IEA看好的氨燃料：研究人员给出突破局限的答案

信德海事 苏婉

近日，多家机构表示氨燃料将比甲醇燃料在航运业中占据更重要的位置。MSC、马士基、达飞、Seaspan都开始布局！

图片来源：NYK

氨相对具有成本优势

国际能源机构(IEA)的一份报告称，如果航运业要实现到2050年实现净零排放这一日益艰难的目标，氨将成为关键的航运燃料。

IEA表示，在未来20年内，氨的使用量将大幅增加，到2050年，氨将占据航运市场44%的份额。

根据《The Net Zero Roadmap: A global pathway》，生物燃料和氢气将分别占据19%的市场份额，而甲醇仅占3%。

报告称:“氨是用于航运脱碳的主要低排放燃料，因为生物燃料和氢的成本相对较高，很大程度上受到限制。”

因此，氨的市场份额将迅速上升，从目前的零份额增长到2030年的6%，五年后上升到15%，到2050年占据将近一半的市场份额。

根据该报告，这意味着从2022年的水平每年增加约20%的“氨燃料就绪(Ammonia Ready)”的船舶的订单。

但是合成氨的商船还没有投入使用，不过几家主要发动机制造商正处于开发二冲程发动机的最后阶段，以便在2025年前实现商业化。

Net Zero Road map公司表示：“尽管目前还没有商业船舶使用氨，但发动机制造商已经成功地测试了这项技术，截至2022年底，已经订购了约150艘氨燃料就绪船舶，这促进了相关的安全协议的快速制定。”

该公司表示，船舶运营商和氨生产商之间将需要达成协议，以使供需保持一致。

科技公司Topsoe ：氨燃料优势明显

丹麦技术公司托普索总裁兼首席执行官 Roeland Baan近在近期纽约举行的可持续性峰会上的小组讨论会上谈到航运绿色转型时表示，未来将主导航运业的燃料必然将只会是——氨燃料。

Topsoe的首席执行官Roeland Baan认为，航运公司最终将主要使用氨。|图片来源:Gregers Tycho/Ritzau Scanpix

Roeland Baan在小组讨论时表示，“我们相信氨燃料将成为航运业的赢家。为什么?因为其他燃料都含有碳。生产这些含碳的燃料都需要以具有竞争力的价格获得生物二氧化碳，这将是一个问题。”

事实上，咨询公司S&P Global在最近的一项分析中也估计表示，由于获得用于生产甲醇的生物二氧化碳的成本高昂，氨可能在几年内成为航运公司首选的燃料。

氨的毒性及应对措施

但Taylor Maritime投资公司的首席执行官Ed Butterry警告称，氨燃料船舶需要配备的基础设施还远没有建好，氨水既昂贵又危险”

不过，最新的消息显示，第一艘使用氨气的大型集装箱船可能最迟将于2030年出海。

加拿大独立船东（吨位供应商）Seaspan 正在与 Foreship 和马士基Mc-Kinney Moller零碳航运中心合作开发一种氨燃料的1.5万TEU新巴拿马型箱船。

Seaspan的氨燃料集装箱船设计图

Seaspan上周公开了其如何在一艘由氨驱动的大型新集装箱船上进行工作，试图解决对有毒燃料的担忧，合作伙伴详细说明了他们的设计决策及船舶下水的挑战。

报告的主要作者之一， Seaspan的独立高级船舶设计师Sebastian Brindley称：“人们对使用氨产生巨大担忧，因为氨在船上是有毒的。

Seaspan的独立高级船舶设计师Sebastian Brindley

“我认为我们需要非常谨慎地引导公众对此的看法，而唯一的办法就是向他们展示我们的设计从一开始就是以安全为中心的。”

Brindley说，这样做的目的是为了确保海员、港口工人和居民的安全。

马士基Mc-Kinney中心船舶设计主管Thomas McKenney表示：“通常这种类型的项目会非常封闭，虽然可能会原则上发表批准声明，但几乎不会透露任何真正有意义的细节。但我们的组织是非营利性的，因此，我们能够提供有关该项目的更多细节。”

马士基Mc-Kinney中心船舶设计主管Thomas McKenney

设计公司 Foreship UK 的董事总经理 Shaun White说：“”目前围绕氨的可行性研究并不多，大家把重点都放在了甲醇和生物燃料上，因此有很多不确定性和未知因素。”

“我们设计的氨燃料集装箱船，其运营结构与LNG运输船等非常不同，存在集装箱掉到燃料箱上的危险。因而在我们的设计中，燃料储罐被放置在下层甲板，以优化装载能力和成本。因此如集装箱掉落不会有穿透一个燃料箱箱顶的直接风险。”

