不久前，中国首艘入级中国船级社氢燃料电池动力船——“三峡氢舟1”号，在湖北宜昌三峡游客中心（九码头）完成首航，标志氢燃料电池技术在内河船舶应用实现零的突破。一年多前，也是在宜昌，由中国自主研制的全球载电量最大的纯电动游轮——“长江三峡1”号成功首航。
近年来，纯电、氢燃料、液化天然气（LNG）等绿色动力关键技术不断取得新突破，内河船舶采用绿色能源替代传统燃油作为动力的步伐不断加快。在长江黄金水道最繁忙水域之一的湖北宜昌市，一批绿色智能船舶成功下水航行，助力生产生活方式绿色低碳转型和长江航运高质量发展。日前，记者走进宜昌的码头、船厂等地，实地探访这些绿色船舶下水背后的故事。
从电能到氢能，绿色动力技术加快发展
夜幕降临，长江两岸流光溢彩，灯火璀璨。近处的楼宇、树木，远方的桥梁、山脉，都倒映在波光粼粼的江水中，将夜色妆点得更加动人。记者登上“长江三峡1”号游轮的顶层甲板凭栏赏景时，既没有听到柴油发动机的轰鸣声，也闻不到刺鼻的油烟味。
自去年3月29日在三峡大坝坝首第一港——秭归新港首航，这艘纯电动大型游轮在宜昌经典旅游线路“两坝一峡”间往返穿梭，带游客领略“高峡出平湖”的雄奇壮阔美景和“水涨船高”的新奇过坝体验，已成为夜游宜昌的标志性“打卡”项目之一。
据悉，“长江三峡1”号由三峡集团所属长江电力和宜昌城发集团所属湖北三峡旅游集团共同投资建造，汾西重工、中船重工、北京理工大学、宁德时代等单位共同参与研制。全船可容纳1300人，设计总长100米，上面配备了容量达7500千瓦时的船用动力电池，相当于上百辆纯电动汽车的电池容量总和。
“如此大容量的动力电池用于内河船舶，在国内尚属首次。”长江游轮有限公司副经理刘军介绍，与常规动力船舶相比，“长江三峡1”号大大降低了船舶对环境的影响。经过测算，该游轮一次充电可续航100公里，每年可替代燃油530吨，减少有害气体排放1660吨。
不只是纯电动船，近年来，新能源动力推进技术应用已经成为绿色船舶的重要发展方向。10月11日，在2023中国（宜昌）绿色能源发展大会上，由长江电力、中国船舶集团有限公司第七一二研究所、长江三峡通航管理局、中国船级社等单位共同研发建造的“三峡氢舟1”号，向世界展示了中国在氢能船舶研发和应用方面的决心和实力。
“三峡氢舟1”号采用钢铝复合结构，总长49.9米，使用氢燃料电池动力系统，最高航速28公里/小时，续航里程可达200公里，交付后用于三峡库区及三峡—葛洲坝两坝间交通、巡查、应急等工作。
“氢燃料电池将氢气和氧气的化学能直接转换成电能，这个过程不通过燃烧，不存在热能和机械能的转换，发电效率更高，而且反应产物是水，具有无污染、可再生、高效率的优势。”长江电力检修厂水工检修部专业师梁强说，据测算，“三峡氢舟1”号相比传统燃油动力船舶，预计每年可替代燃油103.16吨，减少二氧化碳排放343.67吨。
从设计到建造，新能源电池技术船舶应用实现“从0到1”
走进位于“长江三峡1”号一层的电池舱，一排排“小盒子”映入眼帘，这是磷酸铁锂动力电池包，船上共有4个电池舱，720个电池包，配备总电量约7500千瓦时的电池系统，组成了游轮的“造血系统”。
早在2017年底，“长江三峡1”号就开始了前期的论证和设计。“我们曾组织专家团队到国外调研，发现当时全球载电量最大的电动渡轮长度有50多米，排水量只有几百吨，电池容量4300千瓦时。”刘军说，而根据设计方案，“长江三峡1”号排水量达2000吨，电池容量大了近一倍。当时港口岸电容量很小，如何解决如此大功率的充电问题？
一开始有人提出，用普通低压电，多用几根充电线来解决。经过测算，这需要组织大量人工将电缆接驳到电动船上，人力成本太高，而且充电时间特别长。长江游轮有限公司提出高压直接上船的方案，设计单位一开始持反对意见，认为安全性有待验证。
经过多次试验、反复论证，综合考虑劳动强度、充电时长、安全性等因素，“长江三峡1”号最终采用了“高压充电+低压补电”的全新模式：在葛洲坝下游九码头、三峡大坝上游秭归港建设专属高压充电桩，通过船载变压器把10千伏高压岸电变为低压，再转化为直流电给电池充电，实现充电7至8小时续航100公里；而在黄柏河、三斗坪、太平溪等游轮码头，多个港口建设高压充电设施和低压补电点，带动了长江三峡“两坝一峡”航区港口新能源船舶基础设施优化完善。
在宜昌船舶工业园内，临江而建的宜昌鑫汇船舶修造有限公司厂区，高大的龙门塔吊林立，一艘艘初见雏形的船体正在紧张建造中。“长江三峡1”号正是出自这里。
该公司总工程师叶宝介绍，2020年底刚拿到设计图纸的时候，他们心里并没底，“时间紧、任务重，没有现成经验可供参考”。船东、船厂、施工单位、设计单位等协同创新，摸着石头过河，攻克了电磁干扰等技术难题，经过分段制作、船体合拢、设备进舱、船舶下水、舾装、设备调试、航行试验等多个工序，终于在2021年底成功完成建造。
“三峡氢舟1”号的设计和建造同样是协同创新的结果。作为船东，长江电力牵头各单位开展了氢燃料电池动力系统在船舶上的适用性与安全布置分析，以及氢燃料电池与锂电池能量管理、氢燃料船舶加注操作流程等一系列技术研究，实现了氢燃料电池技术在船舶应用领域“从0到1”的跨越。
从下水到推广，配套基础设施建设不断完善，让