世界上首艘氨燃料船遭遇阻礙零碳航運願景或到2026年才能實現

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Christoffer Björklund/Wärtsilä
Viking Energy號是一艘正在進行開創性改造以使用氨燃料執行的石油平臺供應船,現在計劃於2026年開始運營,比最初計劃晚了兩年。一旦改造完成,它將成為第一艘能夠全時使用氨燃料執行的船隻,這標誌著海運業減少二氧化碳(CO₂)排放努力中的一個重要里程碑。
IEEE Spectrum此前曾在2021年報道過氨作為航運業中石油燃料潛在替代品的情況(https://spectrum.ieee.org/why-the-shipping-industry-is-betting-big-on-ammonia),當時包括挪威能源巨頭挪威國家石油公司(Equinor)、技術供應商瓦錫蘭(Wärtsilä)和航運公司艾德思維克近海公司(Eidesvik Offshore)在內的主要利益相關者預計Viking Energy號將於2024年啟航。然而,進展已經放緩。
行業專家將此次延遲歸因於安全處理氨所需的複雜基礎設施。雅典國立技術大學的船舶工程學教授John Prousalidis說:“氨有毒、易爆且有腐蝕性。我們必須使用特殊的管道、儲罐以及配備專門材料的卡車,這些材料經過特殊設計,既防洩漏又能抵抗氨的腐蝕性。”
Wärtsilä的一位發言人告訴IEEE Spectrum,此次延遲與效能或安全問題無關,而是“處於海運脫碳前沿所面臨的挑戰”。這位發言人解釋說,該專案“原本是歐盟資助的ShipFC清潔氫能合作專案中的示範專案,其目標是在船上安裝一個2兆瓦氨動力燃料電池”。但是,由於用於此用途的固體氧化物燃料電池的生產物流沒有像預期的那樣迅速成熟,歐盟組織者對改造專案“暫時叫停”。2024年的最後期限已不再可行,但該合作專案使用專門製造的以氨為燃料的燃氣輪機重新啟動了該專案。
Wärtsilä的發言人表示:“在使用首創技術時,時間表可能會變動,但目標保持不變 —— 使氨成為海運業可行的零碳燃料。”
首開先河必然伴隨著一系列必須克服的挑戰。氨動力船舶面臨的最大環境問題之一是氮氧化物的潛在排放。Prousalidis說:“我們可能不會產生導致全球變暖的二氧化碳,取而代之的是會產生對呼吸有害的氮氧化物。”他還補充說:“為了避免簡單地用一種汙染物替代另一種汙染物,氨推進系統必須包含排放控制技術,以防止有害的氮氧化物進入大氣。”
內燃機的一個很有前景的替代品是氨燃料電池,就像原本計劃為Viking Energy號提供動力的那種燃料電池。燃料電池在發電過程中不產生氮氧化物排放。透過完全避免燃燒,這些燃料電池能使氨中的氮保持其惰性形式,從而消除一個主要的健康風險。
Viking Energy號氨燃料使用的延遲
儘管面臨挑戰,專家們認為氨可能會成為一種主流的海運燃料——但並非一蹴而就。雅典國立技術大學的Prousalidis說:“二三十年前,航運業大舉轉向天然氣,認為它是未來的燃料。現在,我們知道這並非正確之舉。”
回顧過去的燃料轉型,他指出,從蒸汽到石油,再到天然氣的每一次轉變,都花費了大約20年時間才完全被採用。他預計氨或氫氣的採用也會有類似的時間表。“我們在堅持不懈努力的同時需要有耐心,不要因早期遇到的挑戰而氣餒。”
這一觀點與挪威國家石油公司(Equinor)可再生和低碳技術副總裁Henriette Undrum在2021年對IEEE Spectrum所說的話一致,當時她呼籲公眾要有耐心:“我們不只是在解決一艘船的一個小問題。這是大局的一部分。它將成為構建零碳燃料市場的一個起點。”
Eidesvik
隨著氨和氫作為海運燃料越來越受到關注,海港可能在解決氨的“先有雞還是先有蛋”兩難問題上發揮關鍵作用。當沒有任何船舶使用新燃料時,能源公司對投資替代燃料基礎設施持謹慎態度,而造船廠則希望避免斥資數億美元建造沒有穩定燃料供應的船舶。
Prousalidis說:“海港已經在經歷一場能源轉型。對它們來說,作為能源樞紐來運作是合理的——生產、儲存並交易用於燃料電池和其他發電裝置的替代燃料。”他說,這樣做海港可以盈利,同時也能打破僵局,為全球脫碳努力做出貢獻。
儘管對氮氧化物排放的擔憂仍然存在,但據報道,包括正在改造Viking Energy號的合作方在內的一些公司正在設計燃燒後處理系統,類似於汽車排氣系統中的催化轉化器,以過濾掉有害的副產品。一種被稱為選擇性催化還原的技術將氮氧化物轉化為氮氣和水。氨逃逸催化劑可捕獲未燃燒的氨並將其分解為同樣的兩種惰性產物。
與此同時,以氨為基礎的推進技術的發展勢頭持續增強。位於韓國巨濟的造船廠Hanwha Ocean和總部位於美國休斯敦的能源技術公司Baker Hughes宣佈合作,到2027年開發出一種商業上相容氨的推進系統(https://investors.bakerhughes.com/news-releases/news-release-details/baker-hughes-and-hanwha-announce-partnership-develop-small-size)。這些公司正在研發能夠以100%氨為燃料且具備天然氣雙燃料選項的燃氣輪機。
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