氨的低密度驱使设计更大尺寸的船舶

Sebastian Brindley 说“虽然现实情况是现在没有什么能够解决所有的问题灵丹妙药，比如氨燃料的确有很好的用途，但仍然存在一些困难，比如它的毒性和低能量密度。”

设计者认为，由于能量密度较低，氨作为大型船舶的燃料更具商业意义。

Sebastian Brindley还表示“在项目开始时，我们对这个船舶的尺寸有相当深入的考虑。”

“我认为，作为第一次试验，较小的箱船可能是不错的选择，但从经济角度来看，由于氨是一种低密度燃料，我们必须拥有非常大的燃料罐舱。”

从 Seaspan 的角度来看，一艘较小的箱船需要配备一个大的燃料箱，这意味着几乎装载的箱量就要减少了。

Brindley 说：“因此，这驱动了我们设计更大尺寸的船舶。我认为对于氨，由于能量密度低，还具有毒性，我们需要额外的空间。”

马士基Mc-Kinney Center 船舶设计主管Thomas McKenney表示:“目前有一些项目正在考虑将氨作为一种燃料，特别是用于大型氨运输船。”。

“大型集装箱船，它们开得很快，消耗大量燃料。因此，从减排的角度来看更实用。”

对Brindley来说，绿色氨的可扩展性是一个重要因素。

“合作伙伴在去年年底开始设计这个项目，我们的时间安排非常紧迫，真的希望很快拿出好的想法，我们设计这款氨燃料的箱船的主要原因是燃油弹性。”

Brindley解释说: “虽然目前可用性不是很好，但氨理论上只是由空气和水制成的，这是目前世界上最常见的两种元素，因此我认为，未来我们应该能够获得大量的氨。”

各大巨头开始布局氨燃料

事实上，除了上述的作为世界第一大独立集装箱船东Seaspan在开始氨燃料方面的研究外。包括MSC、马士基和达飞轮船等也都已经开始了在氨燃料方面的研究或布局。

比如，今年5月18日，地中海航运公司(MSC)联合英国劳氏船级社(LR)和上海商船设计研究院(SDARI)和曼恩能源解决方案公司(MAN ES)签署了一份谅解备忘录(MOU)，为MSC氨燃料集装箱船的运营进行设计和准备。

谅解备忘录在MSC位于索伦托的办公室签署，(从左至右)Niels B. Clausen(MAN ES发动机与系统应用高级经理)、Giuseppe Gargiulo (MSC造船部负责人)、Nick Brown (LR首席执行官)、SDARI的代表远程出席了会议。

根据谅解备忘录，合作伙伴将为SDARI的双岛型8200 TEU的集装箱船设计开发技术规范和相关设计文件，该船将由MSC签订合同入LR船级。

这将使全球领先的集装箱运输公司之一的地中海航运（MSC）能够选择采用氨作为未来新造船合同的零碳主要动力燃料。

作为该项目的一部分，SDARI将准备氨双燃料船舶的规范和设计文件，而英国LR船级社将验证该设计是否符合有关使用氨作为船用燃料的安全标准和规则。MAN-ES将为发动机设计、氨燃料供应和减排系统提供数据和支持。 

此外，虽然马士基MAERSK和达飞轮船CMA CGM两家大型集运公司此前已经相继订造了多艘甲醇燃料的集装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与马士基和达飞轮船等8家合作伙伴签署谅解备忘录，将联合研究氨燃料集装箱船在氨燃料补给时的安全性，目的是在航运业推广使用氨作为船用燃料。

除了集运巨头丹麦马士基和法国达飞海运外8家公司和组织还包括日本航运公司商船三井、燃料供应企业道达尔能源船用燃料部门（TotalEnergies Marine Fuels）和Pavilion Energy新加坡公司，以西班牙阿尔赫西拉斯湾（Algeciras Bay）港务局和荷兰鹿特丹港。

事实上，如信德海事网此前在《马士基：甲醇燃料可能不够，我们还将考虑订购氨燃料船舶》一文中介绍到，9月14日，在马士基旗下的全球第一艘甲醇燃料集装箱船“LAURA MAERSK”轮的命名仪式上，马士基首席执行官柯文胜在发布会上表示该公司没有决定旗下所有船舶都使用绿色甲醇航行，未来可能会选择其他绿色燃料。

柯文胜提到：“几年后，当技术更加成熟时，我们可能会订购氨动力船舶，然后我们一部分船队将使用甲醇作为船用燃料，其余的将使用其他技术。”