為了滿足IMO制定的減排目標(biāo)——2050年之前將二氧化碳排放降低50%，全行業(yè)都在努力探索各類替代燃料。目前業(yè)界普遍看好的替代燃料選項(xiàng)包括LNG、甲醇、氫氣、氨氣、生物燃料等。就在近日，有關(guān)氨作為船用燃料的測(cè)試傳來了好消息。

首次測(cè)試取得滿意成果

近日，芬蘭科技集團(tuán)瓦錫蘭啟動(dòng)了氨燃燒測(cè)試。該研究將幫助公司準(zhǔn)備好將氨作為燃料使用，從而降低船舶和能源行業(yè)的溫室氣體排放。

作為此次測(cè)試的一部分，實(shí)驗(yàn)人員將氨注入燃燒研究裝置以更好地了解其性能?；诔醮螠y(cè)試的成果，后續(xù)將繼續(xù)在雙燃料和火花塞引燃的氣體發(fā)動(dòng)機(jī)上開展測(cè)試。而后，瓦錫蘭將在2022年與船東合作開展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，未來也可能與能源客戶合作開展試驗(yàn)。

“首次測(cè)試取得了滿意的成果，我們將繼續(xù)優(yōu)化燃燒參數(shù)”，瓦錫蘭海洋業(yè)務(wù)部燃料與操作靈活性總經(jīng)理KajPortin說道：“這是非常重要的一環(huán)，能夠幫助瓦錫蘭提供船東需要的發(fā)動(dòng)機(jī)和燃料系統(tǒng)，無論未來他們選擇什么燃料?！?/p>

氨是一種前景良好的無碳燃料，因?yàn)榇\(yùn)業(yè)一直在尋求如何滿足國際海事組織在2050年前至少降低50%溫室氣體排放的目標(biāo)，而能源業(yè)也已在開發(fā)實(shí)現(xiàn)100%可再生能源系統(tǒng)的最佳路徑。盡管氨目前主要來源于化石，在未來，如果使用可再生能源發(fā)電制氨，其溫室氣體足跡可近乎完全消除。

這些測(cè)試僅是最新的舉措，瓦錫蘭的目標(biāo)是開發(fā)一個(gè)包含發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料供應(yīng)和儲(chǔ)存的完整氨燃料解決方案。公司正在和船東、造船廠、船級(jí)社和燃料供應(yīng)商合作以更好地了解系統(tǒng)和安全要求，以及燃料組成、排放和效率。

聯(lián)合推進(jìn)氨動(dòng)力船舶試驗(yàn)

據(jù)了解，瓦錫蘭還在著手開發(fā)作為歐盟項(xiàng)目ShipFC(ShipFC由14家歐洲企業(yè)和機(jī)構(gòu)組成)的一部分的氨儲(chǔ)存和供應(yīng)系統(tǒng)，以在2023年前在海工支持船運(yùn)營商Eidesvik Offshore的供應(yīng)船Viking Energy上安裝氨燃料電池。公司也通過設(shè)計(jì)液化氣船的貨物處理系統(tǒng)積累了有關(guān)氨的重要經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)檫@些船只很多都用于運(yùn)輸氨。

ShipFC項(xiàng)目由挪威聯(lián)合組織NCE Maritime CleanTech協(xié)調(diào)，挪威國家石油公司Equinor和Eidesvik是ShipFC聯(lián)合體的一部分，將在該項(xiàng)目上斥資2400萬美元，其中1000萬歐元(約合1100萬美元)由歐盟資助。該項(xiàng)目將在Eidesvik的平臺(tái)供應(yīng)船“Viking Energy”號(hào)上測(cè)試氨燃料電池，其目的是證明遠(yuǎn)距離零排放航行和海上運(yùn)營的可行性。“Viking Energy”號(hào)由Equinor承租，租期5年。

Eidesvik首席執(zhí)行官Jan Fredrik Meling表示：“這項(xiàng)全面研究項(xiàng)目希望在2024年在‘Viking Energy’號(hào)上安裝總功率為2MW的燃料電池模塊，可維持船舶每年航行長達(dá)3000小時(shí)?！?/p>

