2021年12月，在歐洲自由貿(mào)易聯(lián)盟監(jiān)察委員會(huì)(ESA)的批準(zhǔn)下，挪威氣候與環(huán)境部下屬國(guó)有企業(yè)Enova授予了挪威零排放航運(yùn)公司Topeka的氫動(dòng)力船舶項(xiàng)目2.19億挪威克朗(約2500萬(wàn)美元)資金支持。獲得這筆撥款意味著Topeka打造零排放氫動(dòng)力船舶的目標(biāo)距離成為現(xiàn)實(shí)又更近了一步。
Topeka是挪威海運(yùn)巨頭威爾森集團(tuán)(Wilhelmsen Group)的一部分。威爾森集團(tuán)是一家擁有一百多年發(fā)展歷史的綜合性國(guó)際海事集團(tuán)，為全球商船船隊(duì)提供產(chǎn)品和服務(wù)，以及船員和技術(shù)管理。談到Topeka公司及其氫動(dòng)力船舶項(xiàng)目設(shè)立的初衷，Topeka首席執(zhí)行官Steinar Madsen告訴記者：“所有國(guó)家以及各行各業(yè)都必須采取氣候行動(dòng)，我們成立Topeka的目的就是要建造、擁有和運(yùn)營(yíng)零排放船舶，使我們的客戶能夠?qū)崿F(xiàn)供應(yīng)鏈脫碳。Topeka對(duì)面向近海和深海航運(yùn)的各種脫碳解決方案進(jìn)行了研究。我們相信，僅憑單一的解決方案無(wú)法解決航運(yùn)業(yè)所面臨的溫室氣體減排挑戰(zhàn)。航運(yùn)脫碳需要采用多種清潔燃料，具體則取決于燃料供應(yīng)情況和所屬的運(yùn)輸部門(mén)。”
Topeka項(xiàng)目也是威爾森集團(tuán)與康士伯海事、Norled、戴安娜航運(yùn)等13家歐洲合作伙伴共同開(kāi)展的HyShip項(xiàng)目的一部分，該項(xiàng)目已經(jīng)在2020年底獲得了來(lái)自歐盟“地平線2020”計(jì)劃的800萬(wàn)歐元(約940萬(wàn)美元)資助。除了設(shè)計(jì)和建造由綠色液氫驅(qū)動(dòng)的新型滾裝示范船之外，該項(xiàng)目還計(jì)劃建立可行的液氫供應(yīng)鏈和加注平臺(tái)，以降低液氫在整個(gè)歐洲應(yīng)用推廣的開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)成本。液氫動(dòng)力船將由威爾森集團(tuán)運(yùn)營(yíng)，預(yù)計(jì)將于2024年投入使用。該船將提供“二合一”服務(wù)，在為沿?？蛻暨\(yùn)輸貨物的同時(shí)還負(fù)責(zé)將集裝箱裝載的液氫運(yùn)送到燃料加注中心。挪威西海岸分布著眾多為海工行業(yè)服務(wù)的基地，而基地與基地之間的運(yùn)輸剛好是一條非常適合液氫的重型運(yùn)輸路線。HyShip項(xiàng)目將對(duì)船舶、創(chuàng)新的動(dòng)力系統(tǒng)以及配送網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大規(guī)模驗(yàn)證。未來(lái)，燃料加注中心還將為包括渡輪和遠(yuǎn)洋船舶在內(nèi)的氫動(dòng)力船供應(yīng)燃料。
據(jù)Steinar Madsen介紹，Topeka“基地到基地”項(xiàng)目的總部設(shè)在挪威，旨在創(chuàng)建一種定期的零排放沿海航線運(yùn)輸服務(wù)。其目標(biāo)是建造兩艘由液氫和質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池驅(qū)動(dòng)的姊妹船。該項(xiàng)目與挪威Aurora Energy的氫氣生產(chǎn)和液化工廠的建設(shè)互相關(guān)聯(lián)。Aurora Energy的背后凝聚著挪威最大的能源公司Equinor、法國(guó)液化空氣集團(tuán)(Air Liquide)以及挪威水電公用事業(yè)公司BKK這三家合作伙伴的共同力量?！拔覀兊哪繕?biāo)是記錄和展示液氫如何用作船舶燃料?！盨teinar Madsen說(shuō)道。在接受本刊專訪過(guò)程中，Steinar Madsen向我們介紹了Topeka兩艘氫動(dòng)力船舶的具體情況以及船上應(yīng)用的液氫和氫燃料電池的技術(shù)亮點(diǎn)，并分享了他對(duì)氫氣在航運(yùn)脫碳中扮演的角色以及如何克服氫燃料應(yīng)用中存在的成本和儲(chǔ)存等挑戰(zhàn)的專業(yè)見(jiàn)解。
