航运业的温室气体排放量约占全球总量的 2.5%，每年排放近10亿吨二氧化碳。联合国航运管理机构国际海事组织（IMO）呼吁到2050年将温室气体排放量在2008年的水平上减少50%，以便使该行业与排放目标相协调。

然而，由于低碳燃料在要求的规模上没有得到广泛使用，在未来几十年内整个航运业将面临巨大的脱碳压力。为了实现国际海事组织的目标，行业领袖们表示，到2030年，第一批净零排放的船舶必须进入全球舰队。因此，探索低碳燃料的替代品，为未来几十年即将到来的能源转型做准备，势在必行。

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氢是目前清洁燃料替代品的领导者

在目前正在试用的几种清洁燃料替代品中，氢显然是最受关注的。全球海事论坛从2021年3月开始的一项研究调查了106个着眼于全球海运零排放的项目，发现近一半的项目集中于氢作为低碳燃料来源。与其他燃料替代品相比，氢燃料的一个关键优势是使用氢燃料电池改装现有船舶相对容易。

虽然还没有大型运输船使用氢进行测试，但美国、比利时、法国和挪威已经对氢动力渡轮和小型运输船进行了试航。

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氢作为运输燃料的好处是什么？

现有的全球氢市场。全世界每年生产7000万吨的氢气用于工业用途。此外，由于预计清洁能源需求将不断增加，公司和国家将寻求扩大生产能力的项目，因此氢市场在未来将不断增大。例如，德国的目标是到2040年为绿色氢创造1000万千瓦的国内电解能力。

氢可以大量储存很长一段时间。这对航运业、一般交通运输、工业和能源部门都是有利的。

燃料电池技术不断发展，并且可以在大多数船舶上进行改造。对于较大型船舶，燃料电池通常用于与柴油发电机组成混合动力系统或是直接用于辅助动力系统来进行工作。对于小型船舶，燃料电池系统已可以作为主推进系统工作。

蓝氢和绿氢为航运业提供了一条显著减少温室气体排放的途径。此外，氢燃料电池相对安静，限制了噪音污染，只释放水作为副产品，符合国际上各公约对船舶排放的限制要求。

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氢作为运输燃料面临哪些挑战？

氢气安全性需要考虑。由于船舶的发动机室空间有限，如果处理不当，任何轻微的泄漏都很容易导致氢气积聚和爆炸。因此，储氢场所和燃料电池舱应有适当的安全措施，以确保安全完整性水平。

燃料电池稳定性有待提高。氢燃料电池对工作温度的兼容性、对环境毒性的敏感性及启停循环中的耐久性等问题仍待解决。此外，船舶行驶的特殊工作环境如腐蚀、震动撞击、摇晃程度等环境因素都会造成电池堆内部的不平衡性，需要特别注意。

氢气价格昂贵。虽然灰氢目前价格与传统燃料来源相当具有竞争力，价格约为1~2美元/kg。但灰氢无法提供可持续的解决方案，以减少温室气体排放的规模。蓝氢比灰氢贵30-80%，绿氢比灰氢贵4倍。虽然随着可再生电力和电解成本的下降，蓝氢和绿氢的零售价格预计将下降，但短期来看价格依旧过高。

缺少基础设施建设。因此通过政府干预对于促进绿氢技术的投资以及发展绿氢与灰氢价格竞争所需的加氢和氢气运输基础设施是必要的。

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氢燃料电池船舶应用案例

由于氢燃料电池在各方面的局限性，其开发和应用对于民用船舶来说仍处于起步阶段，目前氢燃料电池系统只在潜艇的AIP系统中有成熟的实际应用，例如德国的212A型潜艇，日本的“浦岛”小型深海AUV调查艇。

Hydroville作为世界上第一艘氢动力客轮运营。它的混合动力发动机允许它同时使用氢气和柴油。此外，CMB已经建造了另外几艘氢动力船，包括一艘规模更大的80人渡轮，计划于2021年初在日本试航。

欧洲创新项目FLAGSHIPS正准备部署世界上第一艘使用氢气的商业货运船。该项目最初的计划是在里昂地区部署一艘小型氢动力船只，但随着氢气在货物运输中更大的潜力出现被改为了内陆货船。新船将负责在塞纳河沿岸的托盘和集装箱中运送货物。

海上专用燃料电池系统由丰田欧洲技术中心在7个月内开发完。它需要重新设计系统，并使用在丰田MIRAI上应用的燃料电池零部件，这些部件被安装到一个更紧凑的?？橹校允视Ｑ笥τ?。该项目成功地证明了丰田燃料电池技术对各种应用的适应性，包括车用以外的应用场景。

YANMER开发了一种海上燃料电池系统，该系统集成了丰田MIRAI的氢燃料电池模块。该系统被安装到YANMER的EX38A FC快艇进行现场测试。该船是第一艘正式遵守日本陆上、基础设施、运输和旅游部制定的氢燃料电池船安全准则船只。

中国船级社CCS和协作团队计划建造中国首艘燃料电池动力公共服务船，该船由CCS分类，预计将在长江流域航行。该船燃料电池的额定功率达到500kW，总储氢量达60kg，总能量储存量超过1MWh，将完全实现氧化硫、氮氧化物和温室气体的"零排放"。