鉅大LARGE | 點擊量：747次 | 2021年07月28日
燃料鋰離子電池很快會用于船舶推進(jìn)嗎？
有關(guān)大多數(shù)人來說，挪威因其鼓舞人政治體系和風(fēng)景如畫的峽灣而聞名，但事實上，挪威正大力推進(jìn)可繼續(xù)航運研發(fā)，以期成為全球海事范疇領(lǐng)先者。挪威不久前承諾，到2026年消除海灣地區(qū)的航運排放。
為此，瑞士技術(shù)巨頭Abb正與歐洲最大的獨立研究機(jī)構(gòu)之一SINTEF展開合作，探測氫燃料鋰離子電池作為船舶推進(jìn)能源的可行性。
Abb和SINTEF的合作項目于2018年十一月啟動，當(dāng)前仍處于初期階段，但合作雙方對合作前景洋溢期望，預(yù)計世界上第一艘氫動力渡輪將于2021年在挪威西海岸開始運營。
從無到有的研發(fā)研發(fā)探索
現(xiàn)階段，SINTEF挪威特隆赫姆試驗室的研究人員，正在嘗試張大和優(yōu)化燃料鋰離子電池和電池包合，為氫能技術(shù)將來的海上使用奠定基礎(chǔ)。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
“非得要接受的實際是，當(dāng)前船舶用氫燃料鋰離子電池的安裝規(guī)模非常小，僅約100千瓦，有關(guān)燃料鋰離子電池的海上使用性能，沒有任何有效的實際相關(guān)經(jīng)驗數(shù)據(jù)能供應(yīng)參考?！?/p>
SINTEF海事能源系統(tǒng)研究經(jīng)理AndersValland表示：“目前氫燃料鋰離子電池可見的潛力是，在純電池續(xù)航不足的情況下，可作為距離擴(kuò)展器。這適用于低速或短距離航行的較小船只。”
因此研究部門的關(guān)鍵目標(biāo)是實現(xiàn)氫燃料鋰離子電池技術(shù)在大型、兆瓦級系統(tǒng)以及海事部門中的運用。
AbbMarinePorts全球儲能和燃料鋰離子電池產(chǎn)品經(jīng)理Josteinbogen補(bǔ)充:“另一個研發(fā)的關(guān)鍵目標(biāo)是，要怎么樣優(yōu)化燃料鋰離子電池堆的效率、可靠性和壽命，以及增強(qiáng)對燃料鋰離子電池裝置、能量儲存的掌控。”
現(xiàn)有的研發(fā)方式是，通過建模和模擬，使用試驗室以及可執(zhí)行X-in-the-loop探測的模擬器，在引入實際系統(tǒng)之前，探索不同的船舶使用情景及對應(yīng)能量系統(tǒng)配置情況。
目前，研發(fā)團(tuán)隊已經(jīng)建造了一所全新的燃料鋰離子電池試驗室，用于客船大型氫動力處理方法研發(fā)，作為船上現(xiàn)有推進(jìn)系統(tǒng)的附加裝置，協(xié)助海上混合能源系統(tǒng)試驗室的研發(fā)工作。
無法回避的4大技術(shù)障礙
由于全球海事用燃料鋰離子電池技術(shù)、研發(fā)、推廣相關(guān)經(jīng)驗都十分有限，Abb和SINTEF的研發(fā)合作也承受著來自安全、系統(tǒng)平衡、能耗平衡、基礎(chǔ)設(shè)施缺失等方面的眾多技術(shù)考驗。
首當(dāng)其沖的是燃料鋰離子電池堆棧的大小、以及相對簡單的系統(tǒng)平衡問題。依據(jù)Valland的說法，有關(guān)擁有多個燃料鋰離子電池的系統(tǒng)來說，保持燃料鋰離子電池的平衡將尤為緊要。
與此同時，“非得妥善地處理安全問題?！盫alland表示：“有幾個倡議正在研究這一問題，這可能最引起國際海事組織（IMO）IGF規(guī)矩的更新，包括船用氫氣規(guī)矩?！?/p>
此外，盡管環(huán)境的影響非常小，但船用氫能的能耗量非常大?！皻錃饷壳Э四芰亢糠浅８?，但其密度特性意味著即使是最稠密的液體形式，每立方米氫也只能獲得80千克燃料。”Valland表示：“從能源的角度看，這意味著氫氣的能量比當(dāng)前所知的任何燃料都要少?！?/p>
基礎(chǔ)設(shè)施和價值鏈的缺失同樣對船用燃料鋰離子電池的開發(fā)造成妨礙，甚至影響Abb和SINTEF的研發(fā)合作項目進(jìn)展。
bogen直言，當(dāng)前海上燃料鋰離子電池的運用局限性在于張大氫氣供應(yīng)鏈，包括對大型液化氫（LH2）運輸處理方法、氫氣大規(guī)模車載存儲技術(shù)的研發(fā)不足。
具有巨大潛力的“邊緣概念”
盡管如此，船用燃料鋰離子電池技術(shù)正在獲得越來越大的關(guān)注。
bogen表示：“盡管存在實際困難，但海洋產(chǎn)業(yè)的氫能使用前景仍十分誘人，大量客戶正在尋求減少排放的處理方法。在這個項目中，緊要的是與不同的船主合作，以便于探測各種船舶操作，并嘗試不同的發(fā)電廠配置和控制策略。”
當(dāng)然，挪威政府也對船用燃料鋰離子電池項目開發(fā)給予了大力支持，包括政策的傾斜以及公共撥款。
但由于安全、基礎(chǔ)設(shè)施、可用性和成本的問題仍懸而未決，航運業(yè)的整體回應(yīng)顯得冷靜，這讓國際范圍內(nèi)，氫能在海事范疇的開發(fā)使用呈現(xiàn)出微妙的“邊緣概念”。
在實現(xiàn)可繼續(xù)運輸看起來仍漫長和困難的情況下，特隆赫姆的研究人員計劃將開發(fā)重點放在燃料鋰離子電池壽命，以及將來2-3年的控制系統(tǒng)優(yōu)化上。研究人員、政府和行業(yè)的合作也將被進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)。
盡管看起來困難重重，但Valland仍表示：“一旦將來某個時間開發(fā)出豐富的零排放能源，氫氣可能會成為緊要的能源載體，對海運業(yè)萌生更大的影響?！?/p>
