混合燃料电池-电池系统在内河渡轮运营中的脱碳潜力研究

为解决内河渡轮柴油推进系统的高污染问题，研究人员开展了一项关于固体氧化物燃料电池(SOFC)与电池混合系统的研究。通过MATLAB Simulink仿真和1065载重吨(DWT)渡轮实测数据，发现该混合系统可减少40% CO2排放、99%以上SOx/NOx排放，并将能效指数(EEXI)提升30%，为2030年海事减排目标提供了可行方案。

　　

这项开创性研究揭示了混合动力技术在绿色航运中的革命性潜力。科研团队将目光聚焦于固体氧化物燃料电池(SOFC)与锂离子电池的协同效应——SOFC虽然具有60%以上的发电效率(远超柴油机的35%)和近乎零污染的排放特性，但其"慢性子"的启动速度(通常需要数小时)和有限的动态响应能力制约了单独应用。

通过巧妙的系统集成设计，研究人员在MATLAB Simulink环境中构建了数字孪生模型，以一艘1065载重吨的典型内河渡轮为研究对象。仿真结果令人振奋：混合系统不仅实现了CO₂排放量断崖式下降40%，更将SO_x和NO_x这两类对呼吸道疾病有重大影响的污染物削减了99%以上，相当于每年减少数吨致癌物的排放。

特别值得注意的是，该系统的能源效率现有指数(EEXI)提升了30个百分比点，轻松跨越国际海事组织(IMO)设定的2030年监管红线。相比之下，传统柴油系统在2024年后就将沦为"不合格品"。这些发现为正处于能源转型阵痛期的航运业提供了兼具环境效益与合规性的技术路线，也为港口城市居民呼吸健康带来了福音。