全球首艘氫燃料電池動(dòng)力零排放船入級(jí)RINA

2022年10月，全球首艘采用氫燃料電池提供動(dòng)力的零排放終極船舶“ZEUS”號(hào)正式入級(jí)意大利船級(jí)社（RINA），這也是第一艘采用氫推進(jìn)的入級(jí)RINA的船舶。

“ZEUS”號(hào)是由意大利經(jīng)濟(jì)發(fā)展部共同資助的 Fincantieri 研究項(xiàng)目TecBIA（用于海軍艦艇能源生產(chǎn)的低環(huán)境影響技術(shù)）的原型船，采用混合動(dòng)力推進(jìn)以驗(yàn)證燃料電池的可持續(xù)性技術(shù)在海軍中的應(yīng)用。該研究的目的是通過(guò)減少溫室氣體、氮氧化物、硫氧化物和顆粒物的排放，為游輪、大型游艇、渡輪和海洋研究船找到可持續(xù)和低環(huán)境影響的解決方案。

2020年9月，位于斯塔比亞海堡的Fincantieri船廠舉行了該船龍骨鋪設(shè)儀式，按計(jì)劃于2021年交付。

“ZEUS”號(hào)長(zhǎng)約25米，重約170噸，主要目標(biāo)是建造一個(gè)漂浮實(shí)驗(yàn)室，用于研究燃料電池、電化學(xué)轉(zhuǎn)換裝置，無(wú)需熱燃燒即可產(chǎn)生電能和熱能。該船配備了由兩臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)和兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)組成的混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)。此外，還有一個(gè)144千瓦的燃料電池系統(tǒng)，由金屬氫化物鋼瓶中含有的約50公斤氫氣提供動(dòng)力，還有一個(gè)鋰電池系統(tǒng)。

這種配置將使船舶在使用燃料電池提供的電力，零排放模式下以 7.5 節(jié)的速度航行約8小時(shí)，或在使用電池，零噪音模式下以四節(jié)的速度航行約四小時(shí)。

推進(jìn)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為以四種不同的方式驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)：1、零噪音，僅使用鋰電池，保證在4節(jié)航速下4小時(shí)的航程；2、零排放，由燃料電池供電；3、在電池充電時(shí)使用柴油發(fā)電機(jī)巡航；4、使用柴油發(fā)電機(jī)的巡航，航程60小時(shí)，每小時(shí)9海里。

第二個(gè)研究目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一種在船舶上發(fā)電和取暖的新方法。通過(guò)減少發(fā)電系統(tǒng)的噪音和振動(dòng)，這將提高乘客的舒適度；采用無(wú)運(yùn)動(dòng)機(jī)械部件的發(fā)電系統(tǒng)，增加能量轉(zhuǎn)換輸出；增加現(xiàn)有系統(tǒng)的冗余，提高船舶的安全性；以及使用更小的機(jī)載柴油發(fā)電機(jī)組。

研究活動(dòng)還包括測(cè)試使用創(chuàng)新的綠色設(shè)備，例如使用新的覆蓋材料和光伏板來(lái)為電池和低功耗OLED燈泡充電。

該項(xiàng)目證實(shí)，使用氫氣是一種可能的解決方案（特別是對(duì)于近海應(yīng)用），可以在不排放二氧化碳的情況下產(chǎn)生所需的推進(jìn)能量。

參加 TecBIA 項(xiàng)目的單位：Fincantieri、Isotta Fraschini Motori、Cetena、Seastema、CNR、熱那亞大學(xué)、巴勒莫大學(xué)和那不勒斯大學(xué)、ENR和RINA。該項(xiàng)目作為意大利國(guó)家計(jì)劃的一部分，由經(jīng)濟(jì)發(fā)展部共同出資。

項(xiàng)目期間開(kāi)發(fā)的技術(shù)可應(yīng)用于不同類型的海事設(shè)施，從能源需求相對(duì)較低的內(nèi)陸水域設(shè)施到大型游輪，可以支持住宿或船舶在特定低速運(yùn)行時(shí)的電力負(fù)荷。

RINA表示，行業(yè)對(duì)生態(tài)可持續(xù)船舶的需求不斷增長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境和海洋保護(hù)區(qū)的高敏感性，敦促所有歐洲造船廠投資于綠色船舶研發(fā)。混合動(dòng)力技術(shù)的使用，將氫和電池與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合使用是第一步，我們認(rèn)為進(jìn)一步的發(fā)展將很快成為現(xiàn)實(shí)。因此，必須制定指導(dǎo)方針和法規(guī)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，打造特別注重安全和環(huán)境問(wèn)題的領(lǐng)先船隊(duì)。