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IEA看好的氨燃料：研究人員給出突破局限的答案

信德海事 蘇婉

近日，多家機(jī)構(gòu)表示氨燃料將比甲醇燃料在航運(yùn)業(yè)中占據(jù)更重要的位置。MSC、馬士基、達(dá)飛、Seaspan都開(kāi)始布局！

圖片來(lái)源：NYK

氨相對(duì)具有成本優(yōu)勢(shì)

國(guó)際能源機(jī)構(gòu)(IEA)的一份報(bào)告稱，如果航運(yùn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)到2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放這一日益艱難的目標(biāo)，氨將成為關(guān)鍵的航運(yùn)燃料。

IEA表示，在未來(lái)20年內(nèi)，氨的使用量將大幅增加，到2050年，氨將占據(jù)航運(yùn)市場(chǎng)44%的份額。

根據(jù)《The Net Zero Roadmap: A global pathway》，生物燃料和氫氣將分別占據(jù)19%的市場(chǎng)份額，而甲醇僅占3%。

報(bào)告稱:“氨是用于航運(yùn)脫碳的主要低排放燃料，因?yàn)樯锶剂虾蜌涞某杀鞠鄬?duì)較高，很大程度上受到限制?！?/p>

因此，氨的市場(chǎng)份額將迅速上升，從目前的零份額增長(zhǎng)到2030年的6%，五年后上升到15%，到2050年占據(jù)將近一半的市場(chǎng)份額。

根據(jù)該報(bào)告，這意味著從2022年的水平每年增加約20%的“氨燃料就緒(Ammonia Ready)”的船舶的訂單。

但是合成氨的商船還沒(méi)有投入使用，不過(guò)幾家主要發(fā)動(dòng)機(jī)制造商正處于開(kāi)發(fā)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的最后階段，以便在2025年前實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

Net Zero Road map公司表示：“盡管目前還沒(méi)有商業(yè)船舶使用氨，但發(fā)動(dòng)機(jī)制造商已經(jīng)成功地測(cè)試了這項(xiàng)技術(shù)，截至2022年底，已經(jīng)訂購(gòu)了約150艘氨燃料就緒船舶，這促進(jìn)了相關(guān)的安全協(xié)議的快速制定?！?/p>

該公司表示，船舶運(yùn)營(yíng)商和氨生產(chǎn)商之間將需要達(dá)成協(xié)議，以使供需保持一致。

科技公司Topsoe ：氨燃料優(yōu)勢(shì)明顯

丹麥技術(shù)公司托普索總裁兼首席執(zhí)行官 Roeland Baan近在近期紐約舉行的可持續(xù)性峰會(huì)上的小組討論會(huì)上談到航運(yùn)綠色轉(zhuǎn)型時(shí)表示，未來(lái)將主導(dǎo)航運(yùn)業(yè)的燃料必然將只會(huì)是——氨燃料。

Topsoe的首席執(zhí)行官Roeland Baan認(rèn)為，航運(yùn)公司最終將主要使用氨。|圖片來(lái)源:Gregers Tycho/Ritzau Scanpix

Roeland Baan在小組討論時(shí)表示，“我們相信氨燃料將成為航運(yùn)業(yè)的贏家。為什么?因?yàn)槠渌剂隙己刑肌Ｉa(chǎn)這些含碳的燃料都需要以具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格獲得生物二氧化碳，這將是一個(gè)問(wèn)題?！?/p>

事實(shí)上，咨詢公司S&P Global在最近的一項(xiàng)分析中也估計(jì)表示，由于獲得用于生產(chǎn)甲醇的生物二氧化碳的成本高昂，氨可能在幾年內(nèi)成為航運(yùn)公司首選的燃料。

氨的毒性及應(yīng)對(duì)措施

但Taylor Maritime投資公司的首席執(zhí)行官Ed Butterry警告稱，氨燃料船舶需要配備的基礎(chǔ)設(shè)施還遠(yuǎn)沒(méi)有建好，氨水既昂貴又危險(xiǎn)”

不過(guò)，最新的消息顯示，第一艘使用氨氣的大型集裝箱船可能最遲將于2030年出海。

加拿大獨(dú)立船東（噸位供應(yīng)商）Seaspan 正在與 Foreship 和馬士基Mc-Kinney Moller零碳航運(yùn)中心合作開(kāi)發(fā)一種氨燃料的1.5萬(wàn)TEU新巴拿馬型箱船。

