是的你沒看錯，

不只是汽車，

船也能用上“新能源”啦！

10月11日，

氫燃料電池動力示范船

“三峽氫舟1”號

在湖北宜昌三峽游客中心（九碼頭）

完成首航，

這標志著氫燃料電池技術

在內河船舶應用實現零的突破。

“三峽氫舟1”號相比傳統燃油動力船舶，

預計每年可替代燃油103.16噸，

減少二氧化碳排放343.67噸。

 

該船由中國三峽集團所屬長江電力、

中國船舶第七一二研究所、

長江三峽通航管理局、

中國船級社、武漢長江船舶設計院、

江龍船艇等單位共同研發建造，

是國內首艘

入級中國船級社氫燃料電池動力船。

“三峽氫舟1”號首航

“三峽氫舟1”號為鋼鋁復合結構，

總長49.9米、型寬10.4米、型深3.2米，

氫燃料電池額定輸出功率500千瓦，

續航里程可達200公里，

交付后用于三峽庫區及三峽-葛洲壩兩壩間

交通、巡查、應急等工作。

這條氫舟是如何誕生的？

小新帶你一起走進背后的故事！

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近年來，國家出臺《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》等系列政策，明確提出氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，是用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體，氫能產業是戰略性新興產業和未來產業重點發展方向。在內河航運領域，研究清潔、高效、可持續發展的新能源動力推進技術已成為趨勢。

在國家政策的指導下，2021年，三峽集團在長江流域啟動氫能業務布局，逐步推進氫燃料電池動力船研制項目的實施。

“三峽氫舟1”號是長江電力檢修廠水工檢修部專業師梁強參與建造的第五艘船。在深度參與了電動船建造后，梁強成為了“三峽氫舟1”號研制項目的成員之一。

過去的幾十年，梁強是就著柴油味兒下飯的，“現在不行了，聞著就難受”。8月初，梁強參與了“三峽氫舟1”號試航，“幾乎聽不到噪聲，行駛非常平穩，一點氣味都沒有。”

如今說起氫舟，梁強講得頭頭是道：“三峽氫舟1”號靠氫燃燒電池提供主要動力，氫燃料電池將氫氣和氧氣的化學能直接轉換成電能，這個過程不通過燃燒，不存在熱能和機械能的轉換，發電效率更高，而且反應產物是水，不產生污染排放，所以它具有無污染、可再生、高效率的優勢。

“氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，將氫燃料電池技術應用于船舶，是未來船舶動力裝置的理想方案。”中船集團七一二所燃料電池事業部系統研究室主任王振說，“長江需要更多像氫舟一樣的綠色船舶。”

2022年的5月，中山江龍船艇的廠房內，弧光耀眼，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，沒有經驗可循，相關技術規范、支持政策、建造標準尚不健全。“移植”心臟只是第一步，關鍵得看這顆全新的心臟如何與各個器官和系統實現匹配和協同，以達到整個身體機能發揮的最大化。

這需要大量的研究論證，長江電力牽頭各單位開展了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具體的關鍵點，“一是續航能力，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，我們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；二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；三是要實現氫燃料電池系統與其它控制系統的關聯與匹配，取得智能船舶認證。”

“這個過程涉及多番試驗、論證和溝通。”在船體的設計和建造中，長江電力檢修廠承擔了大量建造協調工作，由于施工正值新冠疫情，建造團隊依靠線上開展日常溝通，船舶潛水分部主任許家銘最忙的時間是下午5點半以后，趁著設計方、船廠和供貨商在晚餐時間有空，他逐個“煲電話粥”協調解決問題。

“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’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。”

氫舟有了，氫氣從哪里來呢？

2021年，根據國家相關政策和三峽集團戰略部署，當年6月，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。”

然而，給船加氫可沒那么容易。

關蘇敏拿汽車加油舉例，汽油是液態儲存，便于管控，氫是以高壓氣體形式儲存，危險源管控難度更大；而與氫能源車加氫相比，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，因此，加注設備不宜采用陸用加氫槍，應采用更加可靠的加注連接方式，并考慮船岸之間的緊急切斷的聯動功能。

“由于船在泊岸狀態會有晃動，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，而垂直距離受季節性水位落差和強風影響，會存在5到11米的偏差。”關蘇敏說。

也就是意味著，要在確保安全的前提下，更加精準、快速地給船舶充氫。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。

“制氫加氫示范站是‘三峽氫舟1’的配套設施，也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主任研究員葉青平說，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，它的建成對于打通“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。

2023年8月19日，隨著第一縷晨光灑落長江水面，“中國三峽綠電綠氫示范站”為“三峽氫舟1”號注入第一方氫能。

江水湯湯，山色蒼蒼，這座“綠色糧倉”在金色大壩的映照下靜靜等候，不久的將來，會有更多的氫舟在它的補給下“氫”裝跨越萬重山……