近日，中國(guó)船舶集團(tuán)學(xué)科帶頭人、上海船舶研究設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)大師林潔接受了《中國(guó)能源報(bào)》的采訪，就氨作為船用燃料的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、挑戰(zhàn)和未來(lái)發(fā)展空間等方面分享了自己的觀點(diǎn)。

近日，由上船院自主研發(fā)設(shè)計(jì)的1400箱無(wú)艙蓋集裝箱船獲得來(lái)自比利時(shí)船東的訂單。據(jù)了解，這是全球首艘氨燃料動(dòng)力集裝箱船訂單。訂單的成功簽約標(biāo)志著全球航運(yùn)業(yè)在清潔低碳領(lǐng)域又邁出關(guān)鍵一步，航運(yùn)業(yè)碳減排開啟了氨燃料時(shí)代。

作為氫的衍生物，綠氨和綠色甲醇在助力航運(yùn)業(yè)實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)的優(yōu)勢(shì)開始顯現(xiàn)。2023年7月，全球航運(yùn)巨頭馬士基訂購(gòu)的全球首艘綠色甲醇集裝箱船開啟首航，此次全球首艘氨燃料動(dòng)力船舶訂單落地中國(guó)，也將進(jìn)一步加速推動(dòng)綠氨在航運(yùn)業(yè)的應(yīng)用。

清潔能源船舶的重要突破

據(jù)了解，該船屬于歐洲內(nèi)支線船型，主要服務(wù)于挪威—德國(guó)航線。可裝載1400個(gè)20英尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，配備氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、氨燃料儲(chǔ)罐、供給系統(tǒng)和加注系統(tǒng)；船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)低于基線約45%，碳強(qiáng)度指標(biāo)評(píng)級(jí)A級(jí)，每年可減少約1萬(wàn)噸二氧化碳排放。

上船院方面透露，在該船研發(fā)過(guò)程中，重點(diǎn)考慮了氨燃料具有毒性、腐蝕性等特點(diǎn)，最大程度減少了氨氣毒性的影響。為確保氨燃料加注、儲(chǔ)存和供給系統(tǒng)安全可靠，避免產(chǎn)生泄漏，已制定緊急情況下的各種應(yīng)對(duì)措施。

“在過(guò)去幾年里面，我們和一些船東、船級(jí)社已經(jīng)開展過(guò)若干個(gè)項(xiàng)目的聯(lián)合開發(fā)，都是針對(duì)清潔能源在船舶領(lǐng)域應(yīng)用的探討。雖然相關(guān)的理論和設(shè)計(jì)已經(jīng)基本成熟，但是由于此前一些現(xiàn)實(shí)條件不具備，我們并沒有下決心去付諸實(shí)踐。現(xiàn)在IMO預(yù)計(jì)會(huì)在今年底頒布第一個(gè)氨燃料的指導(dǎo)文件，氨燃料的船舶主機(jī)也會(huì)在今年底和明年上半年得到實(shí)質(zhì)性交付。由于這幾方面的推動(dòng)，現(xiàn)在我們的訂單才能夠確定是可以被執(zhí)行的。”中國(guó)船舶集團(tuán)學(xué)科帶頭人、上船院船型設(shè)計(jì)大師林潔在接受《中國(guó)能源報(bào)》記者采訪時(shí)表示，“此次訂單的落地是清潔能源船舶的重要突破，也向市場(chǎng)釋放了一個(gè)積極信號(hào)，就是氨燃料這個(gè)方向是可行的，相信接下來(lái)會(huì)有更多的訂單落地。”

信德海事綠色航運(yùn)研究員張晗告訴《中國(guó)能源報(bào)》記者：“從供應(yīng)端來(lái)看，氨的生產(chǎn)不是問題，現(xiàn)在已經(jīng)有綠氨的工廠了，另外氨的運(yùn)輸和存儲(chǔ)也已經(jīng)非常成熟。比較關(guān)鍵的是船舶主機(jī)，雖然目前市場(chǎng)上還沒有實(shí)體的能夠用于大型船舶的氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，但全球兩大船舶主機(jī)生產(chǎn)商都在研發(fā)中，預(yù)計(jì)到2025年初會(huì)有實(shí)體的主機(jī)交付，之后的配套就相對(duì)簡(jiǎn)單了，可能到2026年就能看到真正使用氨燃料的實(shí)船交付。”

被航運(yùn)業(yè)寄予厚望

國(guó)際海事組織（IMO）2020年8月發(fā)布的第四次溫室氣體研究報(bào)告顯示，2012—2018年，國(guó)際海運(yùn)碳強(qiáng)度降低約11%，但溫室氣體年排放量從9.77億噸增至10.76億噸。預(yù)計(jì)到2050年，隨著海運(yùn)需求持續(xù)增長(zhǎng)，二氧化碳排放量將比2018年增長(zhǎng)約50%，比2008年增長(zhǎng)約90%—130%。

