燃料锂离子电池很快会用于船舶推进吗？

有关大多数人来说，挪威因其鼓舞人政治体系和风景如画的峡湾而闻名，但事实上，挪威正大力推进可继续航运研发，以期成为全球海事范畴领先者。挪威不久前承诺，到2026年消除海湾地区的航运排放。

为此，瑞士技术巨头Abb正与欧洲最大的独立研究机构之一SINTEF展开合作，探测氢燃料锂离子电池作为船舶推进能源的可行性。

Abb和SINTEF的合作项目于2018年十一月启动，当前仍处于初期阶段，但合作双方对合作前景洋溢期望，预计世界上第一艘氢动力渡轮将于2021年在挪威西海岸开始运营。

从无到有的研发研发探索

现阶段，SINTEF挪威特隆赫姆试验室的研究人员，正在尝试张大和优化燃料锂离子电池和电池包合，为氢能技术将来的海上使用奠定基础。

“非得要接受的实际是，当前船舶用氢燃料锂离子电池的安装规模非常小，仅约100千瓦，有关燃料锂离子电池的海上使用性能，没有任何有效的实际相关经验数据能供应参考。”

SINTEF海事能源系统研究经理AndersValland表示：“目前氢燃料锂离子电池可见的潜力是，在纯电池续航不足的情况下，可作为距离扩展器。这适用于低速或短距离航行的较小船只。”

因此研究部门的关键目标是实现氢燃料锂离子电池技术在大型、兆瓦级系统以及海事部门中的运用。

AbbMarinePorts全球储能和燃料锂离子电池产品经理Josteinbogen补充:“另一个研发的关键目标是，要怎么样优化燃料锂离子电池堆的效率、可靠性和寿命，以及增强对燃料锂离子电池装置、能量储存的掌控。”

现有的研发方式是，通过建模和模拟，使用试验室以及可执行X-in-the-loop探测的模拟器，在引入实际系统之前，探索不同的船舶使用情景及对应能量系统配置情况。

目前，研发团队已经建造了一所全新的燃料锂离子电池试验室，用于客船大型氢动力处理方法研发，作为船上现有推进系统的附加装置，协助海上混合能源系统试验室的研发工作。

无法回避的4大技术障碍

由于全球海事用燃料锂离子电池技术、研发、推广相关经验都十分有限，Abb和SINTEF的研发合作也承受着来自安全、系统平衡、能耗平衡、基础设施缺失等方面的众多技术考验。

首当其冲的是燃料锂离子电池堆栈的大小、以及相对简单的系统平衡问题。依据Valland的说法，有关拥有多个燃料锂离子电池的系统来说，保持燃料锂离子电池的平衡将尤为紧要。

与此同时，“非得妥善地处理安全问题。”Valland表示：“有几个倡议正在研究这一问题，这可能最引起国际海事组织（IMO）IGF规矩的更新，包括船用氢气规矩。”

此外，尽管环境的影响非常小，但船用氢能的能耗量非常大。“氢气每千克能量含量非常高，但其密度特性意味着即使是最稠密的液体形式，每立方米氢也只能获得80千克燃料。”Valland表示：“从能源的角度看，这意味着氢气的能量比当前所知的任何燃料都要少。”

基础设施和价值链的缺失同样对船用燃料锂离子电池的开发造成妨碍，甚至影响Abb和SINTEF的研发合作项目进展。

bogen直言，当前海上燃料锂离子电池的运用局限性在于张大氢气供应链，包括对大型液化氢（LH2）运输处理方法、氢气大规模车载存储技术的研发不足。

具有巨大潜力的“边缘概念”

尽管如此，船用燃料锂离子电池技术正在获得越来越大的关注。

bogen表示：“尽管存在实际困难，但海洋产业的氢能使用前景仍十分诱人，大量客户正在寻求减少排放的处理方法。在这个项目中，紧要的是与不同的船主合作，以便于探测各种船舶操作，并尝试不同的发电厂配置和控制策略。”

当然，挪威政府也对船用燃料锂离子电池项目开发给予了大力支持，包括政策的倾斜以及公共拨款。

但由于安全、基础设施、可用性和成本的问题仍悬而未决，航运业的整体回应显得冷静，这让国际范围内，氢能在海事范畴的开发使用呈现出微妙的“边缘概念”。

在实现可继续运输看起来仍漫长和困难的情况下，特隆赫姆的研究人员计划将开发重点放在燃料锂离子电池寿命，以及将来2-3年的控制系统优化上。研究人员、政府和行业的合作也将被进一步强调。

尽管看起来困难重重，但Valland仍表示：“一旦将来某个时间开发出丰富的零排放能源，氢气可能会成为紧要的能源载体，对海运业萌生更大的影响。”