Seaspan的氨燃料集裝箱船設(shè)計(jì)圖

Seaspan上周公開(kāi)了其如何在一艘由氨驅(qū)動(dòng)的大型新集裝箱船上進(jìn)行工作，試圖解決對(duì)有毒燃料的擔(dān)憂，合作伙伴詳細(xì)說(shuō)明了他們的設(shè)計(jì)決策及船舶下水的挑戰(zhàn)。

報(bào)告的主要作者之一， Seaspan的獨(dú)立高級(jí)船舶設(shè)計(jì)師Sebastian Brindley稱：“人們對(duì)使用氨產(chǎn)生巨大擔(dān)憂，因?yàn)榘痹诖鲜怯卸镜摹?/p>

Seaspan的獨(dú)立高級(jí)船舶設(shè)計(jì)師Sebastian Brindley

“我認(rèn)為我們需要非常謹(jǐn)慎地引導(dǎo)公眾對(duì)此的看法，而唯一的辦法就是向他們展示我們的設(shè)計(jì)從一開(kāi)始就是以安全為中心的?！?/p>

Brindley說(shuō)，這樣做的目的是為了確保海員、港口工人和居民的安全。

馬士基Mc-Kinney中心船舶設(shè)計(jì)主管Thomas McKenney表示：“通常這種類型的項(xiàng)目會(huì)非常封閉，雖然可能會(huì)原則上發(fā)表批準(zhǔn)聲明，但幾乎不會(huì)透露任何真正有意義的細(xì)節(jié)。但我們的組織是非營(yíng)利性的，因此，我們能夠提供有關(guān)該項(xiàng)目的更多細(xì)節(jié)?！?/p>

馬士基Mc-Kinney中心船舶設(shè)計(jì)主管Thomas McKenney

設(shè)計(jì)公司 Foreship UK 的董事總經(jīng)理 Shaun White說(shuō)：“”目前圍繞氨的可行性研究并不多，大家把重點(diǎn)都放在了甲醇和生物燃料上，因此有很多不確定性和未知因素。”

“我們?cè)O(shè)計(jì)的氨燃料集裝箱船，其運(yùn)營(yíng)結(jié)構(gòu)與LNG運(yùn)輸船等非常不同，存在集裝箱掉到燃料箱上的危險(xiǎn)。因而在我們的設(shè)計(jì)中，燃料儲(chǔ)罐被放置在下層甲板，以優(yōu)化裝載能力和成本。因此如集裝箱掉落不會(huì)有穿透一個(gè)燃料箱箱頂?shù)闹苯语L(fēng)險(xiǎn)?！?/p>

氨的低密度驅(qū)使設(shè)計(jì)更大尺寸的船舶

Sebastian Brindley 說(shuō)“雖然現(xiàn)實(shí)情況是現(xiàn)在沒(méi)有什么能夠解決所有的問(wèn)題靈丹妙藥，比如氨燃料的確有很好的用途，但仍然存在一些困難，比如它的毒性和低能量密度。”

設(shè)計(jì)者認(rèn)為，由于能量密度較低，氨作為大型船舶的燃料更具商業(yè)意義。

Sebastian Brindley還表示“在項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)，我們對(duì)這個(gè)船舶的尺寸有相當(dāng)深入的考慮?！?/p>

“我認(rèn)為，作為第一次試驗(yàn)，較小的箱船可能是不錯(cuò)的選擇，但從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，由于氨是一種低密度燃料，我們必須擁有非常大的燃料罐艙?！?/p>

從 Seaspan 的角度來(lái)看，一艘較小的箱船需要配備一個(gè)大的燃料箱，這意味著幾乎裝載的箱量就要減少了。

Brindley 說(shuō)：“因此，這驅(qū)動(dòng)了我們?cè)O(shè)計(jì)更大尺寸的船舶。我認(rèn)為對(duì)于氨，由于能量密度低，還具有毒性，我們需要額外的空間。”

馬士基Mc-Kinney Center 船舶設(shè)計(jì)主管Thomas McKenney表示:“目前有一些項(xiàng)目正在考慮將氨作為一種燃料，特別是用于大型氨運(yùn)輸船。”。

“大型集裝箱船，它們開(kāi)得很快，消耗大量燃料。因此，從減排的角度來(lái)看更實(shí)用?！?/p>

對(duì)Brindley來(lái)說(shuō)，綠色氨的可擴(kuò)展性是一個(gè)重要因素。

“合作伙伴在去年年底開(kāi)始設(shè)計(jì)這個(gè)項(xiàng)目，我們的時(shí)間安排非常緊迫，真的希望很快拿出好的想法，我們?cè)O(shè)計(jì)這款氨燃料的箱船的主要原因是燃油彈性?！?/p>

