国际海事组织（IMO）公布的数据显示：船舶行业每年的碳排放量约为10.76亿吨，占世界二氧化碳排放总量的2.89%，并呈继续增加的趋势。在IMO 2020限硫令和“双碳”目标背景下，船舶行业绿色转型迫在眉睫。氢燃料被业界看作是“零碳排放”的高清洁能源，其在这一场脱碳的革命中将起到重要作用，因此氢能船舶也成为了船舶业实现绿色转型的重要选择。
氢能船作为一种新兴的船舶动力技术，以其高效、环保、低噪音等优点，正逐渐成为未来船舶动力技术发展的重要方向。
氢能船是一种利用氢能源作为主要动力源的船舶。
氢能船是利用氢气在阳极处被分解成质子和电子，质子穿过电解质膜到达阴极，而电子则通过外部电路形成电流，最终与氧气结合生成水。这个过程不仅高效，而且清洁，因为整个过程中没有燃烧，也没有温室气体排放。
氢能船主要有两种类型：
一是应用于传统内燃机，包括纯氢内燃机或与氨/甲醇等燃料一起使用的混烧型内燃机；二是应用于新型动力装置--燃料电池。
使用氢内燃机作为船舶动力，具有对船体结构改变小、耐久性高、对氢气纯度要求低、产成本低、易产业化等优点，但其受到卡诺循环的限制，热效率相对燃料电池较低，且氢内燃机会产生氮氧化物等排放。
相较之下，氢燃料电池船具有能量转换效率高、振动噪音低、技术成熟度高等优势，其效率可达50%~80%之间，排放产物只有水，因此目前在船用领域发展较为迅速。多年来，美国、英国、德国、韩国、日本等多个国家一直都将燃料电池作为一种船舶技术储备在不断地发展。
（一）燃料电池系统：
燃料电池系统是氢能船的主要动力来源，通过氢气和氧气的电化学反应产生电能。该系统包括燃料电池堆、氢气/氧气供给系统、气体加湿系统、氢气/氧气循环系统、水循环冷却系统及监控系统等。
（二）配电系统：
配电系统负责对氢燃料电池及磷酸铁锂电池组进行管理，并将电源转换为稳定的电压，供船舶其他负载使用。主要技术路线包括直流配电系统和交流配电系统，其中交流配电系统技术相对成熟且简单可靠。
（三）能量管理系统（EMS）：
EMS用于控制和管理本船的电网，监控燃料电池和电池组的运行，协调工作，自动管理燃料电池、锂电池的运行和电能的分配。EMS的功能包括EMS模式选择、氢燃料电池自动运行、电池组自动管理、输配电监控保护、配电开关监控、HMI监测、氢燃料电池和动力电池组并网、重载问询、充电模式、系统冗余、数据同步、系统自检及通信等。
（四）推进系统：
推进系统包括主推进控制系统，主要功能有转速转舵控制、变频驱动系统设备起停、变频驱动系统信号采集、变频驱动系统信号显示及复位、变频驱动系统安全保护、越控、控制站点切换、驾控室点动操作、联锁控制、急停及非随动控制等。
（五）负载系统：
负载系统为船舶日用负载供电，通常采用空冷的冷却方式。负载系统通常为交流电，通过逆变电源模块和隔离变压器与直流配电系统连接。负载电制通常为220 V或380 V，其中220 V通常用于船艇的照明等功率相对较小的日用电，380V通常用于电机、泵及马达等功率稍大设备的日用电。
这些系统共同构成了氢能船的动力系统，使其能够在海上环境中高效、环保地运行。
氢能船作为一种新兴的绿色交通工具，具有许多显著的优点，这些优点使其在未来的船舶领域中具有巨大的潜力。
无污染排放
：氢能船使用氢气作为燃料，通过与氧气反应产生动力，其唯一的副产品是水蒸气，不会产生有害的废气排放1。这使得氢能船在减少空气污染和改善环境质量方面具有显著优势。
零碳排放：
与传统的燃油动力船舶相比，氢能船可以实现真正的零碳排放。这对于应对全球气候变化和实现碳中和目标至关重要。
高能量密度：
氢气的能量密度高，可以提供更高的能量输出，从而提高船舶的航行效率。
高效转化：
氢燃料电池是一种将燃料化学能经电化学反应直接转化为电能的装置，不受卡诺循环限制，效率可达50%~80%，远高于船用内燃机的热效率
（约为40%）
。
可再生资源：
氢气可以通过电解水的方式制备，而水是地球上最丰富的资源之一。因此，氢能是一种可再生的能源，有助于实现能源的可持续发展。
无毒无害：
氢气是一种无毒物质，对人体健康和环境都没有危害。这使得它在某些不允许使用其他形式燃料的地方也可以使用。
适用于不同类型的船舶：氢能船不仅适用于小型游艇和游船，还可以应用于大型货船和客船。这表明氢能技术具有广泛的应用前景。
内容转自：氢能汇、中国船级社等
