雖被稱“夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”多年，但本著“石油不枯竭、內(nèi)燃機(jī)不停歇”的樸素觀點(diǎn)，傳統(tǒng)造機(jī)人依舊對(duì)內(nèi)燃機(jī)的未來(lái)樂觀堅(jiān)定。然而，隨著國(guó)內(nèi)外的低碳、零碳浪潮從呼吁走向行動(dòng)，綠色能源席卷而來(lái)，造機(jī)人也開始慌了……

向院士發(fā)問(wèn)

近日，在一場(chǎng)業(yè)內(nèi)論壇上，中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司旗下第七一一研究所原副總工程師范建新向中國(guó)工程院院士嚴(yán)新平提問(wèn)：“現(xiàn)在有一種現(xiàn)象，我們從事船舶動(dòng)力的造機(jī)人，普遍感到做柴油機(jī)的出路不大了，大學(xué)院校的內(nèi)燃機(jī)專業(yè)很難招生。在低碳能源迅速發(fā)展的形勢(shì)下，聽聞歐洲汽車工業(yè)已經(jīng)不再開發(fā)以柴油、汽油為燃油的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。請(qǐng)問(wèn)嚴(yán)院士，您認(rèn)為氫燃料電池什么時(shí)候會(huì)成為世界航運(yùn)業(yè)的主流船機(jī)？”

“我認(rèn)為，內(nèi)燃機(jī)這種經(jīng)典的、可靠的動(dòng)力機(jī)械，在相當(dāng)長(zhǎng)的歷史階段，對(duì)于車用和船用而言，都還是非常重要的動(dòng)力設(shè)備。”嚴(yán)新平長(zhǎng)期從事水路交通工程領(lǐng)域教學(xué)與科研工作，他表示，雖然新能源時(shí)代來(lái)勢(shì)兇猛，中國(guó)新能源汽車目前在全球的占比高達(dá)44%，但既有傳統(tǒng)動(dòng)力裝備依舊占據(jù)主力地位，大型客運(yùn)車、重卡都仍然要采用經(jīng)典的動(dòng)力機(jī)械，船舶也是如此。

近年來(lái)，航運(yùn)業(yè)對(duì)綠色動(dòng)力紛紛作出響應(yīng)，若歐盟計(jì)劃得以順利推進(jìn)，該地區(qū)首艘零碳船舶將于2025年開始運(yùn)營(yíng)，大型零碳船舶加入全球船隊(duì)很可能是在2030年。低碳、零碳的新能源何時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)在遠(yuǎn)洋船舶上的工程化應(yīng)用？對(duì)此嚴(yán)新平認(rèn)為，新技術(shù)在個(gè)別船舶上的試點(diǎn)、探索是必要的，但大范圍應(yīng)用還有一個(gè)過(guò)程。氫燃料電池雖被寄予厚望，但立足現(xiàn)實(shí)仍有大量難題有待攻克。從交通運(yùn)載裝備和能源供給一體化、融合化發(fā)展的思路來(lái)看，不同于依靠化石能源生產(chǎn)的“灰氫”，利用風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源制造出的“綠氫”才真正踐行了綠色理念，然而可再生能源無(wú)法實(shí)現(xiàn)氫的大規(guī)模供給也是事實(shí)。不僅生產(chǎn)成本居高不下，氫燃料本身的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、加注難題，都需要給技術(shù)者足夠的時(shí)間與耐心。

“我們期待氫的儲(chǔ)存特別是固態(tài)氫的發(fā)展應(yīng)用。”嚴(yán)新平認(rèn)為，低碳、零碳技術(shù)很可能同IT行業(yè)的摩爾定律一般，迅猛發(fā)展。他介紹，目前國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的氫燃料電池成本較去年已大幅壓縮，“在新興技術(shù)上，我們和國(guó)外沒有太大差距。不同于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)，在新能源動(dòng)力領(lǐng)域，中國(guó)企業(yè)未必不可以走出自己的路，我們一定要發(fā)展自主可控的技術(shù)。”

雖未就氫燃料電池替代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)給出時(shí)間預(yù)測(cè)，但不難看出，嚴(yán)新平對(duì)新能源寄予厚望。緊隨院士的回答，中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司學(xué)科帶頭人焦儂補(bǔ)充了自己的觀點(diǎn)：“從長(zhǎng)期來(lái)看，新能源技術(shù)的發(fā)展更新迭代會(huì)很快，但估計(jì)90后在退休前，還看不到氫的大規(guī)模使用。”

上述對(duì)話發(fā)生在一場(chǎng)行業(yè)論壇的交流環(huán)節(jié)，當(dāng)天多數(shù)話題都圍繞綠色航運(yùn)展開，與會(huì)者多縱橫船海業(yè)數(shù)年，或許是出于對(duì)傳統(tǒng)船舶動(dòng)力的情懷，或許正中了自己的觀點(diǎn)，聽到焦儂的判斷后，會(huì)場(chǎng)各散落處響起了掌聲。

技術(shù)沒問(wèn)題 難在產(chǎn)業(yè)鏈

作為中國(guó)船舶動(dòng)力資深專家的范建新，體會(huì)著船機(jī)人的焦慮，他又是如何看待新興船舶動(dòng)力技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的顛覆呢？會(huì)后，范建新接受了《中國(guó)船舶報(bào)》的采訪，他的判斷是——30年內(nèi)，氫能源還無(wú)法成為船舶動(dòng)力的主流能源。

