湖北日報全媒記者 戴輝 李墨 通訊員 向珊 徐棟

“我跟傳統動力船舶打了幾十年交道，氫舟每天都就著柴油味兒下飯，已過現在可不一樣了，氫舟新能源動力船幾乎聽不到噪聲，已過一點氣味都沒有！氫舟”參與了“三峽氫舟1”號建設的已過長江電力檢修廠水工檢修部專業師梁強，也是氫舟去年首航的全球最大純電動游輪“長江三峽1”號的建設者。兩年兩艘“綠色方舟”下水，已過讓他感慨萬千。氫舟

他介紹，已過“三峽氫舟1”號是氫舟靠氫燃料電池提供主要動力，氫燃料電池將氫氣和氧氣的已過化學能直接轉換成電能，這個過程不通過燃燒，氫舟不存在熱能和機械能的已過轉換，發電效率更高，氫舟且反應產物是水，不會產生污染排放，所以它具有無污染、可再生、高效率的優勢。

然而，“三峽氫舟1”號的誕生，卻不是件易事。

吃螃蟹的人

2022年5月，中山江龍船艇的廠房內，火花飛濺。“三峽氫舟1”號底板焊接成功，國內首艘內河氫燃料電池動力示范船正式開工建造。

怎么建？把船舶動力系統改為氫燃料電池就是氫舟了嗎？可沒那么簡單。

氫燃料電池相當于氫舟的“心臟”。

在國內，氫燃料電池已經成功應用于航天領域和汽車交通領域。但在船舶交通領域，相關技術規范、支持政策、建造標準尚不健全，沒有經驗可循。

長江電力牽頭各單位，迅速開展氫燃料電池動力系統在船舶上的適用性與安全布置分析，以及氫燃料電池與鋰電池能量管理、氫燃料船舶加注操作流程、內河氫燃料電池動力船示范應用方法等一系列技術研究。

“我們成了第一個吃螃蟹的人。”湯文軍接到“三峽氫舟1”的設計任務是2021年5月，那時他剛完成電動游輪“長江三峽1”的設計，“感覺很有難度，但是又很興奮。”

湯文軍是“三峽氫舟1”主設計方武漢長江船舶設計院有限公司副總經理。在他看來，該船的船型設計涉及幾個關鍵點：首先是續航能力，氫舟采用的是氫燃料電池與鋰電池混合動力系統，氫燃料電池作為主力電源，鋰電池作為啟動電源、變工況下的削峰填谷和應急電源，要通過多場景模擬測算，確定兩種電池功率的配置，在此基礎上確定最高航速和續航里程。

其次，是要確定燃料電池系統、氫氣瓶間、鋰電池與機電設備間等重點風險區域的布局，以此敲定船艙各大區域的劃分布局。最后是要實現氫燃料電池系統與其他控制系統的關聯與匹配，并取得智能船舶認證。

“氫燃料電池具有能量轉化率高、能量密度高、振動噪聲低和零碳排放等優勢，但在船舶領域大規模應用還要解決安全運行、氫氣存儲和加注等諸多問題。”中船712所王振說，“三峽氫舟1”號的建成運行具有里程碑意義，實現了氫燃料電池技術在船舶應用從0到1的跨越，為氫燃料電池動力船在國內的大規模商業應用提供了實船示范。

氫從哪里來

氫舟有了，氫氣從哪里來呢？

2021年，長江電力啟動“中國三峽綠電綠氫示范站”項目建設，為內河氫燃料電池動力船提供加氫服務。

“它是國內首個內河碼頭型制氫加氫一體站，可以一站式完成氫能的制備和加注。”長江電力科學技術研究中心關蘇敏介紹，示范站位于三峽工程下游楊家灣碼頭，利用三峽電站發出的綠電進行電解水制氫，再將制得的氫氣經過壓縮、儲存、加注等環節，直接供給氫能源船舶，實現自給自足，提高供氫效率。

給船加氫，可不簡單。

“氫是以高壓氣體形式儲存，危險源管控難度大。陸地上的車加氫主要采用加氫槍，加注時間一般不超過10分鐘，但船舶加氫具有加注量大、持續時間長的特點，不宜采用加氫槍。”關蘇敏說，船在泊岸狀態還會有晃動，加氫機與船舶充氫口的距離不可能完全固定，水平距離一般為5米，受季節性水位落差和強風影響，距離甚至會有5到11米的偏差。

通過多種技術方案比選，項目組最終采用了“折疊機械臂牽引高壓軟管”的加氫方式，每小時可加氫240公斤，滿足氫燃料電池船舶續航200公里。

“制氫加氫示范站的建設，不僅是‘三峽氫舟1’的配套設施，更是推動氫能源技術在內河船舶安全應用的先決條件。”長江電力科學技術研究中心研究員葉青平說，目前，示范站具備大量、快速充氫的能力，也實現了制加氫一體化控制，對打通“制氫、加氫、儲氫、用氫”全產業鏈條，推動長江大保護和踐行“雙碳”戰略具有重要意義。