記者：Topeka氫動(dòng)力船舶項(xiàng)目剛剛獲得挪威政府撥款資助，項(xiàng)目進(jìn)展現(xiàn)狀如何？接下來(lái)還有哪些計(jì)劃？
Steinar Madsen：政府資助對(duì)于Topeka氫動(dòng)力船舶項(xiàng)目來(lái)說(shuō)非常重要，因?yàn)樵O(shè)計(jì)和建造這些船舶需要進(jìn)行大量的創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)。除此之外，作為HyShip項(xiàng)目的示范船，Topeka“基地到基地”項(xiàng)目也得到了歐盟的支持。
目前，我們已經(jīng)明確并設(shè)計(jì)出了兩艘船舶及其氫動(dòng)力總成系統(tǒng)的規(guī)格概要，包括燃料加注、油箱和燃料電池的設(shè)置。接下來(lái)我們將開(kāi)展詳細(xì)設(shè)計(jì)以及與船廠的合同簽訂。
記者：請(qǐng)您再介紹一下關(guān)于這兩艘氫動(dòng)力船舶的詳細(xì)信息，例如她們的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和技術(shù)規(guī)格。
Steinar Madsen：這兩艘船將是完全相同的姊妹船，技術(shù)名稱為L(zhǎng)MG 115-RRH(2)。她們是由挪威船舶設(shè)計(jì)公司LMG Marin設(shè)計(jì)的115 TEU滾裝船，總長(zhǎng)132米，寬24.5米，貨物甲板長(zhǎng)119米，建成后將常年在挪威沿海水域運(yùn)營(yíng)。該船具有一個(gè)帶船尾坡道的開(kāi)放式滾裝甲板，甲板面積達(dá)2500平方米，甲板總載重能力為2000噸。此外，這兩艘船還能夠運(yùn)載危險(xiǎn)貨物。船上布置了可供12名船員當(dāng)值期間在船上生活的住宿區(qū)。
船舶采用的推進(jìn)器基于氫/電池—電動(dòng)混合動(dòng)力插電式(plug-in)解決方案。該船能夠在插電式混合動(dòng)力模式下運(yùn)行，每當(dāng)船舶停靠碼頭時(shí)，電池將由大功率手動(dòng)插電式岸電系統(tǒng)來(lái)充電。在無(wú)法進(jìn)行插電式混合動(dòng)力操作的情況下，船舶則可以通過(guò)氫燃料電池系統(tǒng)來(lái)補(bǔ)充推進(jìn)所需的電能。
記者：據(jù)報(bào)道，這兩艘船舶將由液氫和氫燃料電池提供動(dòng)力。這是否意味著氫氣用作船舶燃料在技術(shù)上和商業(yè)上都是可行的？
Steinar Madsen：液氫燃料將在零下253攝氏度的溫度下被加注進(jìn)船上的C型保溫儲(chǔ)罐系統(tǒng)。加熱器將液態(tài)氫轉(zhuǎn)化為氫氣，然后再送入燃料電池系統(tǒng)，為船舶的電池系統(tǒng)發(fā)電。我們非常有信心氫氣用作船舶燃料在技術(shù)上是可行的。
船上將要應(yīng)用的各種系統(tǒng)正在開(kāi)發(fā)當(dāng)中，它們也是前面所提到的HyShip項(xiàng)目里的試點(diǎn)項(xiàng)目，這意味著我們的工作有政府資助在背后提供支持，并且每一個(gè)步驟都取得了政府的蓋章批準(zhǔn)。我們非常有信心，氫氣用作船舶燃料在商業(yè)上也是可行的，因?yàn)槲覀兊捻?xiàng)目有眾多相關(guān)方參與合作，而且整個(gè)價(jià)值鏈都在通力協(xié)作。
記者：Topeka項(xiàng)目所采用的氫燃料電池具有哪些亮點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)？
