摘 要：近年来，减少船舶的温室气体排放量成为首要课题，急需开发一种不使用化石燃料的推进技术。 东芝能源系统&解决方案株式会社（Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation，以下简称“东芝ESS”）与日本国立大学法人东京海洋大学（以下，简称“东京海洋大学”）以及NREG东芝不动产株式会社展开合作，旨在将燃料电池船投入实际使用，以为实现氢能社会做出贡献。
为了对海上燃料电池进行运行试验并验证船舶的安全设计，在电力推进实验船“Raicho N”上搭载了2台由东芝ESS制造的固定式燃料电池系统H2RexTM3.5kW机，从2016年10月开始在海上实施了为期2年的运行试验。
在实验船的运行试验顺利结束后，对H2RexTM进行了拆卸和调查，结果没有发现船舶的振动、温度湿度和盐分对燃料电池的影响等，证明固定式燃料电池具有优异的耐久性，从而证实氢燃料电池系统可在海上运用，且发电性能不会降低。基于该结果，开发了小型30kW模块的移动式氢燃料电池系统，并对其实施了示范试验。
关键字：燃料电池船、Raicho N、固定式燃料电池系统H2RexTM3.5kW机、氢能社会、移动式氢燃料电池系统、电力推进实验船
1、前言
东芝ESS此前开发了固定式氢燃料电池系统，但是今后，为了实现氢能社会，预计其用途不限于固定式装置和燃料电池汽车（FCV），还将扩展到其他移动体。特别是针对新建造的船舶，国际海事组织（IMO）要求在2020年后削减20%的CO2排放量，2030年后削减30%的CO2排放量。氢燃料电池不排放CO2，因此是极具潜力的替代能源的候补。
汽车和火车在加速时需要最大功率，但是在惯性行驶时不需要很大的输出功率。但是，船舶需要与船速的3次方成比例的推进力，因此在加速和巡航时都需要较大的输出功率。东芝ESS的固定式系统具有能够连续额定输出且使用寿命长的优点，因此与船舶的推进系统具有较高的适配性。
东芝ESS与野村不动产集团的NREG东芝不动产株式会社和东京海洋大学展开合作，共同开发燃料电池船相关技术，设计一种安全的氢能船舶并加以验证，以将燃料电池船投入实际使用。将东芝ESS制造的燃料电池系统搭载在东京海洋大学的船舶上，并在海洋上进行燃料电池的运行试验。接下来，将对2年运行试验结束后的燃料电池系统的拆卸调查和健全性验证进行说明。
2、搭载的燃料电池系统概要
作为燃料电池船实用化的第一步，首先，在东京海洋大学的电池推进实验船“Raicho N”（图1）的船尾甲板右舷侧和左舷侧分别安装了一台由东芝ESS制造的固定式纯氢燃料电池系统H2RexTM3.5kW机，以在海上对燃料电池系统进行运行验证。
图1.“Raicho N”与主要规格
东京海洋大学的电力推进实验船“Raicho N”的船尾甲板上搭载有2台燃料电池系统
为了将H2RexTM3.5kW机安装在船舶上，与H2RexTM3.5kW标准机不同，将功率调节器（PCS）和控制盘设为与H2RexTM主体不同的单元（图2）。这是为了遵守氢燃料电池船的安全方针，即需将用于处理可燃气体——氢的燃料电池安装区域和电力系统分别设置。通过将PCS和控制盘设置为另一个单元，并变更内部设计，电池封装的高度降低了约550mm。另外，为了连接到电池的直流系统，将PCS从DC/AC（直流交流）逆变器更改为DC/DC转换