雖被稱“夕陽產(chǎn)業(yè)”多年，但本著“石油不枯竭、內(nèi)燃機不停歇”的樸素觀點，傳統(tǒng)造機人依舊對內(nèi)燃機的未來樂觀堅定。然而，隨著國內(nèi)外的低碳、零碳浪潮從呼吁走向行動，綠色能源席卷而來，造機人也開始慌了……

向院士發(fā)問

近日，在一場業(yè)內(nèi)論壇上，中國船舶集團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工程院院士嚴新平提問：“現(xiàn)在有一種現(xiàn)象，我們從事船舶動力的造機人，普遍感到做柴油機的出路不大了，大學院校的內(nèi)燃機專業(yè)很難招生。在低碳能源迅速發(fā)展的形勢下，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)動機。請問嚴院士，您認為氫燃料電池什么時候會成為世界航運業(yè)的主流船機？”

“我認為，內(nèi)燃機這種經(jīng)典的、可靠的動力機械，在相當長的歷史階段，對于車用和船用而言，都還是非常重要的動力設備。”嚴新平長期從事水路交通工程領(lǐng)域教學與科研工作，他表示，雖然新能源時代來勢兇猛，中國新能源汽車目前在全球的占比高達44%，但既有傳統(tǒng)動力裝備依舊占據(jù)主力地位，大型客運車、重卡都仍然要采用經(jīng)典的動力機械，船舶也是如此。

近年來，航運業(yè)對綠色動力紛紛作出響應，若歐盟計劃得以順利推進，該地區(qū)首艘零碳船舶將于2025年開始運營，大型零碳船舶加入全球船隊很可能是在2030年。低碳、零碳的新能源何時能夠?qū)崿F(xiàn)在遠洋船舶上的工程化應用？對此嚴新平認為，新技術(shù)在個別船舶上的試點、探索是必要的，但大范圍應用還有一個過程。氫燃料電池雖被寄予厚望，但立足現(xiàn)實仍有大量難題有待攻克。從交通運載裝備和能源供給一體化、融合化發(fā)展的思路來看，不同于依靠化石能源生產(chǎn)的“灰氫”，利用風能、太陽能等可再生能源制造出的“綠氫”才真正踐行了綠色理念，然而可再生能源無法實現(xiàn)氫的大規(guī)模供給也是事實。不僅生產(chǎn)成本居高不下，氫燃料本身的儲存、運輸、加注難題，都需要給技術(shù)者足夠的時間與耐心。

“我們期待氫的儲存特別是固態(tài)氫的發(fā)展應用。”嚴新平認為，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，我們和國外沒有太大差距。不同于傳統(tǒng)內(nèi)燃機，在新能源動力領(lǐng)域，中國企業(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)燃機給出時間預測，但不難看出，嚴新平對新能源寄予厚望。緊隨院士的回答，中國船舶集團有限公司學科帶頭人焦儂補充了自己的觀點：“從長期來看，新能源技術(shù)的發(fā)展更新迭代會很快，但估計90后在退休前，還看不到氫的大規(guī)模使用。”

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

技術(shù)沒問題 難在產(chǎn)業(yè)鏈

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

“從技術(shù)上，一點難度都沒有。”早在2003年，由現(xiàn)任中國科學技術(shù)協(xié)會主席、時任同濟大學汽車學院院長萬鋼領(lǐng)銜，國家863燃料電池轎車專項團隊聯(lián)合研制出了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的我國第一輛燃料電池混合動力轎車樣車“超越一號”。經(jīng)過近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)爭議并不大，航運業(yè)也普遍將氫視為零碳航運的終極答案，范建新也不例外。但他強調(diào)，氫的大規(guī)模工程應用還存在兩個致命問題——經(jīng)濟性和安全性。

經(jīng)濟性上，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)量不足以支撐未來交通運輸裝備的大規(guī)模使用。而通過風能、太陽能這類可再生能源以電解水制氫，目前也存在消耗電能遠遠高于制氫所獲能量的情況；同時，國內(nèi)可再生能源豐富地區(qū)，往往水資源匱乏，制氫廠建設的投入、運維、運輸成本大。當然，這并不是一個無解題，但需要時間。在范建新看來，利用沿海地區(qū)的核能以海水制氫就是一個可以兼顧能源、成本、運輸?shù)牟诲e選擇。“最關(guān)鍵還是要解決‘氫從何來’的問題。”范建新認為，不理順整個產(chǎn)業(yè)鏈，氫能普及應用就是空談。

安全性上，氫氣的爆炸極限為4.0%～75.6%（體積濃度），這意味著無論是液氫或是氫氣，其危險性都遠遠高于柴油及天然氣，傳統(tǒng)船機泄漏容易引起火災，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、存儲技術(shù)都有待發(fā)展成熟，船舶工業(yè)的規(guī)范、設計、建造、管理也需快馬跟上。

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

中國汽車工業(yè) 或成技術(shù)顛覆者

范建新并不否認自己從現(xiàn)實出發(fā)的“保守”立場，但他同樣認為，氫動力很可能就是改變航運業(yè)的下一個顛覆性技術(shù)，而且這個顛覆者會來自中國、來自中國汽車工業(yè)。

按照中國政府的減排時間表——力爭于2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和。他判斷，未來十年是減碳、零碳技術(shù)的關(guān)鍵發(fā)展期，到2050年我國將開始陸續(xù)運營大型氫動力船舶。

“對新能源的研究，中國的積極性遠遠高于歐洲。”范建新認為，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，也許在小眾實驗室研究層面會有成果，但歐洲已經(jīng)不具備引領(lǐng)新能源技術(shù)的客觀條件。

“我個人預測，技術(shù)顛覆者一定會在中國出現(xiàn)。”范建新分析，中國政府有提升國家能源安全的切實需求和強大執(zhí)行力，中國汽車工業(yè)也已在新能源研究上占得先機。“目前我國研究氫電池動力的人員眾多，院校、汽車工業(yè)都在研究，我們的制氫成本研究很可能會領(lǐng)先全球。”他同時指出，行業(yè)顛覆往往來自業(yè)外，“汽車工業(yè)的技術(shù)普遍領(lǐng)先船舶工業(yè)十年，我想這一輪撬動全球航運業(yè)實現(xiàn)綠色變革的，很有可能就來自中國的汽車企業(yè)。”

目前國內(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。雖然氫動力替代內(nèi)燃機還為時尚早，但傳統(tǒng)船機人無法逆勢地進入了“傷停補時”階段。在巨大的技術(shù)慣性下，氫動力的技術(shù)主導力量也許不會發(fā)生在船舶工業(yè)，但圍繞新能源安全性的技術(shù)準備工作，也是船舶工業(yè)的重要攻關(guān)課題。