Steinar Madsen：Topeka項(xiàng)目所采用的氫燃料電池在發(fā)電時(shí)船上不會(huì)產(chǎn)生任何噪音和排放。當(dāng)我們將模塊化燃料電池和電池系統(tǒng)組合在一起后，整個(gè)系統(tǒng)還將獲得良好的冗余和靈活性。此外，具有能夠帶來(lái)高效機(jī)動(dòng)性的可用扭矩也是船舶總發(fā)電系統(tǒng)的一大優(yōu)勢(shì)。
記者：Topeka如何確保氫氣的生產(chǎn)和供應(yīng)？
Steinar Madsen：Topeka“基地到基地”項(xiàng)目所使用的氫氣將通過(guò)挪威蒙斯塔德的Aurora Energy氫氣生產(chǎn)和液化項(xiàng)目來(lái)取得。蒙斯塔德也將是這兩艘船舶的燃料加注地點(diǎn)，與她們的運(yùn)營(yíng)地點(diǎn)一樣，都處于挪威西海岸地區(qū)。
記者：您如何看待未來(lái)氫氣在航運(yùn)業(yè)脫碳進(jìn)程中可能發(fā)揮的作用？
Steinar Madsen：我們相信，氫氣將在幫助航運(yùn)脫碳方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。如果是純氫、氨或電制燃料(e-fuels)，各自的脫碳作用將取決于燃料可用性、具體船舶領(lǐng)域和未來(lái)開(kāi)發(fā)情況，不過(guò)很有可能是以上這些燃料類型組合使用。
純氫具有一些優(yōu)勢(shì)，尤其是在與具備電力推進(jìn)系統(tǒng)的船舶上的燃料電池結(jié)合使用時(shí)。將氨氣作為氫能載體似乎是一種適合內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用的可行解決方案，但由于氨氣有毒，因此也面臨一些挑戰(zhàn)。
記者：氫燃料的應(yīng)用還面臨著成本和儲(chǔ)存等方面的挑戰(zhàn)，這些問(wèn)題在Topeka的項(xiàng)目中是如何解決的？
Steinar Madsen：目前，與其他燃料相比，氫氣的成本確實(shí)相對(duì)較高，但是我們相信化石燃料的價(jià)格將迎來(lái)增長(zhǎng)，而且未來(lái)隨著氫氣生產(chǎn)和需求規(guī)模的擴(kuò)大，價(jià)格也會(huì)下降。
氫氣儲(chǔ)存方面存在的挑戰(zhàn)則可以通過(guò)使用真空隔熱保溫儲(chǔ)罐來(lái)解決，這種儲(chǔ)罐能夠?qū)錃獗３衷谝后w狀態(tài)，從而避免了向空氣中排放。這是通過(guò)燃料電池系統(tǒng)良好的隔熱性能和氫氣消耗來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
記者：在您看來(lái)，航運(yùn)業(yè)如何利用氫氣才能最大限度地釋放它的脫碳潛能？
Steinar Madsen：在這個(gè)問(wèn)題上，我相信方向已經(jīng)確定了。航運(yùn)脫碳帶來(lái)了巨大的商機(jī)，但我們也有必要認(rèn)識(shí)到要實(shí)現(xiàn)脫碳并沒(méi)有靈丹妙藥。航運(yùn)公司必須與能源公司以及原始設(shè)備制造商密切合作，共同開(kāi)發(fā)各種各樣的脫碳解決方案。
此外，只有與氫價(jià)值鏈上的所有參與方合作，才能順利實(shí)施新型解決方案。從LNG燃料的崛起中我們可以看到，建設(shè)高效可靠的燃料加注基礎(chǔ)設(shè)施是一項(xiàng)困難的工作。
而這項(xiàng)工作對(duì)于氫基燃料來(lái)說(shuō)并不會(huì)變得更簡(jiǎn)單。因此，我認(rèn)為有必要朝各個(gè)方向一齊努力。Topeka“基地到基地”項(xiàng)目以及其他面向班輪服務(wù)的近海項(xiàng)目將成為實(shí)現(xiàn)航運(yùn)零排放的領(lǐng)航者。另一方面，對(duì)于深海航運(yùn)而言，業(yè)界必須研究雙燃料以及混合解決方案，通過(guò)一步步的發(fā)展向零排放靠近。我們之所以開(kāi)展這個(gè)項(xiàng)目是因?yàn)門(mén)opeka將在七大海域?yàn)樗泻竭\(yùn)部門(mén)提供零排放船舶。沿海航線只是一個(gè)開(kāi)始。
