日本船舶氢燃料及相关装备发展路径-北极星氢能网

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2021年，日本国土交通省宣布日本政府碳中和发展政策，明确到2050年实现碳中和目标，强调将与工业界、学术界合作开发必要的技术，加强日本海运业的国际竞争力，率先实现海运碳中和。日本各界一致认为，零排放船舶是实现碳中和的必经之路，重点是推广使用新的替代燃料，要在2030年前完成零排放船舶部署，除了研发相应装备外，还需加快替代燃料的供应基础设施布局。2021年末，日本绿色创新基金决定，进一步支持3个氢燃料相关技术装备的研制和产业化发展，包括主要航运公司、造船厂、发动机制造商、贸易公司、大学和行业协会等在内的12家企业将在项目中进行合作，争取在2028年或更早实现项目成果的商业化运营。

一、氢燃料

川崎重工（Kawasaki Heavy Industries）、洋马动力科技（Yanmar Power Technology）和日本发动机公司（J-ENG），同步开发以氢为燃料的低速、中速、高速发动机，到2026年左右，推出一系列可用于各种船型的氢燃料船舶发动机，同时开发相应的船用氢燃料罐和燃料供应系统。

该项目将耗资约219亿日元，其中约210亿日元将由绿色创新基金提供。川崎重工将开发中速4冲程发动机，其输出功率在2000KW至3000KW之间，洋马动力将研发中速和高速4冲程、输出功率为800KW和1400KW的辅助发动机，日本发动机公司将开发输出功率超过5000KW的低速2冲程发动机。日本航运公司和川崎重工各造船厂合作，联合研发首制船并试运行，其中，中速4冲程发动机和低速2冲程发动机将在液化氢运输船上试用，中速和高速4冲程辅助发动机将在油轮上试用，在试用中对相关技术完善后，进行批量建造和商业运营。川崎重工还将开发船用氢燃料系统（MHFS），由船用氢燃料罐和燃料供应系统组成。船用氢燃料系统经过陆基测试后，将同时在首制船上试用。

2021年，上述三家公司成立了合资开发公司HYENG。HYENG将开发氢燃料技术包括基本燃烧分析、储罐材料和密封技术、行业技术标准和规则规范等。HYENG委托九州大学、广岛大学承担基础试验研究，并为发动机性能测试、运行数据分析等提供技术支持。川崎重工计划通过大型液化氢运输船示范，与这一项目衔接，实现液化氢供应链的商业化。

二、液氢运输

2016年，川崎重工、日本岩谷材料（Iwatani）、壳牌日本公司（Shell Japan）和日本电力开发公司（J-Power）成立了“零碳氢能源供应链技术研究协会（HYSTRA）”，旨在推动氢能源在日本实现社会化应用。之后，日本丸红（Marubeni）、新日本石油公司（Eneos）和川崎汽船（K-Line）相继加入。2019年，经上述各方努力，川崎重工建造的液氢运输船“SUISO Frontier”完工下水，成为世界第一艘能够在零下253摄氏度的空前低温下运送货物的船只。

“SUISO Frontier”号

2021年，日本创新基金支持上述7家企业合作，进一步开展氢能源试用技术、液氢运输存储等技术研发，旨在建立一个经济和稳定的氢能源供应链。按照计划，日本与澳大利亚政府合作，在澳大利亚褐煤矿中生产氢气，并以液氢的形式运输到日本，该计划的核心是液氢的海上运输。为此，川崎重工将对“SUISO Frontier”做进一步技术完善，包括开发新的真空隔热不锈钢罐作为液氢的货物密封系统，改进船体的双壳结构通过双壳间的真空防止对流热传递，研发耐传导热量的玻璃纤维增强塑料（GFRP）作为绝缘材料，以及研发低温阀门、货运泵、货运压缩机、温度计、液位计等各种用于低温的货运设备。

受新冠疫情影响，原计划于2021年初完成对“SUISO Frontier”的技术升级，直到2021年四季度才完成。川崎重工在2022年1月制定商业化推广计划，将基于该船型推出更大船型的设计方案、液氢存储维护系统的方案，为日本2030年前实现液氢运输的商业化提供装备支持。

三、氢动力船

2019年，日本常石集团造船公司（TFC）和比利时海事集团（CMB），合资成立宾果研究院（Bingo Research Institute），共同开发氢动力船舶，2021年推出世界上第一艘氢动力渡轮“Hydro Bingo”。该船配备了两台氢-柴双燃料发动机“Hypenta DB-1000”，每台最大连续功率输出为441KW，实际混合燃烧率范围为0%-70%（氢气），该船计划以30%-50%的混合燃烧率运行，实现较传统柴油发动机减少50%的二氧化碳排放。

2021年，日本常石和比利时海事加强对宾果研究院的资本注入，同时争取到日本创新基金的支持，进一步拓展和推动氢动力船舶的市场化运营。继氢动力渡轮之后，宾果研究院将于2022年开始设计氢动力拖船，并于2023年在日本常石建造一艘氢动力拖船。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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