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燃料電池有望打破 現(xiàn)有船用動力系統(tǒng)格局

能源發(fā)展網(wǎng)發(fā)布時間:2021-02-23 00:00:00

 

□ 解 放

 

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(guān)鍵一步。

與傳統(tǒng)船舶動力裝置不同,燃料電池是一種未經(jīng)燃燒就能把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,屬于21世紀繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。

提及燃料電池的誕生和發(fā)展,還得追溯到1839年。當時,英國物理學家威廉·葛洛夫發(fā)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(fā)幾經(jīng)反復,直到20世紀才得到發(fā)展。

早期燃料電池發(fā)展,焦點集中在軍事空間等專業(yè)應用及千瓦級以上分散式發(fā)電上。但隨著技術(shù)進步,它用途更加廣泛,既可應用于軍事、空間、發(fā)電廠領(lǐng)域,也可應用于船舶、機動車、移動設備和居民家庭等領(lǐng)域。

近年來,我國船舶產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展進步,各項研究也不斷深入,傳統(tǒng)船舶動力裝置如柴油機和燃氣輪機,都存在能效轉(zhuǎn)換率低、環(huán)境污染重、燃料單一等缺陷。多年來,科學家們始終致力尋找既有較高能源利用效率、又不污染環(huán)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(zhuǎn)化為電能,因此不會產(chǎn)生大量廢氣與廢熱,可避免中間轉(zhuǎn)換能量的損失,轉(zhuǎn)化效率超過50%(傳統(tǒng)柴油機或燃氣輪機的轉(zhuǎn)化效率一般在25%~40%),高效率即意味著高經(jīng)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(tǒng)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(zhì)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(chǎn)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(yōu)點,備受人們青睞。

不過,在民用船舶領(lǐng)域,燃料電池目前尚不具備大規(guī)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(shù)的不斷革新,以及國際公約法規(guī)對船舶排放要求的日益嚴格,燃料電池將有可能打破現(xiàn)有船用動力系統(tǒng)格局。”相關(guān)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。

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