為加速航運(yùn)業(yè)脫碳，去年7月，IMO海上環(huán)境保護(hù)委員會(huì)第80屆會(huì)議通過(guò)《2023年IMO船舶溫室氣體（GHG）減排戰(zhàn)略》，進(jìn)一步收緊國(guó)際航運(yùn)溫室氣體減排要求，明確應(yīng)盡快實(shí)現(xiàn)國(guó)際航運(yùn)溫室氣體排放達(dá)峰，并考慮不同國(guó)情，在2050年前或2050年左右實(shí)現(xiàn)凈零排放。

在該背景下，氨燃料被航運(yùn)業(yè)寄予厚望。“氨燃料目前公認(rèn)的最大優(yōu)勢(shì)就是燃燒后沒有碳排放。同時(shí)，它作為氫的載體，比氫要更容易運(yùn)輸和儲(chǔ)存，且能量密度相對(duì)于氫要更高。與同樣是氫載體的甲醇相比，氨的生產(chǎn)也相對(duì)容易，只需要用氫和空氣中含量最多的氮?dú)猓�而甲醇生產(chǎn)還需要二氧化碳，可持續(xù)的綠色來(lái)源的二氧化碳獲取也是一個(gè)比較大的問題。”張晗表示。

林潔也指出：“氨是氫的衍生物，本身并不含碳，燃燒也不會(huì)產(chǎn)生碳排放，所以它被航運(yùn)業(yè)寄予厚望。其實(shí)作為燃料，當(dāng)然氫燃料可能是最好的，它燃燒只產(chǎn)生水，但因?yàn)闅涞膬?chǔ)存運(yùn)輸比較困難，暫時(shí)還不能夠被大型遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船使用，而氨作為最接近氫燃料的一種利用方式，將來(lái)在助力實(shí)現(xiàn)航運(yùn)業(yè)減碳目標(biāo)的過(guò)程中，肯定是一個(gè)非常重要的武器。”

挪威船級(jí)社（DNV）在報(bào)告中預(yù)測(cè)，到2040年，航運(yùn)中的氨用量將達(dá)到1900PJ（皮焦），占航運(yùn)燃料構(gòu)成的13%；到2050年將達(dá)到5000PJ，占航運(yùn)燃料構(gòu)成的36%。

全產(chǎn)業(yè)鏈待構(gòu)建完善

盡管未來(lái)前景廣闊，但氨作為船舶燃料目前仍處初步探索階段，對(duì)于全產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建和完善，仍需行業(yè)各方共同發(fā)力。

在林潔看來(lái)，當(dāng)前最關(guān)鍵的問題在于規(guī)范的缺失。“整個(gè)供應(yīng)鏈的建設(shè)，包括配套的加注方式，目前都還沒有一個(gè)公認(rèn)的行業(yè)規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈完備的很重要的一環(huán)，只有有了統(tǒng)一要求和標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)業(yè)鏈上的船東、燃料供應(yīng)商以及配套的加注設(shè)施等，才有一個(gè)可以共同遵守的規(guī)范，這樣大家一起協(xié)同發(fā)力時(shí)才不會(huì)出現(xiàn)問題。另外，因?yàn)榘庇卸拘�，使氨燃料具備了和其他燃料完全不一樣的特征，那么它的加注方式是�?yīng)該采用船對(duì)船加注，還是裝卸貨同時(shí)可以進(jìn)行加注，需不需要額外的安全措施，這些方面我們產(chǎn)業(yè)鏈也亟需一個(gè)行業(yè)規(guī)范。”

多位受訪者也對(duì)《中國(guó)能源報(bào)》記者表示，由于氨具有毒性，行業(yè)從業(yè)人員對(duì)氨的認(rèn)知和接受度也是非常關(guān)鍵的一環(huán)，需要做好相關(guān)保障。

另外值得關(guān)注的是經(jīng)濟(jì)性問題。“目前氨和甲醇在經(jīng)濟(jì)性上面臨同樣的問題，要保障燃料的綠色屬性，按照現(xiàn)在的成本或者生產(chǎn)規(guī)模，它用作船燃料是不具備經(jīng)濟(jì)性的�？赡苄枰�大規(guī)模生產(chǎn)之后才會(huì)產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)，進(jìn)一步降低燃料成本。當(dāng)然，碳稅的執(zhí)行可能在未來(lái)能夠彌補(bǔ)綠色燃料和傳統(tǒng)燃料之間的價(jià)格差。”張晗表示。

“經(jīng)濟(jì)性問題的存在，也使得行業(yè)目前面臨一個(gè)比較現(xiàn)實(shí)的‘先有蛋還是先有雞’的問題。作為燃料生產(chǎn)方，可能需要船東方面給予足夠的承諾，保證會(huì)付一定的綠色溢價(jià)采購(gòu)綠色燃料，才可能去規(guī)模化大批量地生產(chǎn)。這需要燃料生產(chǎn)方和船東之間相互溝通配合，形成一定信任度，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈同步協(xié)調(diào)發(fā)展。”張晗指出。