甲醇燃料电池，净零航运的新选择？

势银能链 · 公众号 · · 2024-07-20 11:30

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近日， 丹麦甲醇燃料电池制造商蓝界科技（Blue World） 宣布，已完成全球首个 200kW船用高温质子交换膜（HT PEM）燃料电池 模块测试。该测试在蓝界科技位于奥尔堡的燃料电池工厂的全新测试车间完成。蓝界科技表示，测试结果显示系统的性能表现超出预期。

该燃料电池以 绿色甲醇 为燃料，系统的 商业设计电效率为55% ，能节省20%至30%的燃料，从而实现绿色能源的有效应用。此外，该系统还能实现 100%的碳捕获 ，被回收的二氧化碳既能用于再生绿色能源，也能用于存储。

图片来源：蓝界科技丹麦

鉴于高温质子交换膜燃料电池技术的巨大潜力，马士基集团作为全球海运脱碳的领跑者，一直密切关注着船用燃料电池系统的研发和测试，并将与蓝界科技在其首台1MW试点系统上进行合作。

蓝界科技的首台试点系统为 1MW 船载发电系统。该系统将安装在马士基的一艘大型远洋 混合燃料甲醇动力集装箱船上 ，该船预计于2026年上半年完成安装。

蓝界科技1兆瓦试点系统效果图，包含5台200千瓦燃料电池模块

蓝界科技表示，其船用甲醇燃料电池系统采用可扩展模块化设计概念，初期可以作为传统化石燃料辅机的绿色替代品， 后期可替代大型兆瓦级主机 。预计于2027年进入商业化，主要应用于发电目的。该系统基于高温质子交换膜燃料电池技术，能提供150°C 高温余热。当使用可再生甲醇作为燃料时，可实现净零运行。

什么是高温甲醇燃料电池？

甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种，采用甲醇为燃料，贵金属Pt做催化剂，常温下即可启动运行。其工作原理与氢燃料电池相同，只是使用甲醇代替氢气作为燃料。与氢气相比，甲醇更容易运输和储存。

高温甲醇燃料电池（HTMFCs）， 基于高温质子交换膜燃料电池（HTPEMFCs）及甲醇重整制氢技术 ，其工作运行温度在150～180℃，这使得它比其他类型燃料电池系统具有更多优势，如 抗毒化能力强、简化水热管理系统、存储、携带、加注比较方便 等。

高温甲醇燃料电池系统主要由重整反应器、高温电堆、热管理、水管理、控制单元等几部分构成。高温甲醇燃料电池系统使用的燃料为甲醇水溶液，系统化学反应主要在燃烧室、重整反应室和电堆中进行。燃烧室在启动过程中为整个系统提供能量，为物料的气化提供热量，为重整腔的重整反应补充一定的能量；重整反应室的主要作用是将气化甲醇转化为氢气；电堆在阴极催化剂作用下，与质子、氧及电子，发生反应形成水分子。

因工作温度范围的独特和系统结构的简化，高温甲醇燃料电池在燃料电池领域占据了一席之地。特别是其 甲醇重整制氢+高温电堆 的技术路线，不仅提高了能量转化效率，还降低了系统复杂性和成本， 为航运、电动车等大功率应用场景提供了理想的能源解决方案。

甲醇燃料电池在船舶领域的应用

甲醇燃料电池在航运领域的应用前景广阔，这主要得益于其独特的优势，包括环保性、易存储性、易加注性、技术成熟度以及市场需求等多方面因素。

甲醇作为燃料，具有一定的环保优势。其燃烧产生的二氧化碳排放量相对较低，且 硫氧化物、氮氧化物、颗粒物等污染物排放几乎为零 ，有助于航运业减碳，实现绿色转型。甲醇燃料电池在航运领域的应用将越来越受到重视。

甲醇在常温下为液态，易于存储和携带，这解决了氢气等气体燃料在航运中的储存和运输难题。同时， 甲醇加注的操作也相对简便 ，可以通过现有基础设施进行， 降低了船舶运营成本。

近年来，随着高温质子交换膜等关键技术的突破， 高温甲醇燃料电池技术取得了显著进展 ，甲醇燃料电池的性能和稳定性得到了显著提升。这为甲醇燃料电池在航运领域的广泛应用奠定了坚实的技术支撑。

此外，全球航运业对环保、高效、经济的燃料的需求日益增长。2021年以来全球甲醇燃料动力船舶订单持续快速增长。而甲醇燃料电池作为一种新型的绿色能源解决方案，正逐渐受到航运业界的关注和青睐。

随着绿色甲醇相关工艺和设备的成熟完善，哪种制备方式更易形成规模化产能，有望成为未来全球绿色甲醇的主要供给方式呢？当下哪种技术路线在我国更具发展优势？我国绿色甲醇制备、应用及认证中存在的发展壁垒又该如何打破？甲醇行业如何满足国际航运领域对绿色甲醇的巨大需求？目前行业供给情况怎样，又将做出哪些响应和改变？绿色甲醇产业发展需要高校、企业、研究机构共同探讨、积极推进。

在此背景下， 势银（TrendBank）将 举办 “ 2024势银绿色甲醇产业及应用论坛

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文章来源：势银氢链

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