IMO第104届海上安全委员会提案介绍--MSC104/15/9制定船舶使用氨燃料导则建议

2018年4月，国际海事组织（IMO）通过了温室气体减排战略，以2008年为基准线，至2030年船舶每一运输单元的平均碳排放减少40%，至2050年减少70%；船舶温室气体总排放量到2050年减少50%。为达成碳减排目标，氨正受到业界越来越多的关注，日本、新加坡及国际航运公会向会议提交了制定船舶使用氨燃料导则的新增计划产出提案。01整体介绍

氨气（NH3）在常温常压下为无色气体，并具有强烈的刺激性气味。与传统燃油相比较，氨气能量密度较低，同等能量其体积是传统燃油的2.4倍。氨气的可燃范围较小，且便于储存、运输，燃烧时不会产生温室气体二氧化碳，因此，以氨为燃料动力的船舶可有效减低碳氧化物和硫氧化物，实现真正意义上的零排放。但是，氨同时具有毒性和强烈化学反应属性，因此，IGC规则对氨气储存容器材质和防止人员中毒的设计标准进行了严格规定，同时列明了船舶所需配备的人员防护设备要求。02安全风险

燃料安全对船舶和船员生命财产安全至关重要，不同种类的燃料其安全风险相互各异，对于氨气而言，毒性为首要风险，除此之外还包括易燃性、低温、腐蚀性等。

（一）毒性

相比较于其他气体燃料，毒性是氨气的首要安全风险。氨气主要经呼吸道吸入中毒，对人体的毒性与环境中氨的浓度及接触时间有关。低浓度氨对黏膜有刺激作用，高浓度氨可造成组织蛋白变性，引起皮肤及上呼吸道黏膜炎症及烧伤、肺充血、肺水肿。船舶使用氨气作为替代燃料的风险点包括但不限于加注过驳、管路破损、机器燃烧、人员操作等环节可能出现的氨气泄漏而对人员构成危害。综合考虑不同船型的结构布置，因氨气与LPG具有类似属性，LPG运输船最有可能率先应用氨气，同时，船舶溢漏氨气的控制回收系统需整体设计布置。

（二）火灾爆炸

氨是一种可燃气体，在干燥空气中的可燃范围为15.15％至 27.35％，自燃温度为651°C。由于其可燃范围较窄、点火能量相对较高（比普通燃料高2-3个数量级），因此，与其他燃料相比，氨气发生火灾的风险更低。氨与卤素，卤间化合物和氧化剂会发生剧烈反应甚至或引发爆炸，船上应将氨存放在阴凉、通风良好的处所，远离火源并与其他化学物质，尤其是氧化性气体（氯，溴和碘）和酸进行隔离。鉴于氨的化学属性，针对小型火灾，建议使用干粉或二氧化碳进行灭火；而对于大型火灾，则可以通过水喷淋、水雾或泡沫灭火系统来灭火。

（三）腐蚀性

氨与在潮湿环境下，氨气与多种船舶用材如铜、黄铜、锌和各种合金材料发生化学反应，产生腐蚀并生成绿色或蓝色表面。氨还是一种碱性还原剂，与酸、卤素和氧化剂发生反应。如船舶选择氨气作为替代燃料，应谨慎选择与之相匹配的合格材质，因此，氨储存容器、管路和结构部件应使用耐氨的铁，钢和特种合金。同时，因液氨中含氧量超标则极易诱发钢材应力腐蚀开裂，IGC规则规定了船舶管路构件、液货舱和与液氨或蒸气接触设备的标准要求。

（四）储存舱室

根据IGC规则，独立A、B、C和薄膜型舱室可用于散装液体氨运输。在常温下，作为船舶动力燃料的氨气可能选择C型压力舱室进行储存。如选择半冷冻或冷冻型舱室，为确保储存系统安全，需布置适当的备用系统以保持舱室持续低温和压力。氨气燃料舱室及管线布置要求可参考LPG舱室规定，包括但不限于储存舱距离舷墙和船底的最小安全距离以避免因船舶碰撞或搁浅而可能造成的结构破损。另外，舱室布置应远离船舶机器处所、火灾高风险区域，并充分考虑船上起重设备和其他机器布置，避免因发生碰撞导致溢漏。同时，由于氨气能量密度较低，同等能量其体积是传统燃油的2.4倍，船舶所需储存氨燃料的舱室体积也将明显增大。

（五）管路破损

由于氨气的毒性和可燃性，如传输管路位于封闭处所内或通常无人的开敞甲板区域，应使用双层套管进行保护，同时，安装适当的泄漏探测报警装置以便及时探测泄漏点，并在船舶驾驶台或人员值班室发出声响报警，将泄漏氨气限制在双层套管内，避免扩散至人员居住处所或热源处。无水氨的比重轻于空气，约为空气的60%，当液态氨挥发的蒸气与空气中的水蒸气接触凝结时，将形成比空气重的雾，降沉至甲板或舱底，这一特性阻碍了泄漏氨气的及时扩散，因此，船舶应设计布置适当的探测报警装置和通风系统。

03公约规定

IGC规则第16.9节规定了替代燃料和相关技术要求，如主管机关批准，且安全水平等效于规则规定的天然气（LNG）水平，则其他货物气体可作为船舶燃料使用，但是，禁止使用标识为有毒的货物。氨气具有毒性，根据IGC规则规定，禁止船舶使用氨气作为船舶燃料。关于低闪点船舶燃料的使用，IMO制定了IGF规则，规则对LNG燃料进行了具体规定，但针对甲醇、氨气等其他新能源并没有具体要求，如能满足规则的目标和功能性要求，经过船旗国主管机关的等效替代评估和批准，即可作为船舶燃料使用。从船舶新能源应用来看，如果将氨气作为船舶碳减排的目标燃料，则需要对IGC规则进行相应的修订。

目前，IGF规则对氨气等低闪点燃料没有进行具体的技术规定，只是为船旗国提供了一个批准低闪点燃料船舶应用的审核机制。首先在船舶初始设计环节开展风险评估，识别氨气使用过程中对船员、环境、结构强度和完整性可能构成的安全风险。风险评估范围包括但不限于：

1.氨气接驳、储存和输送管路和设备；

2.操作控制系统和设备；

3.氨气探测报警装置；

4.消防灭火设备和结构布置；

5.除气和惰化设备

SOLAS 第II-1章55条“等效设计和布置”对船舶机器、电气设备和低闪点燃料储存输送系统的等效设计和布置进行了规定，要求参照IMO.1/Circ.1212、IMO.1/Circ.1455对等效布置进行工程分析、风险评估和等效审批。