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鋰電和氫電兩條技術(shù)路線在船舶應(yīng)用的起點差距不大，各有適用的場景；車用氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化拐點臨近，技術(shù)擴散正在加速；環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)厲，船舶排放污染治理迫在眉睫。這三個因素疊加后將大概率加速氫燃料電池上船和電動船示范應(yīng)用的時間表，進而縮短產(chǎn)業(yè)化落地時間，有望在5-8年內(nèi)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

氫電和鋰電誰更勝一籌

在充電時間、污染程度、充電范圍、充電站成本、電池成本等方面各有優(yōu)勢。

例如，氫燃料動力電池只要幾分鐘就可以補充燃料，而鋰離子電池一般要一個多小時就可以使用一次超級充電，比如特斯拉V3超級充電，雖然它可以充電非常快，但它并不代表一般情況。更不用提氫燃料動力電池的污染程度和范圍了。鋰離子電池一直難以突破其續(xù)航能力的瓶頸，而且還會造成污染。

但由于鋰離子電池比較成熟，它們的充電站成本、電池成本，都比氫燃料動力電池低得多。根據(jù)一項研究，一個加氣站可能要5個鋰離子充電站(不包括維護)。

值得重點分析的是氫燃料電池船與LNG動力船有一定的相似性，都是新能源船舶、都是危化品屬性的燃料，LNG動力船在推廣過程中遇到的制造/運營成本高、基礎(chǔ)設(shè)施少、技術(shù)有待發(fā)展、政策法規(guī)缺位、人員培訓(xùn)不足等問題，在燃料電池船舶推廣過程中也將再次出現(xiàn)?？紤]到國內(nèi)LNG船舶推廣經(jīng)驗與氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)、政策法規(guī)和安全標(biāo)準(zhǔn)仍將是燃料電池船舶示范推廣中亟待解決的難題。

氫能技術(shù)難點亟待突破

大功率燃料電池系統(tǒng)平衡難。萬噸級船舶的動力需求將達到MW級別，比車用系統(tǒng)功率100KW級別需求高很多。在目前市場上單個電堆功率有限情況下，需要將多個電堆組成系統(tǒng)才能滿足船舶的動力需求。這對于動力系統(tǒng)技術(shù)而言并非多個低功率電堆簡單疊加的線性關(guān)系，如何保持多個堆棧間的系統(tǒng)平衡十分重要。

氫氣存儲、加注難。以中船重工設(shè)計的燃料電池試點船舶為例，該船采用了35MPa高壓氫氣瓶組儲存氫氣，未來一段時間內(nèi)燃料電池船舶大概率還將采用高壓氫氣這種相對成熟的存儲方式。由于船-岸間有一定的距離，車與船的加注場景也有所區(qū)別，需要對車用氫氣加注技術(shù)進行改進才能保證船用氫氣加注順利，甚至需要考慮改變船上氫氣的存儲方式。若采用液氫、固體儲氫或液體儲氫的方式，氫氣的存儲、加注的安全性將大有改善，但也需要花費時間精力進行技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)。

安全管理難。船的航道往往距離城市較遠(yuǎn)，環(huán)境復(fù)雜，且遠(yuǎn)離岸邊有相當(dāng)?shù)木嚯x，一旦發(fā)生事故將難以實施救援，船上人員也難以自救，因此對船用動力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和儲能系統(tǒng)的安全性要求極高。作為對比，一輛汽車的動力系統(tǒng)發(fā)生故障尚可停在路邊等待救援，若船舶出現(xiàn)拋錨事故，在復(fù)雜的水域環(huán)境下難以預(yù)測船舶安全，若發(fā)生自燃或爆炸事故更是后果不堪設(shè)想。所以示范之前需要有一套相對成熟的船用氫氣安全管理方案。

政策法規(guī)需給氫能船“松綁”

根據(jù)LNG動力船的經(jīng)驗，對比技術(shù)問題，管理法規(guī)才將是燃料電池船舶推廣道路上面臨的真正困難。

CCS認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)體系尚未完善。船用燃料電池動力系統(tǒng)須經(jīng)過CCS的認(rèn)證，中國船級社也在2015年發(fā)布了《燃料電池系統(tǒng)應(yīng)用指南》。但目前國內(nèi)缺乏相關(guān)實踐案例，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也未完善，這對船用燃料電池系統(tǒng)的設(shè)計和認(rèn)證造成了一定的影響。一位動力系統(tǒng)廠商負(fù)責(zé)人告訴氫能匯，截止目前國內(nèi)還沒有通過CCS認(rèn)證的燃料電池動力系統(tǒng)，但有多個廠商正在進行相關(guān)的工作。

相關(guān)法規(guī)對氫氣上船尚未“松綁”。由于氫氣的?；穼傩裕嚓P(guān)部門對氫氣上船一事十分謹(jǐn)慎，極大阻礙了氫燃料電池在船舶方面的應(yīng)用，這與內(nèi)河LNG動力船此前遭遇類似。天然氣動力船舶在內(nèi)河推廣已有十年，但長期以來在審批制造、船閘、港口的嚴(yán)格管理極大限制了船東發(fā)展天然氣船舶的動力。

從各企業(yè)以內(nèi)河船只啟動試點也看出，目前單個燃料電池功率仍難以滿足大型船舶的動力需求，但可以通過系統(tǒng)集成方式解決。

國外燃料電池技術(shù)要比國內(nèi)成熟，但在燃料電池船舶應(yīng)用進度上并未明顯領(lǐng)先，僅有零零散散的試驗案例，詳情可見《加大船用氫燃料電池技術(shù)推廣，打造全球最大電動船市場》一文。值得一提的是，ABB推出了MW級別的船用燃料電池動力系統(tǒng)，在性能參數(shù)上達到了船用需求，但并未推向?qū)嵱谩?br />
需要指出的是，國內(nèi)外情況不同，完全照搬國外實踐案例經(jīng)驗有風(fēng)險。以小功率客船為例，由于國外旅游場所的游客密度遠(yuǎn)比國內(nèi)低，運行頻次低，在小功率客船上使用氫動力有一定的可行性，比如近期在法國實驗成功的seabubbles，被稱為水上出租車，類似“水上滴滴”模式，但這種模式在國內(nèi)并不可行。

長距離航行氫電有成本優(yōu)勢

場景為王。除了成本、安全、技術(shù)、管理的考量以外，船用場景下”可鋰可氫“的交叉場景不如車用多，所以選鋰電還是氫電更多取決于特定決場景的要求。例如，貨輪、漁船等在長途、重載、長時間工作等三個場景要求下，鋰電動力船不用說三個條件，可能一個都滿足不了；而在景區(qū)小湖場景下，使用氫燃料電池船舶從安全、成本考慮也是不可能的事情。

在船舶領(lǐng)域，盡管場景為王，但我們很可能將再次面臨氫電和鋰電之爭。這里我們做個補充，對技術(shù)進步對氫燃料電池和固態(tài)鋰電池在續(xù)航里程-成本關(guān)系的影響進行比較分析。

在技術(shù)進步的情況下，如上圖所示，成本和續(xù)航里程的相關(guān)性即斜率有所改變，氫電和鋰電達到成本平衡點也有變化；氫電和鋰電達到成本平衡點的續(xù)航里程有所增長，但在長距離情況下氫電依然占據(jù)了明顯的成本優(yōu)勢。

安全性更多是技術(shù)方面、安全管理規(guī)范的問題，相信兩個技術(shù)方向都會有自已的解決方案。

原標(biāo)題：船舶電動化加速，氫電、鋰電誰將贏在最后？