【作者】

侯星星; 吴顺平

【单位】

中国船级社武汉规范研究所

【摘要】

绿色燃料是航运业实现脱碳的根本路径，绿氢能够实现全生命周期零碳排放，燃料电池是使用绿氢燃料的主要动力型式。本文首先介绍了全球氢燃料电池动力船舶发展现状，分别从船舶布置、储氢方式、燃料电池类型、适用船型等方面开展研究，结合船舶大小、航行距离、燃料电池与储氢技术成熟度等因素，提出了质子交换膜燃料电池（PEMFC）适用于内河船舶，固体氧化物燃料电池（SOFC）适用于远洋船舶，认为高压储氢方式仍然是适合于内河船舶的最佳储存方式，对于远洋船舶，液氢、金属氢化物储氢和甲醇重整都是可能发展的方向。以一艘内河500kW级船舶为例，开展氢燃料电池应用方案研究，采用30MPa气氢储存方式和PEMFC动力型式，针对燃料电池电性能输出特性曲线软、动态响应慢的特点，经计算选择了合适容量的锂电池组配合使用，针对燃料电池-锂电池混合动力系统，研究提出了以延长燃料电池寿命为目标的能量管理策略。在MATLAB/Simulink仿真平台上建立了该船舶的燃料电池-锂电池混合动力系统模型，研究结果表明，设计的动力系统方案可以满足船舶进出港、突加、突卸负载以及定速航行等工况下的功率需求，符合中国船级社《船舶应用燃料电池发电装置指南》对燃料电池作为船舶主电源组成部分的相关要求，验证了设计方案的合理性与可靠性。最后，分析了国内氢燃料电池动力船舶发展缓慢的原因，分别从完善船用加氢基础设施布局、提高燃料电池单堆功率和寿命、提高储氢密度等方面提出了发展建议。

【关键词】

脱碳；航运业；氢燃料电池；储氢方式；混合动力；船用方案

【论文集名称】

燃料电池与储能

【会议名称】

2024世界内燃机大会

【会议时间】

2024-4-19至2024-4-23

【会议地点】

天津市

【下载次数】

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