一種看起來像柴油、甚至可以用油罐車運(yùn)輸、用加油槍灌裝的“氫油”，有望取代柴油燃料，將我國內(nèi)河航運(yùn)全面帶入“氫能時(shí)代”。

　　記者從市科委獲悉，由上海自主研發(fā)的全球首套內(nèi)河船舶“氫內(nèi)燃機(jī)+有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫”動(dòng)力系統(tǒng)，順利完成第一階段聯(lián)調(diào)聯(lián)試。搭載該系統(tǒng)的800噸級(jí)示范船，目前已開工建造，預(yù)計(jì)年內(nèi)下水。這意味著，作為綠色交通轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)和難點(diǎn)，內(nèi)河航運(yùn)已經(jīng)突破了氫能應(yīng)用的難點(diǎn)，第一次走到了整船驗(yàn)證的臨門一腳。

化解痛點(diǎn)促氫油上船

　　本質(zhì)上，裝載這套動(dòng)力系統(tǒng)的船舶用的是電：氫內(nèi)燃機(jī)做功—為船用電池充電—船用電池輸出電能—驅(qū)動(dòng)電動(dòng)螺旋槳。據(jù)該系統(tǒng)研發(fā)者、華燦科船舶技術(shù)（上海）有限公司介紹，他們的核心思路，是將有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)與氫內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行深度耦合，一舉解決了長期困擾氫能上船的兩個(gè)關(guān)鍵瓶頸——儲(chǔ)氫安全和能量效率。

　　所謂有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫，就是利用一種產(chǎn)自煤化工的有機(jī)液體載體（主要成分是名為“咔唑”的有機(jī)物），通過催化反應(yīng)“吸收”氫后形成“氫油”。氫油可在常溫常壓下安全儲(chǔ)運(yùn)，無毒、無氣味、沒有揮發(fā)性，連打火機(jī)都點(diǎn)不著。使用時(shí)，只需借助催化反應(yīng)，在一定溫度下，氫油就能“脫氫”，釋放出氫氣供內(nèi)燃機(jī)燃燒；脫氫后的載體液可回收再加氫，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

      “氫油”可以反復(fù)進(jìn)行加氫和脫氫處理，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

　　華燦科總工程師袁毅告訴記者，他們的創(chuàng)新不僅在于引入了氫油這種新燃料，更設(shè)計(jì)了一套高效的熱量利用方案：原本，氫油上船的最大痛點(diǎn)是脫氫需要耗費(fèi)大量能源，但華燦科設(shè)計(jì)的脫氫方案只需要大約200的溫度，氫內(nèi)燃機(jī)排放的尾氣恰好可為“氫油”脫氫提供絕大部分熱量，這就巧妙地將能耗痛點(diǎn)化于無形。

　　目前，華燦科開發(fā)的首臺(tái)氫內(nèi)燃機(jī)增程器已完成試驗(yàn)，功率達(dá)120千瓦，各項(xiàng)指標(biāo)已基本滿足上船標(biāo)準(zhǔn)。第二臺(tái)改進(jìn)型機(jī)組將于6月交付，其熱效率等指標(biāo)有望進(jìn)一步提升。在此基礎(chǔ)上，公司完成了800噸級(jí)示范船的設(shè)計(jì)。

　　在市科委一級(jí)調(diào)研員劉文波看來，華燦科的氫內(nèi)燃機(jī)船，就像點(diǎn)燃未來氫能產(chǎn)業(yè)的星星之火。他強(qiáng)調(diào)，氫能不僅可實(shí)現(xiàn)零碳排放，一旦大規(guī)模利用，還可顯著降低社會(huì)對石油的依賴，有助于國家把能源安全更好地抓在自己手里。

      完美適配航運(yùn)轉(zhuǎn)型

　　中國擁有全球最繁忙的內(nèi)河水運(yùn)體系，去年全國水路貨運(yùn)量達(dá)百億噸，其中內(nèi)河航運(yùn)占一半以上。然而，價(jià)值數(shù)千億元的“黃金水道”，能源轉(zhuǎn)型卻步履維艱，大部分內(nèi)河船舶以重油/柴油為燃料，碳排放高、污染嚴(yán)重。在雙碳目標(biāo)以及國際船舶加速減排的背景下，內(nèi)河航運(yùn)的綠色化需求越來越急切。

