CCS中國船級社浙江分社為國家電投集團氫能科技發展有限公司開發的FCPS-S120船用氫燃料電池發電系統頒發了船級社認證型式認可證書。此次獲得型式認可的氫燃料電池發電系統是國內首臺百千瓦級船用氫燃料電池發電系統,開啟了氫能在船舶技術領域應用的新篇章。該證書的簽發是CCS中國船級社為客戶提供先進技術支持、推進船舶新能源應用、助力行業脫碳減排的又一大突出成果。
應用低碳/零碳能源,是實現水運領域碳達峰和碳中和的必由路徑。業界普遍認為,包括氫燃料在內的清潔能源將在航運脫碳和能源轉型過程中扮演重要角色。基于國際海事組織(IMO)減排目標的未來燃料預測,到2050年,氫能等零碳燃料在船舶燃料應用中的占比將達到35%。氫燃料電池早在十幾年前就已成功運用上船,例如2009年推出的全球首艘氫燃料電池動力船“FCS Alsterwasser”。
近年來,隨著航運業面臨的減排脫碳要求日益緊迫,業界加大了對船用氫燃料電池技術的探索和投資力度。全球范圍內,越來越多船用氫燃料電池推進裝置完成示范推廣,成功進入商用階段,各類新型氫燃料電池動力船舶設計也相繼面世,世界第一艘100%由氫燃料電池驅動的商用渡輪“Sea Change”已在今年上半年投入運營,Topeka項目開發的兩艘液氫燃料電池動力滾裝船預計將于2024年投入使用,全球首艘甲醇制氫燃料電池內河拖輪“Hydrogen One”也將在2023年下水。
我國在船用氫燃料電池應用領域雖然起步稍晚,但是也已推出了不少成功的范例和示范項目,例如中國船舶集團有限公司于2020年完成的綠色珠江氫燃料電池動力示范船等項目。今年5月,國內首艘內河氫燃料電池動力工作船“三峽氫舟1號”正式開工建造,這是國內首艘入級CCS中國船級社的氫燃料電池動力工作船。
此次由CCS浙江分社執行型式認可的國氫科技“氫騰”FCPS-S120船用氫燃料電池系統在功率等級上實現了新的突破,其額定功率為120kW,輸出電壓為450~750V,外殼防護等級為IP67,系統主要由燃料電池堆、氫氣循環系統、空氣供給系統、水熱管理系統、控制系統和安全系統等組成;核心部件燃料電池堆由單電池、隔離板、冷卻板、歧管和支撐結構組成;單電池由左右兩塊雙極板(每一側的雙極板本身又是雙層結構,中間設置密集的冷卻水流道)和位于雙極板之間的膜電極(包括交換膜 、催化劑、擴散層)構成。單電池是采用首尾相連的方式串聯在一起,單電池的電壓約為1.23V(實際平均效率約52.8%),電流約520A~560A,通常一臺120kW的燃料電池堆,約由430個單電池串聯,最外端通過端板,利用螺栓等緊固件將按順序疊放在一起的雙極板、膜電極、集流板、端板緊固在一起組成一個電堆。
浙江分社總經理楊政在出席船級社認證型式認可證書頒發儀式發表致辭時指出:“全球減碳背景下,低碳甚至零碳排放船舶已經成為發展趨勢。氫能是航運脫碳技術的理想燃料,氫燃料電池推進技術在船舶上應用可實現能源利用率高、零排放和船舶舒適度高等效果,是綠色船舶的理想動力。”FCPS-S120電池系統不但是國內首臺突破100kW的氫燃料電池,而且其核心部件也全部為國產,實現了核心技術自主可控,且設備滿足最新的技術法規和CCS指南的要求。與以往的氫燃料電池系統相比,FCPS-S120單電池系統的功率更大,既可用于船舶主推進電力,也可用于船舶電站;其可在內河或沿海千噸級貨船、客船上使用,也可以在游艇、觀光船、公務船上使用,具有高可靠性、高安全性、長壽命、零排放等特色和優勢,是發展船用新能源技術,助力實施“雙碳”戰略的全新示范,將為國內氫燃料電池動力在船舶上的應用開啟新篇章。
大力支持氫燃料電池等新能源技術的發展是船級社的責任,浙江分社高度重視相關產品檢驗船級社認證業務,密切關注客戶的實際需求。在FCPS-S120氫燃料電池型式認可實施之前,浙江分社已經與客戶和相關各方進行了大量互動交流。2021年2月,浙江分社與國家電投集團旗下的寧波綠動氫能科技研究院有限公司和寧波綠動燃料電池有限公司,達成雙方氫燃料電池在船舶領域的應用合作意向。
同年7月,浙江分社完成1000噸級內河氫燃料電池船舶項目六方合作協議簽署。分社同步成立了氫燃料新能源技術研究項目組,及時開展了大量研究和產品認證的準備工作,廣泛參與《氫燃料電池》《氫氣瓶》《重整裝置》等三份指南編制任務及《氫燃料動力船舶技術與檢驗暫行規則》的評審工作,積極提出多項修改建議。
