燃料電池：有望打破現有船用動力系統格局
來源：解放軍報 2021-02-22
前不久，我國第一艘燃料電池游艇“蠡湖”號完成試航。這標志著我國燃料電池在船舶動力上的實船應用邁出關鍵一步。
與傳統船舶動力裝置不同，燃料電池是一種未經燃燒就能把化學能轉化為電能的裝置，屬于21世紀繼水力發電、熱能發電和原子能發電之后的第四種發電技術。
提及燃料電池的誕生和發展，還得追溯到1839年。當時，英國物理學家威廉·葛洛夫發明了燃料電池，并用它點亮了倫敦講演廳的照明燈。后來，由于受材料、資金、市場等多方面因素限制，對燃料電池的研究和開發幾經反復，直到20世紀才得到發展。
早期燃料電池發展，焦點集中在軍事空間等專業應用及千瓦級以上分散式發電上。但隨著技術進步，它用途更加廣泛，既可應用于軍事、空間、發電廠領域，也可應用于船舶、機動車、移動設備和居民家庭等領域。
近年來，我國船舶產業不斷發展進步，各項研究也不斷深入，傳統船舶動力裝置如柴油機和燃氣輪機，都存在能效轉換率低、環境污染重、燃料單一等缺陷。多年來，科學家們始終致力于尋找既有較高能源利用效率、又不污染環境的能源利用方式，而燃料電池正是比較理想的選擇。
——高效率。燃料電池將燃料的化學能直接轉化為電能，因此不會產生大量廢氣與廢熱，可避免中間轉換能量的損失，轉化效率超過50%（傳統柴油機或燃氣輪機的轉化效率一般在25%～40%），高效率即意味著高經濟性。
——低排放。燃料電池以天然氣等富氫氣體為燃料時，二氧化碳的排放量比傳統熱機減少40%以上，這對緩解地球溫室效應十分重要。另外，燃料電池使用中只進行電化學反應，沒有高溫燃燒過程，因此幾乎不排放氮和硫的氧化物，減輕了對大氣的污染。
——燃料多樣化。對于燃料電池而言，只要含有氫原子的物質都可作為燃料，例如天然氣、石油、沼氣、酒精等。為此，燃料電池非常符合能源多樣化需求，既能減少對石油產品的依賴，也可減緩主流能源的耗竭。
此外，燃料電池還具有噪聲小、可靠性高、操作方便、易于建設等優點，備受人們青睞。
不過，在民用船舶領域，燃料電池目前尚不具備大規模應用的條件，主要是受其成本、安全、壽命等多種因素影響。同時，燃料電池燃料供應與提取、安全性、響應時間也需進一步改進。
“隨著技術的不斷革新，以及國際公約法規對船舶排放要求的日益嚴格，燃料電池將有可能打破現有船用動力系統格局。”相關研究人員表示，燃料電池船舶在不久的將來能否“唱主角”，還需拭目以待。