“從技術(shù)上，一點(diǎn)難度都沒有。”早在2003年，由現(xiàn)任中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席、時(shí)任同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院院長(zhǎng)萬(wàn)鋼領(lǐng)銜，國(guó)家863燃料電池轎車專項(xiàng)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研制出了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的我國(guó)第一輛燃料電池混合動(dòng)力轎車樣車“超越一號(hào)”。經(jīng)過(guò)近20年的技術(shù)更迭，發(fā)跡于汽車行業(yè)的氫燃料電池本身的技術(shù)爭(zhēng)議并不大，航運(yùn)業(yè)也普遍將氫視為零碳航運(yùn)的終極答案，范建新也不例外。但他強(qiáng)調(diào)，氫的大規(guī)模工程應(yīng)用還存在兩個(gè)致命問(wèn)題——經(jīng)濟(jì)性和安全性。

經(jīng)濟(jì)性上，目前制氫的成本高居不下。目前的氫能主要為化工副產(chǎn)氫，產(chǎn)量不足以支撐未來(lái)交通運(yùn)輸裝備的大規(guī)模使用。而通過(guò)風(fēng)能、太陽(yáng)能這類可再生能源以電解水制氫，目前也存在消耗電能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于制氫所獲能量的情況；同時(shí)，國(guó)內(nèi)可再生能源豐富地區(qū)，往往水資源匱乏，制氫廠建設(shè)的投入、運(yùn)維、運(yùn)輸成本大。當(dāng)然，這并不是一個(gè)無(wú)解題，但需要時(shí)間。在范建新看來(lái)，利用沿海地區(qū)的核能以海水制氫就是一個(gè)可以兼顧能源、成本、運(yùn)輸?shù)牟诲e(cuò)選擇。“最關(guān)鍵還是要解決‘氫從何來(lái)’的問(wèn)題。”范建新認(rèn)為，不理順整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，氫能普及應(yīng)用就是空談。

安全性上，氫氣的爆炸極限為4.0%～75.6%（體積濃度），這意味著無(wú)論是液氫或是氫氣，其危險(xiǎn)性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于柴油及天然氣，傳統(tǒng)船機(jī)泄漏容易引起火災(zāi)，而氫一旦泄露引發(fā)的就是爆炸。要想安全地使用氫能，氫氣的液化、存儲(chǔ)技術(shù)都有待發(fā)展成熟，船舶工業(yè)的規(guī)范、設(shè)計(jì)、建造、管理也需快馬跟上。

“顛覆性技術(shù)一定是需要的，但當(dāng)技術(shù)還不成熟、尚不足以顛覆時(shí)，炒概念很容易影響行業(yè)中的中堅(jiān)力量，很多人的確失去研發(fā)的積極性了。”范建新說(shuō)。

中國(guó)汽車工業(yè) 或成技術(shù)顛覆者

范建新并不否認(rèn)自己從現(xiàn)實(shí)出發(fā)的“保守”立場(chǎng)，但他同樣認(rèn)為，氫動(dòng)力很可能就是改變航運(yùn)業(yè)的下一個(gè)顛覆性技術(shù)，而且這個(gè)顛覆者會(huì)來(lái)自中國(guó)、來(lái)自中國(guó)汽車工業(yè)。

按照中國(guó)政府的減排時(shí)間表——力爭(zhēng)于2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。他判斷，未來(lái)十年是減碳、零碳技術(shù)的關(guān)鍵發(fā)展期，到2050年我國(guó)將開始陸續(xù)運(yùn)營(yíng)大型氫動(dòng)力船舶。

“對(duì)新能源的研究，中國(guó)的積極性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歐洲。”范建新認(rèn)為，雖然歐洲表現(xiàn)積極，但仍側(cè)重于規(guī)劃研究層面，在歐盟這一龐大官僚組織下，企業(yè)缺少研發(fā)資金支持、技術(shù)人員的工作積極性也難比往日，也許在小眾實(shí)驗(yàn)室研究層面會(huì)有成果，但歐洲已經(jīng)不具備引領(lǐng)新能源技術(shù)的客觀條件。

“我個(gè)人預(yù)測(cè)，技術(shù)顛覆者一定會(huì)在中國(guó)出現(xiàn)。”范建新分析，中國(guó)政府有提升國(guó)家能源安全的切實(shí)需求和強(qiáng)大執(zhí)行力，中國(guó)汽車工業(yè)也已在新能源研究上占得先機(jī)。“目前我國(guó)研究氫電池動(dòng)力的人員眾多，院校、汽車工業(yè)都在研究，我們的制氫成本研究很可能會(huì)領(lǐng)先全球。”他同時(shí)指出，行業(yè)顛覆往往來(lái)自業(yè)外，“汽車工業(yè)的技術(shù)普遍領(lǐng)先船舶工業(yè)十年，我想這一輪撬動(dòng)全球航運(yùn)業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色變革的，很有可能就來(lái)自中國(guó)的汽車企業(yè)。”

目前國(guó)內(nèi)多家船舶院所已成立了新能源部門，以靈活的考核制度，招徠技術(shù)人才從事前沿研究。雖然氫動(dòng)力替代內(nèi)燃機(jī)還為時(shí)尚早，但傳統(tǒng)船機(jī)人無(wú)法逆勢(shì)地進(jìn)入了“傷停補(bǔ)時(shí)”階段。在巨大的技術(shù)慣性下，氫動(dòng)力的技術(shù)主導(dǎo)力量也許不會(huì)發(fā)生在船舶工業(yè)，但圍繞新能源安全性的技術(shù)準(zhǔn)備工作，也是船舶工業(yè)的重要攻關(guān)課題。

（國(guó)際船舶網(wǎng)）