“氢舟”驶过“万重山”

自2023 年10 月11 日首航以来，我国氢燃料电池动力船“三峡氢舟1”号已经累计运行超192 小时，航行里程超 2 200 千米，减少排放二氧化碳超68.04 吨。与燃油船舶相比，“三峡氢舟1”号在航行过程中几乎实现了零排放。

采用氢燃料电池

“三峡氢舟1”号是一艘以氢燃料电池为主，并辅以磷酸铁锂电池动力的双体交通船。船体总长49.9 米、型宽10.4 米、型深3.2 米，额定乘员80 人。它的氢燃料电池额定输出功率高达500千瓦，最高航速可达每小时28 千米，续航里程在200 千米左右。

氢燃料电池是一种将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。我们知道，水是由氢元素和氧元素组成的。将水电解后，就会生成氢气、氧气，其中正极产生的是氧气，负极产生的是氢气。氢燃料电池的基本原理其实就是电解水的逆反应。

和普通的干电池、蓄电池最大的不同在于，氢燃料电池本身是一种发电装置，大致相当于一个迷你的“发电厂”。而干电池和蓄电池是一种储能装置，它们把电能贮存起来，到需要时再释放出来。

氢燃料电池动力船具有环保、高效和低噪声等优点。由于氢燃料电池采用的是电化学反应，整个发电过程并不会发生燃烧，仅产生水和热，对环境几乎没有污染。同样的道理，由于氢燃料电池是直接将化学能转换为电能，并不需要经过热能和机械能的变换，所以它的发电效率可以达50% 以上，十分高效。同时，由于氢燃料动力船没有柴油机或燃气轮机等噪声制造“大户”，因此航行时产生的噪声很小。

绿色、智能

从设计、研发开始，“三峡氢舟1”号就秉持着“绿色、智能”的理念。建成之后，它更是取得中国船级社燃料电池- 动力1、绿色船舶-3、能效设计-3、智能船舶（智能机舱）等附加标志。这些附加标志，其实就是代表“三峡氢舟1”号符合中国船级社的相关标准和要求。

中国船级社是我国制定船舶规范和对船舶及其材料和设备进行检验的专门机构。而“入级”是指船舶满足了船级社的建造规范。“入级中国船级社”的意思大致就是“三峡氢舟1”号已经完全满足了中国船级社的建造规范，并且通过了验收。

所谓“绿色船舶”，就是指船舶从设计、建造、营运到拆解的整个生命周期内，通过应用绿色技术最大程度上实现低能耗、低排放、低污染、高能效、安全健康的功能目标。简单地说，就是它们整个生命周期的各个环节都要具备绿色、环保的要素。而“三峡氢舟1”号取得的“绿色船舶-3”，则是绿色船舶规范的最高等级附加标志。

中国船级社对于“智能船舶”的定义包含了很多内容，比如绿色物联网、互联网等技术手段、自动控制技术、大数据处理和分析技术等。“三峡氢舟1”号采用的全回转舵桨推进系统也是其中之一。

我们都知道，传统意义上的船舶推力主要来自它的螺旋桨，推力的大小取决于其发动机的转速，船舶航行的方向则主要依靠舵来完成。而全回转舵桨推进系统不需要舵，就能够随意变换推力的方向，实现向任意方向推进。

绿电制氢

“三峡氢舟1”号是一艘氢燃料电池动力船，虽然也有硫酸铁锂电池作为辅助，但是氢元素是它航行所必不可少的燃料。那么，在这茫茫大江之上，氢又从何而来呢？

早在2021 年，我国就在湖北宜昌杨家湾码头开始建设国内首个内河码头型制氢加氢一体站。这个名为“中国三峡绿电绿氢示范站”的氢能源船舶补给站，从本质上来说，是氢能源船舶的配套工程。它利用三峡电站水力发出的电来进行电解水制氢。产生的氢气再经过压缩、存储和加注等环节，对氢燃料动力电池船舶进行补给。

然而，给氢能源船舶加注氢可没有想象中那么容易。船舶停泊在码头时，会因为风、浪等因素而产生晃动。同时，枯水期和丰水期的水位又明显不同。所以，加氢机和船舶的充氢口位置始终处于一个不断变动的状态。而且，相对于氢燃料动力电池汽车来说，氢能源船舶加注氢气的时间要多上好几倍。

于是，科研人员采用了“折叠机械臂牵引高压软管”的加氢方式，最终解决了这个问题。目前，“中国三峡绿电绿氢示范站”对“三峡氢舟1”号进行氢气加注时，仅需要60 分钟即可加注240 千克氢，就能满足它续航200 千米。

“三峡氢舟1”号实现了我国内河船舶应用氢燃料动力电池技术零的突破。由于它还肩负着同步开展实船测试等科技研究的任务，2024 年年初，相关部门为其建立了“成长档案”。从监测数据来看，“三峡氢舟1”号总体运行情况良好。

（责任编辑：陆艳）