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氨:低碳航運燃料“新選擇”?
來源:中國能源報 時間:2020-05-21 字體:[ ]

今年以來,國際海事組織(IMO)開始實施更為嚴格的低硫船舶燃油標準,全球航運燃油需求出現結構性變化。在此背景下,能量密度幾乎是氫兩倍的氨也進入了航運業的視野。

首艘商業化氨動力船正在研發

據《金融時報》報道,芬蘭船用發動機制造商瓦錫蘭、挪威海工船東Eidesvik以及挪威國有能源公司Equinor正在合作研發一艘以氨燃料電池為動力、可完成遠距離航行的零排放大型船舶,預計最早將于2024年下水,屆時將成為首艘航行于公海的商業化氨動力船。

國際清潔運輸委員會(ICCT)高級研究員Bryan Comer表示:“我們正在尋找未來的燃料,零碳燃料氨是個不錯的選擇。氨可以很容易地液化,比液態氫具有更高的體積能量密度,并且可以在內燃機中燃燒?!眹H能源署(IEA)的數據顯示,航運業排放量約占全球二氧化碳總排放量的2.1%。

據悉,瓦錫蘭已經于3月底正式對氨進行燃燒試驗,這也是其首次進行此類試驗。瓦錫蘭在一份聲明中表示,試驗只是“氨燃料計劃”的一部分,最終目標是開發一個包含發動機、燃料供應和儲存的完整氨燃料解決方案。瓦錫蘭目標是實現船舶可利用氨滿足60%—70%的能源消耗。

零碳船舶的“良好選擇”

事實上,全球很早就開始研究氨充當燃料的潛力。美國國家航空航天局于1960年代就將氨燃料用在超音速噴射機上,也將一些汽車改裝成由氨燃料驅動。中國、日本、澳大利亞等國近年來也都相繼推出氨燃料電池研發項目。

去年底,中國船舶工業集團下屬事業單位上海船舶研究設計院18萬噸氨燃料散貨船,取得了英國勞式船級社的原則性認可(AIP),該船型全程采用氨燃料推進,滿足主機零碳排放要求。

今年初,馬來西亞國際船運有限公司、韓國三星重工、英國勞埃德船級社和德國船機制造商曼恩能源解決方案達成合作意向,將在未來3—4年進行內氨燃料油輪聯合開發項目,助力航運業邁向低碳化未來。

曼恩能源解決方案發言人Peter Kirkeby指出,盡管充滿挑戰,但氨的確可以成為零碳船舶的很好選擇,“氨的價格與液化石油氣、LNG或甲醇等其它替代燃料的價格相當”。

希臘航運新聞網消息稱,作為航運業脫碳化的一部分,日本郵船株式會社(NYK)也開始考慮使用氨作為零排放船舶的船用燃料。NYK官網顯示,不僅考慮將氨作為船用燃料,還將把海上運輸氨作為業務之一。韓國船級社也認為,氨燃料在環境上是可行的,并且相對于其它燃料選擇,制氨成本和設備要求并不是很高。

綠色制氨是“唯一出路”

不過,有業內人士指出,氨的應用仍需要進一步研究,與其它燃料相比,其燃燒性較差,并且具有毒性和腐蝕性,安全輸送和存儲至關重要,除非通過后續處理或優化燃燒過程進行控制,否則燃燒氨還可能導致更高的氮氧化物排放。因此,如果將氨作為船用燃料,需要制定詳細的監管框架和分類規則。

此外,當前普遍的制氨技術仍需要依靠化石燃料,氨生產本身約占全球二氧化碳排放量的1.8%。為了實現真正的可持續性,“綠色制氨”才能全面消除氨的溫室氣體足跡。

牛津大學化學教授Bill David表示,“綠色制氨”的一種方法是使用可再生能源,另一種則是捕獲氨生產過程中產生的溫室氣體并將其埋在地下巖石中?!叭虮仨毧紤]不同的選擇,對氨的生產過程也要進行脫碳?!?/p>

不過,據航運和港口運營商支持的行業組織全球海事論壇估算,2030—2050年間,基于采用“綠電制氨”作為主要零碳燃料的航運業,其脫碳所需的資本投資約為1萬億—1.4萬億美元。

英國科學研究所皇家學會指出,液態氨的能量密度幾乎是液態氫的兩倍,是鋰離子電池的九倍。市場研究和商業情報公司菲奧市場在一份報告中預計,到2025年,全球氨氣市場價值預計將從2017年的527.1億美元增至814.2億美元,復合年均增長率約為5.59%。

這一前景或將促使IMO設定更高的減排目標,IMO秘書長林基澤表示,IMO的減排目標,只有通過技術創新的研發應用和引進替代燃料才能實現,這意味著應盡快運用低碳排放或零碳排放燃料。


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