　　此前，航運(yùn)界也探索過其他轉(zhuǎn)型路線，其中部分技術(shù)已在遠(yuǎn)洋貨運(yùn)中規(guī)模化試點(diǎn)。但在內(nèi)河場景中，這些技術(shù)各有各的“夠不著”。

　　比如純電方案，必須裝載巨大的電池組，導(dǎo)致續(xù)航受限，只適合短途渡輪等場景，無法驅(qū)動(dòng)長江干線中大型貨船。氫燃料電池方案效率高，但電堆功率有限，而且只能使用超高純度的氫氣，離不開高壓儲(chǔ)氫氣瓶，寸土寸金的貨艙被占據(jù)大量空間。而兩種主流的遠(yuǎn)洋綠色燃料——綠醇、綠氨，由于價(jià)格高企、加注基礎(chǔ)設(shè)施不完善，加上存在一定毒性，短期內(nèi)難以在人口密集的內(nèi)河推廣。

      相比其他儲(chǔ)氫方案，有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫具有諸多優(yōu)勢。

　　相形之下，“氫內(nèi)燃機(jī)+氫油”的方案似乎全面規(guī)避了上述弊端。據(jù)華燦科測算，氫油儲(chǔ)氫的能量密度是高壓儲(chǔ)氫的3倍，雖然800噸級(jí)示范船也需配置一些電池，但數(shù)量不到純電方案的1/10；而且氫油非常安全，完全可以作為內(nèi)河航運(yùn)主力燃料。

　　正因?yàn)榭吹竭@一技術(shù)路線的巨大潛力，相關(guān)部門對其發(fā)展高度關(guān)注。在市科委、市交通委、中國船級(jí)社上海分社等的合力推動(dòng)下，華燦科參照類似綠色船舶的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，組織了產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻關(guān)，最終完成了高效、安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的氫油內(nèi)河船舶研發(fā)。

　　據(jù)了解，華燦科的800噸級(jí)內(nèi)河船，全套“氫內(nèi)燃機(jī)+氫油”系統(tǒng)僅重六七噸，占地約40平方米，裝載14噸氫油，就可支撐大約千公里的續(xù)航。按照目前補(bǔ)貼后的氫氣價(jià)格來看，其燃油成本已非常接近柴油。

　　實(shí)際上，基于氫油的理化性質(zhì)，整套加注、儲(chǔ)運(yùn)、回收體系可與現(xiàn)有汽柴油共享。華燦科董事長王達(dá)夫表示，在上海市域范圍內(nèi)，只需在東西南北中布設(shè)5個(gè)加注站，就能覆蓋航運(yùn)需求。這意味著，內(nèi)河航運(yùn)“氫能時(shí)代”已經(jīng)到了臨門一腳的階段。

　　不過，除了技術(shù)驗(yàn)證，華燦科還面臨法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)空白的挑戰(zhàn)。目前，電動(dòng)船、氫燃料電池船、天然氣船、甲醇船等，均已有相應(yīng)的行業(yè)規(guī)范和船級(jí)社認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，但“氫內(nèi)燃機(jī)+氫油”這一全新組合，尚無對應(yīng)的法規(guī)框架。據(jù)透露，華燦科正參照現(xiàn)有各類新能源船舶的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，爭取獲得“等效免除”政策——即在安全性能不低于現(xiàn)有規(guī)范要求的前提下，為創(chuàng)新技術(shù)方案開辟先行先試的通道。

　　據(jù)悉，上海有關(guān)部門已成立項(xiàng)目組，協(xié)調(diào)推進(jìn)該船舶的安全評(píng)估和審批流程。劉文波坦言，規(guī)范管理和鼓勵(lì)創(chuàng)新之間往往存在矛盾，如何在平衡中前行，需要政府多個(gè)部門協(xié)同發(fā)力。

　　就在上月，中辦、國辦聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于更高水平更高質(zhì)量做好節(jié)能降碳工作的意見》明確提出，積極發(fā)展電動(dòng)（氫能）重型卡車和綠色燃料船舶。在華燦科和相關(guān)從業(yè)者看來，政策的發(fā)令槍已然打響。