IDTechEx最新報告：氨動力SOFCs在零碳遠程船運領域最具潛力

 

該報告指出，固體氧化物燃料電池具有燃料靈活性，允許使用氨、氫、液化天然氣、液化石油氣、甲醇、乙醇等多種燃料，同時應用相對低成本且豐富的材料，從而可以帶來比質子交換膜燃料電池（PEMFC）更大的成本降低的潛力。

 

 

此外，由于固體氧化物燃料電池能在800攝氏度的高溫下運行，因此當回收熱量時，固體氧化物燃料電池可實現超過80%的最高效率。因此，與氨燃料發動機或質子交換膜燃料電池相比，固體氧化物燃料電池每英里的氨或氫的消耗將更少。

 

通常認為，固體氧化物燃料電池的缺點在于啟動時間長和動態響應差，但如果與電池系統和海上長途航行的場景相結合，就會有較高的可行性。“其主要的缺點是固體氧化物燃料電池技術尚不成熟，相關的燃料電池供應商少，且作為燃料的綠氨不易獲得，導致了高成本和發展瓶頸。”報告認為，目前，綠氨的示范項目還處于起步階段。

 

2023年交付給Viking能源公司的2MW固體氧化物燃料電池系統將創造世界上第一艘氨動力固體氧化物燃料電池船舶，并將使用來自雅苒國際集團（YARA）的綠氨。據悉，雅苒國際集團（YARA）是一家化肥和環境保護應用產品生產、開發及銷售的大型跨國企業，總部位于挪威首都奧斯陸，在50多個國家設有生產廠及營銷網絡。目前，該公司正積極布局綠氨生產，此前已與法國電力公司Engie合作，在澳大利亞西北部皮爾巴拉（Pilbara）的現有工廠利用太陽能發電制造氫氣，使氫氣與氮發生反應，利用可再生能源制造的“綠色氨氣”將自2023年開始試產。

 

與氫氣相比，氨還具有一項“核心優勢”，即氨的沸點為–33.5攝氏度，與沸點分別為–161攝氏度和–253攝氏度的液化天然氣和氫氣相比，氨更容易液化和儲存，且能耗更低。盡管使用氫能的質子交換膜燃料電池（PEMFC）是最具商業價值的燃料電池，也是大多數供應商關注的焦點，但其“致命弱點”在于氫本身的特性，在–253攝氏度的液態條件下，氫的體積能量密度為8.5GJ/立方米，而柴油的標準能量密度為33GJ/立方米。

 

因此，每英里航行距離所消耗液態氫，需要更大的儲存空間，而達到并保持–253攝氏度既困難又需要消耗更多能源。盡管如此，報告仍顯示，船用質子交換膜燃料電池市場目前正在快速增長，特別是在沿海地區，具有更大的潛力。

 

總體而言，電池、氫和氨燃料電池具有創造長距離零排放航運的巨大潛力。報告指出：“我們很容易預見到，未來中期內，氫能質子交換膜燃料電池（PEMFC）和電池將被廣泛應用，而從長期來看，氨動力固體氧化物燃料電池將擁有更大應用空間。很明顯，海運行業的減排將繼續依賴公共和私營部門的巨大投資、財政支持和政策驅動力。”