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氨:低碳航运燃料“新选择”?
来源:中国能源报 时间:2020-05-21 字体:[ ]

今年以来,国际海事组织(IMO)开始实施更为严格的低硫船舶燃油标准,全球航运燃油需求出现结构性变化。在此背景下,能量密度几乎是氢两倍的氨也进入了航运业的视野。

首艘商业化氨动力船正在研发

据《金融时报》报道,芬兰船用发动机制造商瓦锡兰、挪威海工船东Eidesvik以及挪威国有能源公司Equinor正在合作研发一艘以氨燃料电池为动力、可完成远距离航行的零排放大型船舶,预计最早将于2024年下水,届时将成为首艘航行于公海的商业化氨动力船。

国际清洁运输委员会(ICCT)高级研究员Bryan Comer表示:“我们正在寻找未来的燃料,零碳燃料氨是个不错的选择。氨可以很容易地液化,比液态氢具有更高的体积能量密度,并且可以在内燃机中燃烧。”国际能源署(IEA)的数据显示,航运业排放量约占全球二氧化碳总排放量的2.1%。

据悉,瓦锡兰已经于3月底正式对氨进行燃烧试验,这也是其首次进行此类试验。瓦锡兰在一份声明中表示,试验只是“氨燃料计划”的一部分,最终目标是开发一个包含发动机、燃料供应和储存的完整氨燃料解决方案。瓦锡兰目标是实现船舶可利用氨满足60%—70%的能源消耗。

零碳船舶的“良好选择”

事实上,全球很早就开始研究氨充当燃料的潜力。美国国家航空航天局于1960年代就将氨燃料用在超音速喷射机上,也将一些汽车改装成由氨燃料驱动。中国、日本、澳大利亚等国近年来也都相继推出氨燃料电池研发项目。

去年底,中国船舶工业集团下属事业单位上海船舶研究设计院18万吨氨燃料散货船,取得了英国劳式船级社的原则性认可(AIP),该船型全程采用氨燃料推进,满足主机零碳排放要求。

今年初,马来西亚国际船运有限公司、韩国三星重工、英国劳埃德船级社和德国船机制造商曼恩能源解决方案达成合作意向,将在未来3—4年进行内氨燃料油轮联合开发项目,助力航运业迈向低碳化未来。

曼恩能源解决方案发言人Peter Kirkeby指出,尽管充满挑战,但氨的确可以成为零碳船舶的很好选择,“氨的价格与液化石油气、LNG或甲醇等其它替代燃料的价格相当”。

希腊航运新闻网消息称,作为航运业脱碳化的一部分,日本邮船株式会社(NYK)也开始考虑使用氨作为零排放船舶的船用燃料。NYK官网显示,不仅考虑将氨作为船用燃料,还将把海上运输氨作为业务之一。韩国船级社也认为,氨燃料在环境上是可行的,并且相对于其它燃料选择,制氨成本和设备要求并不是很高。

绿色制氨是“唯一出路”

不过,有业内人士指出,氨的应用仍需要进一步研究,与其它燃料相比,其燃烧性较差,并且具有毒性和腐蚀性,安全输送和存储至关重要,除非通过后续处理或优化燃烧过程进行控制,否则燃烧氨还可能导致更高的氮氧化物排放。因此,如果将氨作为船用燃料,需要制定详细的监管框架和分类规则。

此外,当前普遍的制氨技术仍需要依靠化石燃料,氨生产本身约占全球二氧化碳排放量的1.8%。为了实现真正的可持续性,“绿色制氨”才能全面消除氨的温室气体足迹。

牛津大学化学教授Bill David表示,“绿色制氨”的一种方法是使用可再生能源,另一种则是捕获氨生产过程中产生的温室气体并将其埋在地下岩石中。“全球必须考虑不同的选择,对氨的生产过程也要进行脱碳。”

不过,据航运和港口运营商支持的行业组织全球海事论坛估算,2030—2050年间,基于采用“绿电制氨”作为主要零碳燃料的航运业,其脱碳所需的资本投资约为1万亿—1.4万亿美元。

英国科学研究所皇家学会指出,液态氨的能量密度几乎是液态氢的两倍,是锂离子电池的九倍。市场研究和商业情报公司菲奥市场在一份报告中预计,到2025年,全球氨气市场价值预计将从2017年的527.1亿美元增至814.2亿美元,复合年均增长率约为5.59%。

这一前景或将促使IMO设定更高的减排目标,IMO秘书长林基泽表示,IMO的减排目标,只有通过技术创新的研发应用和引进替代燃料才能实现,这意味着应尽快运用低碳排放或零碳排放燃料。


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