Brindley解釋說(shuō): “雖然目前可用性不是很好，但氨理論上只是由空氣和水制成的，這是目前世界上最常見(jiàn)的兩種元素，因此我認(rèn)為，未來(lái)我們應(yīng)該能夠獲得大量的氨?！?/p>

各大巨頭開(kāi)始布局氨燃料

事實(shí)上，除了上述的作為世界第一大獨(dú)立集裝箱船東Seaspan在開(kāi)始氨燃料方面的研究外。包括MSC、馬士基和達(dá)飛輪船等也都已經(jīng)開(kāi)始了在氨燃料方面的研究或布局。

比如，今年5月18日，地中海航運(yùn)公司(MSC)聯(lián)合英國(guó)勞氏船級(jí)社(LR)和上海商船設(shè)計(jì)研究院(SDARI)和曼恩能源解決方案公司(MAN ES)簽署了一份諒解備忘錄(MOU)，為MSC氨燃料集裝箱船的運(yùn)營(yíng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備。

諒解備忘錄在MSC位于索倫托的辦公室簽署，(從左至右)Niels B. Clausen(MAN ES發(fā)動(dòng)機(jī)與系統(tǒng)應(yīng)用高級(jí)經(jīng)理)、Giuseppe Gargiulo (MSC造船部負(fù)責(zé)人)、Nick Brown (LR首席執(zhí)行官)、SDARI的代表遠(yuǎn)程出席了會(huì)議。

根據(jù)諒解備忘錄，合作伙伴將為SDARI的雙島型8200 TEU的集裝箱船設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)技術(shù)規(guī)范和相關(guān)設(shè)計(jì)文件，該船將由MSC簽訂合同入LR船級(jí)。

這將使全球領(lǐng)先的集裝箱運(yùn)輸公司之一的地中海航運(yùn)（MSC）能夠選擇采用氨作為未來(lái)新造船合同的零碳主要?jiǎng)恿θ剂稀?/p>

作為該項(xiàng)目的一部分，SDARI將準(zhǔn)備氨雙燃料船舶的規(guī)范和設(shè)計(jì)文件，而英國(guó)LR船級(jí)社將驗(yàn)證該設(shè)計(jì)是否符合有關(guān)使用氨作為船用燃料的安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則。MAN-ES將為發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、氨燃料供應(yīng)和減排系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)和支持。

此外，雖然馬士基MAERSK和達(dá)飛輪船CMA CGM兩家大型集運(yùn)公司此前已經(jīng)相繼訂造了多艘甲醇燃料的集裝箱船并且在甲醇燃料方面做了很深入的布局。

就在不久前的9月22日，日本伊藤忠商事宣布與馬士基和達(dá)飛輪船等8家合作伙伴簽署諒解備忘錄，將聯(lián)合研究氨燃料集裝箱船在氨燃料補(bǔ)給時(shí)的安全性，目的是在航運(yùn)業(yè)推廣使用氨作為船用燃料。

除了集運(yùn)巨頭丹麥馬士基和法國(guó)達(dá)飛海運(yùn)外8家公司和組織還包括日本航運(yùn)公司商船三井、燃料供應(yīng)企業(yè)道達(dá)爾能源船用燃料部門(mén)（TotalEnergies Marine Fuels）和Pavilion Energy新加坡公司，以西班牙阿爾赫西拉斯灣 （Algeciras Bay）港務(wù)局和荷蘭鹿特丹港。

事實(shí)上，如信德海事網(wǎng)此前在《》一文中介紹到，9月14日，在馬士基旗下的全球第一艘甲醇燃料集裝箱船“LAURA MAERSK”輪的命名儀式上，馬士基首席執(zhí)行官柯文勝在發(fā)布會(huì)上表示該公司沒(méi)有決定旗下所有船舶都使用綠色甲醇航行，未來(lái)可能會(huì)選擇其他綠色燃料。

柯文勝提到：“幾年后，當(dāng)技術(shù)更加成熟時(shí)，我們可能會(huì)訂購(gòu)氨動(dòng)力船舶，然后我們一部分船隊(duì)將使用甲醇作為船用燃料，其余的將使用其他技術(shù)。”

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