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試傳來了好消息。

首次測試取得滿意成果

近日，芬蘭科技集團(tuán)瓦錫蘭啟動了氨燃燒測試。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。

作為此次測試的一部分，實驗人員將氨注入燃燒研究裝置以更好地了解其性能。基于初次測試的成果，后續(xù)將繼續(xù)在雙燃料和火花塞引燃的氣體發(fā)動機上開展測試。而后，瓦錫蘭將在2022年與船東合作開展現(xiàn)場試驗，未來也可能與能源客戶合作開展試驗。

“首次測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)動機和燃料系統(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，因為船運業(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。

這些測試僅是最新的舉措，瓦錫蘭的目標(biāo)是開發(fā)一個包含發(fā)動機、燃料供應(yīng)和儲存的完整氨燃料解決方案。公司正在和船東、造船廠、船級社和燃料供應(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)氨動力船舶試驗

據(jù)了解，瓦錫蘭還在著手開發(fā)作為歐盟項目ShipFC(ShipFC由14家歐洲企業(yè)和機構(gòu)組成)的一部分的氨儲存和供應(yīng)系統(tǒng)，以在2023年前在海工支持船運營商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，因為這些船只很多都用于運輸氨。

ShipFC項目由挪威聯(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。該項目將在Eidesvik的平臺供應(yīng)船“Viking Energy”號上測試氨燃料電池，其目的是證明遠(yuǎn)距離零排放航行和海上運營的可行性?！癡iking Energy”號由Equinor承租，租期5年。

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

該項目為期五年，瓦錫蘭將為“Viking Energy”號提供用于氨氣存儲和分配的動力技術(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/網(wǎng)絡(luò)

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

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

他繼續(xù)指出：“我們的目標(biāo)是在試驗期間利用氨能滿足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”號一直使用LNG作為主要燃料。

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

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

Equinor航運經(jīng)理Morten Sundt表示，對于Equinor而言，ShipFC項目有助于實現(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)管框架和分級規(guī)則。

除了氨氣之外，瓦錫蘭還同時在研究其他幾種未來的燃料，包括合成甲烷、氫氣和甲醇，希望能夠為發(fā)動機和燃料鏈賦予完整的靈活性。內(nèi)燃機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)動機已經(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)動機使其適用燃料的豐富經(jīng)驗，包括從柴油到雙燃料。發(fā)動機經(jīng)改造還能燃燒甲醇和來源于原油的揮發(fā)性有機化合物?，F(xiàn)代發(fā)動機的模塊化意味著可以通過非常有限的部件更換實現(xiàn)發(fā)動機的改造。瓦錫蘭在模塊化發(fā)動機和儲存與供應(yīng)系統(tǒng)方面的投資將能夠?qū)崿F(xiàn)航運業(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）