挪威海克斯康集团以其为商用车辆提供的替代燃料系统而闻名，其中包括用于车载燃料储存的高压复合材料储罐。2021年，该公司成立了一个新的部门——海克斯康普鲁斯海事公司（Hexagon Purus Maritime）。
2021年，Hexagon Purus参与了ZeroCoaster项目研究，探索氢能在海事领域的应用。（图片：Hexagon Purus）“我们的策略是聘用具有海事背景的工程师，并将 Hexagon 集团其他部门的技术应用于航运领域，”Hexagon Purus Maritime 的总经理 Robert Haugen 说。
在加入Hexagon之前，Haugen曾在海事领域工作，包括在南美一艘大型渔船上从事运营工作。在最近一次Mission Hydrogen网络研讨会上，他谈到了压缩氢气在船舶上的应用。
“我加入海克斯康公司时的初衷，就是希望通过将海克斯康的技术应用于海事领域，继续为环境保护做出积极贡献，”他说。
海事船舶种类
豪根认为，要解释为什么更多船舶没有采用压缩氢气等零排放解决方案，首先必须明确“船舶”的定义，因为商用船舶种类繁多，涵盖了从大型货轮、高速渡轮到休闲船艇和驳船等各种类型。
他说：“这些船舶的形状、能耗和用途都各不相同。它们遵循不同的规章制度，运输不同类型的货物，以不同的方式创造价值。有些船舶在有限的区域内航行，而另一些则远航于广阔的海洋。”
豪根补充道：“在开发氢燃料系统时，必须了解每艘船舶及其类型之间的复杂性和差异。例如，高速渡轮的需求与散货船截然不同。燃料储存在哪里？安全区域在哪里？谁来操作和维护该系统？”
另一个棘手的问题是，大多数类型的船舶都没有关于使用压缩氢气的具体说明。
“每个项目模式都要经过他们所谓的替代船舶设计流程，即 IMO 1455 法规，其任务是通过安全分析证明压缩氢燃料系统与现有燃料系统一样安全或更安全，”豪根说。
了解占空比
船舶类型并非造成差异的唯一因素。船舶的运行工况多种多样，在设计压缩氢气系统时必须考虑这些因素。
Hexagon Purus Maritime 位于挪威奥勒松的办事处。 （照片：六角普鲁斯）“压缩氢燃料占用船上大量空间——远比传统柴油燃料大得多，”豪根说道。他还补充说，对于大多数柴油动力船舶而言，燃料储存在船体底部，起到压载作用，稳定船体。
他说：“在某些情况下，你可以携带足够几个月使用的燃料。因此，目前的操作模式是，给船只加满燃料后，就可以长时间不用管它。”
豪根表示，情况并非一定如此，因为有很多船舶如果没有定期加油的能力，是无法长时间运营的。
他说：“有些船只沿海岸线航行，或者在河流上往返。许多船只花费大量时间装卸货物。这些船只非常适合运输压缩氢气。”
然而，采用压缩氢气需要船舶所有者和运营商转变观念。
“我们必须考虑到，许多船东在燃料供应方面几代人都沿用了相同的方式，”豪根说。
然而，成功案例确实存在。
他说：“我们有两艘渡轮从我们位于挪威西海岸的办公室出发，只需50分钟即可到达。横渡峡湾只需23分钟。之前的两艘渡轮横渡峡湾需要消耗80升柴油。现在，两艘全电动渡轮以480千瓦时的电量完成同样的工作。”
据豪根称，渡轮在航程的两端只需六分钟即可使用 6 兆瓦的充电器进行充电。
如果渡轮使用压缩氢气作为燃料，其航程有望大幅提升。豪根表示，根据一个大约相当于40英尺集装箱大小的燃料箱计算，渡轮无需加油即可全天运行——完成44次往返航程。
他说：“这艘渡轮不在半夜运营——而半夜正是加油的绝佳时机。这正体现了我们需要重新思考运营模式，以实现零排放运营。”
能源效率重点
豪根表示，设计用于压缩氢气的船舶意味着要评估船上的能源消耗。幸运的是，该行业在提高能源效率方面已经取得了长足的进步。
“螺旋桨喷嘴、船体优化、电池削峰和热回收都是目前船舶上常见的提高能源效率的重要措施，”豪根说道。“这对所有能量密度低于传统燃料的新型零排放燃料来说都是好消息。如果能优化能源效率，一公斤氢气就能让你走得更远。”
考虑所有解决方案
Haugen 表示，在评估压缩氢气是否适合特定容器时，Hexagon 会考虑到整个零排放功率谱。
Hexagon Purus Maritime公司办公室内的高压燃料钢瓶。（图片：Hexagon Purus）他说：“如果条件允许，从船舶和运营情况的角度来看——包括电网可用性——我们始终建议完全使用电池供电。这是最有效的能源利用方式。”
不过，豪根指出，大多数船舶体积太大，采用电池电动（BE）解决方案并不可行，而且对许多船舶来说，有效充电也是一个问题。
“当电池[动力]本身不足以满足需求时，压缩氢气就派上了用场，”他说道，并补充说，在电池动力之后，压缩氢气是最有效的零排放动力源。
豪根列举了多种适合使用压缩氢气的船舶。这些船舶包括客船、渡轮和高速渡轮、滚装船、内河驳船、服务和供应船、渔船、货船以及“所有在沿海地区运营且两次加注燃料之间最多只能运行几天的船舶”。
他表示，船舶的复杂性仍然是一个限制因素。能源需求更高的船舶可以使用其他氢燃料，例如液氢。
“液氢虽然能量损失较大，但体积小，用量也大，”豪根说。
没有灵丹妙药
豪根表示，无论采取何种解决方案，都迫切需要零排放的海上电力解决方案。
他说：“我们需要与船东、设计师和船厂进行对话，让他们了解哪些是可行的，哪些是不可行的。我们需要了解不同类型船舶的差异，以及它们不同的需求和局限性。”
豪根补充说，压缩氢气等替代燃料将在海事领域发挥独特的作用。
他说：“未来不会再有像柴油那样能够满足整个市场需求的单一燃料。绿色氢能将发挥重要作用。”
