加大可再生能源力度为内陆航运的清洁未来提供动力

与其他行业(如农业或能源)相比，运输业是目前唯一一个温室气体(GHG)排放量高于1990年的行业。海运业的温室气体排放量约占世界总排放量的3%，是一个特别难解决的问题。

欧盟绿色协议正在寻求在2050年前使欧洲实现气候中立。国际海事组织(IMO)正在采取措施，到2050年将航运的排放量至少减少一半。电气化有望成为减少航运排放的关键技术，但海运电池技术尚未成熟，无法实现这一目标。

比利时研究机构Flanders Make的Jeroen Stuyts说：“海运业的电池还没有达到它们应该达到的成本点，以使全电动航运成为可能。

目前，Stuyts说，一些船型比其他船型更适合采用电池供电。其中包括在预定路线上运行的渡轮和在固定路线上航行的小型集装箱船。

他们的旅程非常可预测，并且具有可靠的工作模式。这使得分析其能源消耗并计算电气化成本变得容易，以了解其在经济上是否可行。

降低成本

另一方面，由于条件的可变性，洲际航行中的远洋集装箱和货船难以电气化。“你需要一个非常、非常、非常大的电池来应对所有的不确定性，”Stuyts解释说。

电池供电的船舶是一种昂贵的解决方案，“主要是因为为海事用途开发的电池通常是为一种特定的船舶设计定制的，”Stuyts说。这使得它们独一无二，因此价格昂贵。

Stuyts是欧盟资助的SEABAT项目的协调员，该项目正在为海事部门开发电池。他们正在努力将电池技术的创新从汽车行业引入海事部门，并降低成本。

他们的目标是通过开发可用于各种船舶的模块化电池系统来实现这一点。

对电池的研究很少集中在海事部门，这无济于事。船舶的能源需求与其他车辆完全不同。大多数汽车的电池容量约为40-100千瓦时(千瓦时)，但船舶需要比这多10倍，20倍甚至100倍的容量。

混搭

SEABAT正在开发的系统由各种电池组件的标准化模块组成，例如电池单元，冷却系统和电力电子设备。这些可以组合在机架中并缩放以创建不同尺寸的电池。SEABAT将开发一种方法来制造由标准化组件制成的定制电池，这些组件可以批量生产，从而大大降低成本。

该系统的模块化特性还允许组合不同的电池类型，甚至其他存储类型，如超级电容器。Stuyts解释说，将有可能根据船舶的特定需求创建电池解决方案，并随着新电池技术的发展升级系统。

绿色氢能

当您可以使用电池时，它们是一种很好的节能脱碳方式，据芬兰VTT的Jyrki Mikkola说。但是，对于仅靠电池无法解决的情况，我们也需要解决方案。

在Mikkola正在协调的欧盟资助的FLAGSHIPS项目中，项目合作伙伴正在为两艘商业运营的示范船开发氢燃料电池。通过设计以绿色氢为燃料的驳船和集装箱船，他们希望在欧洲开启清洁水运时代。

FPS Waal是一艘在荷兰注册的110米内陆集装箱船，将从德国杜伊斯堡到荷兰鹿特丹往返约80公里。该船载有200个标准集装箱，将取代目前在内陆区域港口和鹿特丹国际港口之间运输货物的柴油船。

塞纳河驳船

另一艘船是一艘60米长的内河航行驳船，用于在塞纳河上运输货物。这艘名为“祖鲁06”的全新船只将氢动力导航带到巴黎市中心。祖鲁06计划作为欧洲第一艘零排放氢推进内河驳船。

正如米科拉所解释的那样，这艘内河船只将沿着巴黎市中心的塞纳河配送货物，以期取代城市拥挤道路上的一些货运。“驳船将有自己的起重机，所以它基本上可以在沿河的任何地方卸货，”他说。

旗舰项目开发的推进系统也是模块化的。每个氢燃料电池模块的功率为200千瓦，多个模块可以连接在一起，以根据需要扩展到尽可能多的功率。巴黎驳船将使用两个燃料电池，提供400千瓦的电力，而集装箱船FPS Waal将从六个燃料电池模块中获得1.2兆瓦的电力。

与工业界合作开发的零排放驳船将于2023年开始运营。随着其城市物流路线根据当今需求而变化，这是标准电气化技术可能带来挑战的一个很好的例子。根据Mikkola的说法，可变的路线导航使得建立充电点网络变得困难。混合动力氢推进系统将扩大驳船的航程并提供更大的操作自由度。

氢混合动力车

氢动力混合动力船仍然采用由电池驱动的电动机。但它们可以使用较小的电池，这些电池由氢燃料电池不断充电。与电池相比，氢的能量密度相对较高且重量轻，允许更长的续航里程，对船舶设计的整体影响较小。

除了减少温室气体排放外，氢气容器不会排放二氧化硫和氮氧化物等污染气体。

“本地生产的绿色氢气与燃料电池技术相结合，为航运业提供了一个非常有趣和可行的选择，航运业急切地寻找解决方案，使其在内陆水道中的绿色运营，”米科拉说。

由于燃料电池和氢气容器没有局部排放，如果这些技术能够大规模实施，城市的空气质量可以大大改善。它们甚至可以取代有毒气体喷出的卡车和货车，以及当前的水上运输系统。

欧盟致力于长期转向清洁能源，以减少对俄罗斯燃料的依赖。转向氢等技术将使当地和区域燃料的生产成为可能。

本地氢气

“我们可以在欧洲的不同港口建立小型电解槽，并在当地生产(氢气)，”米科拉说。“我们不需要从其他地方运来。

旗舰是欧盟资助的更广泛的战略的一部分，旨在为欧洲水道开发氢动力货运。该项目希望其两艘船能够提高对零排放水上运输的认识，鼓励其他船只效仿。

对于Stuyts和SEABAT来说，在欧洲对这些未来技术进行研究也很重要。电池所需的大部分原材料来自欧洲以外，主要是亚洲。这意味着欧洲的专家需要了解如何设计和构建电池系统。欧盟对该领域研究和创新的资助在帮助欧洲保持该市场的竞争力方面发挥着至关重要的作用。“否则，我们既没有材料也没有知识，”斯图伊茨说。