船級社認證型式認可項目啟動以來,浙江分社深入項目一線,積極為客戶開展技術幫扶,講解型式認可流程和技術法規,提供技術解決方案,開展審圖專項交流、型式認可專項交流、工廠質量體系審核輔導,為客戶提供優質服務。浙江分社遵循全社“一盤棋”的工作思路,在認證過程中積極協調多方資源高效完成了審圖及認可工作,嚴格把控型式認可項目的各個環節,及時建議客戶在圖紙、試驗大綱中提前納入滿足新法規、指南的內容,并在最后進行合規性確認。考慮產品更廣泛適用性,認可中也貼心提醒客戶盡可能滿足船舶主電源技術要求。浙江分社還在開展審圖的同時,同步推進認可初評、無石棉檢測、制造廠評估、文檔資料準備等大量認可前期工作,為后續短期內順利完成認可工作打下堅實基礎。
今年4月,船級社認證型式認可項目進行到重要節點時恰逢疫情肆虐,為幫助客戶緩解疫情帶來的嚴重影響,保證型式試驗的效率和質量,浙江分社全力以赴配合國家電投集團開展了試驗工作。對于未包含在機構認可證書范圍內的、氫燃料電池特有的涉氫項目,浙江分社采用遠程見證與現場見證相結合的方式進行試驗。在此過程中,擔當驗船師不舍晝夜地連軸轉,周末和出差途中也隨時待命準備接受現場的視頻呼叫,多次在深夜甚至凌晨加班奮戰。對于需要現場見證的項目,浙江分社按照總部統一部署開展了現場見證。為感謝CCS中國船級社浙江分社踏實嚴謹的工作作風、優質高效的服務水平,在此次船級社認證型式認可證書頒發儀式上,國家電投集團氫能科技發展有限公司向浙江分社贈送了錦旗。
為響應國家“雙碳”戰略和業界需求,CCS一直致力于研究替代燃料的相關技術,自2015年起先后發布了《船舶應用燃料電池系統指南》《船舶應用替代燃料指南》《氫燃料動力船舶技術與檢驗暫行規則》《氫燃料電池》《氫氣瓶》《重整裝置》等規范指南,為船舶安全、船用新能源的應用和發展提供了堅實保障。今年7月,CCS《船舶應用甲醇/乙醇燃料指南》(2022)《船舶應用氨燃料指南》(2022)《船舶應用燃料電池發電裝置指南》(2022)正式生效,成為CCS落實國家新能源戰略的又一標志性成果。
在CCS中國船級社的專業服務和先進技術支持下,國內船用氫燃料電池技術及應用不斷取得新的突破,樹起了一個又一個的里程碑。2021年1月,CCS武漢分社向武漢眾宇動力系統科技有限公司頒發了我國首張船用燃料電池產品型式認可證書,標志著我國船用燃料電池商用化邁出重要一步。
2022年5月,由CCS中國船級社檢驗的、滿足最新規范的國內首艘商用氫燃料電池動力工作船“三峽氫舟1號”在江龍船艇中山科技園舉行了開工儀式,標志著氫燃料電池應用已邁入商船推廣階段。“三峽氫舟1號”采用氫燃料電池和鋰電池動力系統,為鋼鋁復合結構,總長49.9米,型寬10.4米,型深3.2米,采用全回轉舵槳推進,氫燃料電池額定輸出功率500kW,最高航速達到28千米/時,續航里程可達200千米,具有高環保性、高舒適性和低能耗、低噪音等特點。該船將主要用于三峽庫區及兩壩間交通、巡查、應急等工作,預計將取得FC-POWER 1、綠色船舶-3、I-ship(M)、EEDI-3、電力推進系統等附加標志,是內河氫燃料電池動力船舶從無到有的重要突破。而最近為FCPS-S120船用氫燃料電池發電系統頒發的型式認可證書是CCS中國船級社全系統頒發的第三份證書,也是國內最大功率的氫燃料電池發電系統。該證書的簽發標志著CCS中國船級社在助力我國新能源核心設備國產化領域取得關鍵性突破,在保障我國新能源安全和解決“卡脖子”技術能力方面邁出了堅實的一步,也是CCS中國船級社攜手業界貫徹新發展理念、服務新發展格局、響應節能減排和助力我國“雙碳”目標落實,推動船用產品制造業高質量發展的成功范例。
作為CCS中國船級社積極參與新能源船舶和產品開發應用的一種寫照,浙江分社除了助力業界拓展氫能源在船用領域的應用外,也在積極開展LNG清潔能源產業鏈建設,發揮橋梁紐帶優勢,將浙江轄區LNG船用產品企業組成產業聯盟,發揮抱團優勢,建立較為完善的LNG全產業鏈。
近日,浙江分社頒發了國內首個MARK III薄膜型貨物圍護系統主屏壁部件船級社認證工廠認可證書,同日頒發了LNG薄膜型貨物圍護系統6種絕緣材料的工廠認可證書。
近年來,隨著LNG產業鏈的逐步完善,LNG船舶的市場訂單也迎來了快速增長,浙江分社為響應市場需求和服務國家戰略,成立了“液化天然氣相關產品檢驗研究工作組”,深入研究和加快推進LNG船用產品的認可和檢驗,為LNG船用產品產業鏈、供應鏈的穩定提供了有力支撐。上述證書的簽發標志著CCS中國船級社在助力LNG船舶相關產品國產化方面取得重大突破。今后,CCS中國船級社浙江分社將繼續主動靠前服務,積極推進相關產品的認可和檢驗,提供更專業、高效、優質的技術服務,為轄區新能源船舶及船用產品產業鏈的健康發展提供有力保障。