三、燃料電池模塊化和直流輸出有利于全船電力化、智能化發展

燃料電池以電堆為功率輸出的基本單位，通過模塊化組合，可以實現數百兆瓦的功率輸出，能夠滿足遠洋船舶的功率需求。燃料電池輸出的為直流電，與當前船舶直流組網技術有著巨大結合空間。

一是有望實現船舶主動力裝置的標準化、大批量生產。

船用低速機體積龐大，設計、生產極為復雜。如果燃料電池大規模應用在近海甚至大型遠洋船舶，可以實現不同噸位、不同船型的動力系統使用同一標準的燃料電池模塊進行組裝，將極大降低船舶動力設備設計、生產的復雜性，也為船舶設計提供更加靈活的總布置選擇。

二是有望為全船電力化提供更高效的解決方案。

當前動力設備和工業設備領域均呈現出明顯的電動化浪潮，交通運輸設備的電動化也從高鐵、汽車等向船舶領域蔓延。在鋰電池能量密度難以滿足大型船舶能量需求的背景下，燃料電池已經成為船舶電動化的主要方向。

燃料電池的直流輸出也為船舶直流組網和電力推進在船舶上的廣泛應用提供了更加有利條件。船舶直流組網技術作為一種新興的船舶電力系統技術，能夠進一步降低船舶能耗，節省配電設備空間，與燃料電池的模塊化特點相結合，將為船舶動力系統的設計提供巨大靈活性。

此外，基于燃料電池實現的船舶電動化，將對智能船舶的發展起到極大促進作用。燃料電池和直流系統的應用，也將為船員提供靜音、低震動的工作和生活環境，同時也能夠為應對未來國際海事法規關于水下噪聲控制的行動提供技術解決方案。

四、技術加速迭代推動船用燃料電池的商業化應用成為可能

長期以來，阻礙燃料電池在船舶上應用的主要因素是燃料電池系統占用體積大、使用壽命短、燃料獲取難度大、投資成本高等問題。

然而，隨著近些年燃料電池技術的發展和燃料電池產業發展環境的巨大變化，船用燃料電池的商業化逐步成為可能。

一是燃料電池系統的空間占用已經接近氣體燃料低速機及其燃料系統。

燃料電池系統占用空間大的主要原因是燃料能量密度低或電池功率密度低。其中，PEMFC使用氫作為燃料，導致燃料罐體積較大；SOFC可以直接采用氨、LNG等燃料，但電池功率密度低、體積較大。

為解決上述問題，PEMFC可以通過加裝燃料重整裝置，進而可以采用氨、LNG等其他燃料，能夠較大程度較低整體體積。SOFC則主要依靠技術研發，進一步降低電池體積；近十年來，國際領先的SOFC企業已經將功率密度提升了10倍以上。

2020年韓國企業開展的一項研究顯示，使用液氨作為燃料，為一艘2500TEU集裝箱船提供全部推進和輔助電力，在充分考慮功率冗余和空間冗余的情況下，PEMFC及其燃料系統和SOFC及其燃料系統的體積，僅比氨燃料低速機及其燃料系統大25%和47%。

未來，隨著燃料電池功率密度的進一步提升以及系統集成技術的應用，船用燃料電池及其燃料系統的體積有望進一步快速下降。

二是船用燃料電池壽命已達數年并仍在不斷提升之中。

目前國內汽車PEMFC壽命約5000小時，最新研究成果已經提升至20000小時。船舶運行不會出現頻繁的負載變化，電池系統能夠得到較好維護，壽命也較長。歐洲已經開展的船用PEMFC項目中，電池壽命最長達到35000小時（4年）。

美國公司推出的SOFC產品壽命已經超過5年，部分固定式SOFC持續運行了90000小時（10年）以上。

目前一些國家從能源戰略角度出發，加快更高壽命燃料電池的研發。日本提出了將PEMFC壽命延長至15年的研發目標，我國國家科技部也在展開高效率、長壽命燃料電池關鍵技術的科技攻關。

三是燃料供應問題已經不再是制約船用燃料電池發展的障礙。

在各國積極推動氫能產業鏈建設和氫燃料電池研發應用推廣，特別是隨著航運業溫室氣體減排戰略的深入推進，全球正在加快建設LNG、甲醇、氨/氫等替代燃料供應鏈，基本掃清了長期制約船用燃料電池發展的富氫燃料供應障礙。

四是燃料電池成本加速下降。

船用燃料電池尚未形成市場，近年來相關燃料電池示范船項目中，船用PEMFC平均價格約1000美元/KW，最低價格僅為45美元/KW；船用SOFC平均價格約為2000美元/KW，最低價格為558美元/KW（已經接近低速機的功率單價）。

燃料電池的價格與規模化生產息息相關。過去10年，車用燃料電池價格下降了60%。隨著燃料電池汽車產業規模的不斷增長，特別是中國企業的大規模進入這一領域，業內普遍預計，未來5年PEMFC價格有望進一步下降70%左右。SOFC主要應用于分布式發電，目前商業化項目不斷增多，SOFC價格也有望繼續下跌