氢动力示范：“HySHIP项目”之下的“Topeka”轮

船舶使用氢燃料是欧盟在2050年之前实现碳中和的长期战略之一，如今，全电动和混合动力船舶已经在包括挪威在内的多个国家投入使用，现在，一个新项目的目标是建造一艘使用液态绿色氢(LH2)的零排放原型船。

可观的排放量降低

由挪威政府政策和财政为基础、欧盟“Horizon 2020”计划支持、威尔森公司(Wilhelmsen)的运营“HySHIP项目”备受瞩目。“HySHIP项目”计划建造一艘以液态绿色氢(LH2)为燃料的零排放滚装船，并向挪威沿海的氢枢纽码头输送LH2，旨在将其作为可行的海上燃料选择加以推广，目前，该项目下的概念原型船“Topeka”轮处于设计建造阶段，或将于2024年投入使用。
1807年，弗朗索瓦·艾萨克·德·里瓦兹(François Isaac de Rivaz)发明了一种由氢氧混合物燃烧驱动的发动机，进入21世纪，越来越多的政策制定者和行业专家一致认为，大气环境的保护需要绿色或可再生氢以支持，而其所产生的能量是汽油或柴油的三倍。“海运业是全球温室气体排放的大户，脱碳也须先从这个领域开始。”欧盟燃料电池及氢能合作计划(FCH JU)董事巴特·比布伊克(Bart Biebuck)说，“氢和燃料电池可能以零排放的方式驱动船只，未来的各种船型都需要将它们整合起来。”

Wilhelmsen副总裁Per Brinchmann解释道：“‘HySHIP项目’成立于2020年1月份，当时，我们已经着手开发一种适用于在挪威西海岸供应基地之间运行的零排放船舶，即‘Topeka’轮。未来，我们希望使LH2成为对在欧洲航行船舶具有很大吸引力的燃料选择，进而将其推广为可行的海上替代燃料。”投入运营后，“Topeka”轮不仅将在挪威一些港口之间运送货物外，还将把氢气输送到斯塔万格港(Stavanger)和克里斯蒂安桑德港(Kristiansund)之间的沿海燃料库，为石油和天然气平台及海上风电项目提供服务。同时，“HySHIP项目”的合作伙伴也希望通过这样的方式，在北欧地区创建一个全面的LH2基础设施和商业生态系统，以便“消除”每年约25000辆卡车的运输排放量。Per Brinchmann说：“当前，每天有数百辆卡车在斯塔万格和卑尔根港之间运送货物，而‘HySHIP项目’的实施会将这些货物转移至LH2动力船上，这对于减排和安全运输的帮助巨大。”

三家公司可能使用“HySHIP项目”

据介绍，原型船(即“Topeka”轮)将运行在一个1兆瓦的电池组和一个专门的3兆瓦质子交换膜于氢燃料电池上，该装备可由岸上电力充电。通过对于这组系统的尝试，“HySHIP项目”团队希望优化燃料电池的负载和效率。“氢气将通过电解产生，对于船上使用，LH2是一种非常清洁且易于处理的燃料。除了核能之外，氢和燃料电池是唯一已知的清洁能源，我们可以称之为绝对无排放——因其唯一的排放物是以蒸汽形式存在的水。”
未来，“HySHIP项目”还将开发几艘LH2动力船舶(我们暂且称之为“复制者”号)，其中包括一艘用于内河航道航行的0.5兆瓦的小型油轮驳船、一艘快速渡轮和一艘20兆瓦的深海船舶。Per Brinchmann表示：“斯托尔特·尼尔森公司(Stolt Nielsen)经营着一支内河船队，由于欧洲国家正在发展氢能基础设施，该公司船队可能通过使用氢燃料来大幅减少船舶污染物排放。而诺雷得公司(Norled)是一家挪威领先的渡轮运营商，有志于将液态氢作为其快速渡轮的优选燃料。戴安娜航运(Diana Shipping)则是一家拥有好望角型散货船的希腊船东，目前也在考察液态氢是否成为其深海作业选择的可行性。”

看到这里，想必读者对“HySHIP项目”和“Topeka”轮印象深刻。但现实之中，扩大对氢燃料的生产和使用却充满了挑战。

氢需要冷却到零下252摄氏度才能被液化，这是复杂的能源密集过程，且由于缺乏必要的基础设施，我们也很难储存和体验LH2。“不过，我们相信这项技术已经足够成熟，可以在可预见的未来推向市场。”Per Brinchmann说，“扩大规模会有障碍，但这些障碍是可以解决的。迄今为止的挑战只是缺乏安放氢燃料的基础设施，而这是由于需求较低所导致的，由于缺乏经济激励和监管要求，我们暂时无法从污染性燃料转向其他燃料。不过，‘HySHIP项目’的成功能够帮助我们朝着可扩展的LH2燃料海上作业迈出一步。”