧化重整制氫以及甲醇自熱重整制氫，其中甲醇蒸汽重整制氫具有H2產(chǎn)量高、CO產(chǎn)量低、成本低的優(yōu)點，但船舶使用甲醇作為燃料在反應(yīng)過程會產(chǎn)生CO2，應(yīng)增加碳捕捉裝置。2022年，歐盟資助的HyMethShip項目，為甲醇重整制氫提出一個可行性方案，大致流程如下：

氨具有較高的氫密度，在常壓和400℃的條件下通過催化即可得到氫氣，作為一種成熟的化學(xué)品，氨在全球范圍內(nèi)已經(jīng)建立了生產(chǎn)、運輸、應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)鏈，為以氨為載體的儲氫方式提供解決方案。去年7月，Alma Clean Power的船用氨燃料電池首次進行了成功測試。

合金儲氫基礎(chǔ)成熟度高，響應(yīng)快，安全性高，國際上已經(jīng)實現(xiàn)應(yīng)用，如2002年德國HDW造船廠研制了世界首艘裝備燃料電池的212A型潛艇，搭載了38個鈦鐵系合金儲氫罐，每個儲氫罐能儲存84 kg氫氣。意大利芬坎蒂尼集團（Fincantieri SI）在建的“ZEUS”號試驗船，配備了一個144千瓦的燃料電池系統(tǒng)，由8個金屬氫化物鋼瓶中含有的約50kg氫氣提供燃料。

但合金儲氫儲氫密度不夠高，近年來，國內(nèi)已研發(fā)了儲氫率達到2.6wt%的釩系儲氫合金材料，但仍無法滿足長續(xù)航需求。

目前船用燃料電池領(lǐng)域儲氫方式有很多種，高壓儲氫是目前較為成熟的儲氫方式，低溫液態(tài)仍處于研究階段。有機液體儲氫穩(wěn)定性高，性能好、成本低，具有良好的應(yīng)用前景，但更適用于有高溫?zé)嵩吹拇?。甲醇重整制氫產(chǎn)量高、成本低，但有CO2排放，適用于對碳排放要求不高的船舶。合金儲氫相較于其他儲氫方式更為安全，但缺點是質(zhì)量儲氫密度偏低，其次還有現(xiàn)有材料放氫溫度過高，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞的問題，合金儲氫適用于擁有較高配重的船舶。

儲運技術(shù)對推動氫燃料電池船舶發(fā)展具有重要作用，在安全、成本方面都有至關(guān)重要的影響。從長遠來看，開發(fā)低成本、高密度、高穩(wěn)定性是船用氫燃料電池的主要發(fā)展方向，需要進一步開發(fā)儲氫供氫技術(shù)，以滿足船舶應(yīng)用需求。