該項(xiàng)目為期五年，瓦錫蘭將為“Viking Energy”號(hào)提供用于氨氣存儲(chǔ)和分配的動(dòng)力技術(shù)和系統(tǒng)。Prototech提供燃料電池系統(tǒng)，Yara提供氨氣燃料。

“Viking Energy”號(hào)/網(wǎng)絡(luò)

Eidesvik技術(shù)與開發(fā)副總裁VermundHjelland認(rèn)為，氨氣將減少海上運(yùn)輸對(duì)氣候的影響。他解釋道，“Viking Energy”號(hào)在試驗(yàn)中將使用氨氣取代約三分之二的甲烷基燃料。

Hjelland表示：“作為試驗(yàn)的一部分，該船將使用氨動(dòng)力在港口和海上設(shè)施之間進(jìn)行為期一年的運(yùn)輸。在靠泊碼頭時(shí)，氨能將為該船提供動(dòng)力?！?/p>

他繼續(xù)指出：“我們的目標(biāo)是在試驗(yàn)期間利用氨能滿足60％至70％的能源消耗。此外，我們想證明該技術(shù)能夠滿足總功率需求的90％。”該船其余的能源需求將由LNG提供。自2003年以來，“Viking Energy”號(hào)一直使用LNG作為主要燃料。

在Eidesvik將氨能在平臺(tái)供應(yīng)船上測(cè)試之前，需要增加燃料電池的容量并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。ShipFC將把燃料電池從100千瓦擴(kuò)大至2兆瓦，并在挪威Sustainable Energy Norwegian Catapult Centre進(jìn)行測(cè)試。

ShipFC計(jì)劃研究氨能在海上施工和貨船領(lǐng)域的應(yīng)用，將來會(huì)出現(xiàn)更多氨氣動(dòng)力測(cè)試。為此，NorthSea Shipping、Capital-Executive和Star Bulk Ship Management提供了可用于試驗(yàn)的船舶。

Equinor航運(yùn)經(jīng)理Morten Sundt表示，對(duì)于Equinor而言，ShipFC項(xiàng)目有助于實(shí)現(xiàn)其二氧化碳減排目標(biāo)，即到2030年二氧化碳排放減半、2040年降低70％、2050年實(shí)現(xiàn)零排放。

當(dāng)然，氨的很多性能需要進(jìn)一步研究。相比其他燃料，氨的點(diǎn)火和燃燒性較差，并且具有毒性和腐蝕性，使得其安全處理和儲(chǔ)存尤為重要。氨燃燒也可能導(dǎo)致更高的氮氧化物排放，除非通過后續(xù)處理或是優(yōu)化燃燒過程來控制。如果將氨作為船用燃料使用，需要制定監(jiān)管框架和分級(jí)規(guī)則。

除了氨氣之外，瓦錫蘭還同時(shí)在研究其他幾種未來的燃料，包括合成甲烷、氫氣和甲醇，希望能夠?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)和燃料鏈賦予完整的靈活性。內(nèi)燃機(jī)可適用于任何燃料的燃燒。雙燃料或火花塞引燃的氣體發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)能夠燃燒來源于化石的液化天然氣、生物質(zhì)或合成物——柴油機(jī)可以燃用液體生物燃料、生物柴油或合成柴油。

瓦錫蘭擁有改造發(fā)動(dòng)機(jī)使其適用燃料的豐富經(jīng)驗(yàn)，包括從柴油到雙燃料。發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)改造還能燃燒甲醇和來源于原油的揮發(fā)性有機(jī)化合物?，F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的模塊化意味著可以通過非常有限的部件更換實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的改造。瓦錫蘭在模塊化發(fā)動(dòng)機(jī)和儲(chǔ)存與供應(yīng)系統(tǒng)方面的投資將能夠?qū)崿F(xiàn)航運(yùn)業(yè)從當(dāng)前的化石燃料到生物和合成燃料的過渡。

（中國船檢）