船用氢燃料电池：ABB 联手 HDF Energy 为大型远洋船舶提供动力

本月，全球科技巨头 ABB 与法国燃料电池领域的佼佼者 HDF Energy 宣布了一项具有变革意义的联合开发协议（JDA），旨在利用新一代兆瓦级氢燃料电池单元，革新大型船舶的电力系统。基于 2020 年的谅解备忘录（MoU），他们的目标明确：替换集装箱支线船、氢气运输船及其他远洋船舶上的柴油发电机。鉴于航运业约占全球温室气体排放量的 3%，且主要贸易航线正在收紧排放限制，这一举措恰逢其时。

目前，传统船舶依靠重油或柴油发电机推进和供电，向空气中排放二氧化碳、氮氧化物和颗粒物。若改用氢燃料电池，则通过电化学反应产生电力，仅排放水蒸气。如果使用由可再生能源电解制成的“绿氢”，则可实现真正的零排放航行。借助 ABB 的船载直流电网™（Onboard DC Grid™）架构，燃料电池、电池和岸电可协同工作。船舶可从燃料电池获取峰值负荷，在低负载时段为储能充电，并在港口接入岸电。这意味着更少的燃料消耗、港口更清洁的空气以及更低的维护费用。

早在 2020 年 ABB 与 HDF Energy 签署谅解备忘录时，燃料电池多用于小型工作艇和海上平台。将其应用于大型船舶带来了新的工程挑战。根据新的联合开发协议，双方将合作设计一款足以支持集装箱支线船和氢气运输船的兆瓦级单元。双方工程师将研讨系统布局、热管理及安全协议，确保产品不仅技术可行，更具商业吸引力。试点项目计划于 2028 至 2029 年进行，全面生产有望在 2030 年启动，这标志着海事脱碳的重大进展。

该项目的核心是 HDF Energy 制造的高功率燃料电池堆，专为满足远洋巨轮不间断的电力需求而设计。这些兆瓦级引擎直接将氢气转化为电能，无燃烧、无烟尘。ABB 通过其海事与港口部门，引入海事电力转换器、控制系统和电气分配方案。计划将燃料电池连接至船载直流电网™，平滑燃料电池、电池及辅助设备之间的电力流。模块化设计使得安装和维护简便易行，先进的诊断和数字监控则将安全和运行时间置于首位。此外，该装置旨在适配现有船舶设计，降低运营商的改装成本。这是数十年海事专业知识碰撞的成果。

ABB 在海事电气化和自动化领域已处于领先地位逾 140 年，HDF Energy 对大规模燃料电池了如指掌——从法属圭亚那的 HyPower 工厂到越南石化行业的项目。HDF Energy 首席执行官 Hanane El Hamraoui 指出，此次合作伙伴关系融合了双方的技术优势，推动海事脱碳进程。ABB 海事与港口部总裁 Rune Braastad 认为，该联合开发协议是将氢能技术推广至更广泛船型的关键举措。双方正联合造船厂和船级社，确保该产品符合所有监管要求。

用氢燃料电池替代柴油发电机带来诸多好处，涵盖环境效益和经济收益。燃料电池静音运行并将碳排放降至零，大幅削减温室气体和局部污染物。相较于柴油发动机，燃料电池的活动部件更少，维护周期得以延长。混合设置允许船舶在港口使用电池低速航行，节省燃油。接入岸电进一步降低运营成本，并与港口电气化努力相契合。减少发动机工时还能避免昂贵的检修。总体而言，这有助于优化船舶的整体拥有成本。

海事界面临压力，需达成国际海事组织（IMO）的温室气体目标并遵守更严格的排放控制区规定。随着更严苛的硫和氮氧化物规则落地，船舶运营商需要更清洁的推进方式。船用氢燃料电池技术回应了这一号召，实现零港口排放，帮助船舶在所有航线上达标。该项目也与国家和港口脱碳路线图相协调，包括氢气加注基础设施计划。

通过展示可扩展的兆瓦级解决方案，ABB 与 HDF Energy 的合作希望塑造政策、影响行业规范，并满足投资者对低碳运营的需求，为船舶开启新的绿色融资渠道。随着 2020 年代后期试点机组投入使用，ABB 和 HDF Energy 将收集实际性能数据，在约 2030 年扩大生产前优化设计。顺利通过这些试验后，将催生相关创新机遇——诸如先进的储氢技术、燃料电池混合动力以及岸上加油设施。未来，这一路线图可能涵盖除集装箱支线船以外的其他船型，如散货船、滚装船和巡逻艇。归根结底，该项目是迈向由绿氢驱动的零排放航运业的重要一步，将环保责任与务实的商业考量相结合。

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