为了满足IMO制定的减排目标——2050年之前将二氧化碳排放降低50%，全行业都在努力探索各类替代燃料。目前业界普遍看好的替代燃料选项包括LNG、甲醇、氢气、氨气、生物燃料等。就在近日，有关氨作为船用燃料的测试传来了好消息。

首次测试取得满意成果

近日，芬兰科技集团瓦锡兰启动了氨燃烧测试。该研究将帮助公司准备好将氨作为燃料使用，从而降低船舶和能源行业的温室气体排放。

作为此次测试的一部分，实验人员将氨注入燃烧研究装置以更好地了解其性能。基于初次测试的成果，后续将继续在双燃料和火花塞引燃的气体发动机上开展测试。而后，瓦锡兰将在2022年与船东合作开展现场试验，未来也可能与能源客户合作开展试验。

“首次测试取得了满意的成果，我们将继续优化燃烧参数”，瓦锡兰海洋业务部燃料与操作灵活性总经理Kaj Portin说道：“这是非常重要的一环，能够帮助瓦锡兰提供船东需要的发动机和燃料系统，无论未来他们选择什么燃料。”

氨是一种前景良好的无碳燃料，因为船运业一直在寻求如何满足国际海事组织在2050年前至少降低50%温室气体排放的目标，而能源业也已在开发实现100%可再生能源系统的最佳路径。尽管氨目前主要来源于化石，在未来，如果使用可再生能源发电制氨，其温室气体足迹可近乎完全消除。

这些测试仅是最新的举措，瓦锡兰的目标是开发一个包含发动机、燃料供应和储存的完整氨燃料解决方案。公司正在和船东、造船厂、船级社和燃料供应商合作以更好地了解系统和安全要求，以及燃料组成、排放和效率。

联合推进氨动力船舶试验

据了解，瓦锡兰还在着手开发作为欧盟项目ShipFC(ShipFC由14家欧洲企业和机构组成)的一部分的氨储存和供应系统，以在2023年前在海工支持船运营商Eidesvik Offshore的供应船Viking Energy上安装氨燃料电池。公司也通过设计液化气船的货物处理系统积累了有关氨的重要经验，因为这些船只很多都用于运输氨。

ShipFC项目由挪威联合组织NCE Maritime CleanTech协调，挪威国家石油公司Equinor和Eidesvik是ShipFC联合体的一部分，将在该项目上斥资2400万美元，其中1000万欧元(约合1100万美元)由欧盟资助。该项目将在Eidesvik的平台供应船“Viking Energy”号上测试氨燃料电池，其目的是证明远距离零排放航行和海上运营的可行性。“Viking Energy”号由Equinor承租，租期5年。

Eidesvik首席执行官Jan Fredrik Meling表示：“这项全面研究项目希望在2024年在‘Viking Energy’号上安装总功率为2MW的燃料电池模块，可维持船舶每年航行长达3000小时。”

该项目为期五年，瓦锡兰将为“Viking Energy”号提供用于氨气存储和分配的动力技术和系统。Prototech提供燃料电池系统，Yara提供氨气燃料。

“Viking Energy”号/网络

Eidesvik技术与开发副总裁Vermund Hjelland认为，氨气将减少海上运输对气候的影响。他解释道，“Viking Energy”号在试验中将使用氨气取代约三分之二的甲烷基燃料。

Hjelland表示：“作为试验的一部分，该船将使用氨动力在港口和海上设施之间进行为期一年的运输。在靠泊码头时，氨能将为该船提供动力。”

他继续指出：“我们的目标是在试验期间利用氨能满足60％至70％的能源消耗。此外，我们想证明该技术能够满足总功率需求的90％。”该船其余的能源需求将由LNG提供。自2003年以来，“Viking Energy”号一直使用LNG作为主要燃料。

在Eidesvik将氨能在平台供应船上测试之前，需要增加燃料电池的容量并进行实验室测试。ShipFC将把燃料电池从100千瓦扩大至2兆瓦，并在挪威Sustainable Energy Norwegian Catapult Centre进行测试。

ShipFC计划研究氨能在海上施工和货船领域的应用，将来会出现更多氨气动力测试。为此，NorthSea Shipping、Capital-Executive和Star Bulk Ship Management提供了可用于试验的船舶。

Equinor航运经理Morten Sundt表示，对于Equinor而言，ShipFC项目有助于实现其二氧化碳减排目标，即到2030年二氧化碳排放减半、2040年降低70％、2050年实现零排放。

当然，氨的很多性能需要进一步研究。相比其他燃料，氨的点火和燃烧性较差，并且具有毒性和腐蚀性，使得其安全处理和储存尤为重要。氨燃烧也可能导致更高的氮氧化物排放，除非通过后续处理或是优化燃烧过程来控制。如果将氨作为船用燃料使用，需要制定监管框架和分级规则。

除了氨气之外，瓦锡兰还同时在研究其他几种未来的燃料，包括合成甲烷、氢气和甲醇，希望能够为发动机和燃料链赋予完整的灵活性。内燃机可适用于任何燃料的燃烧。双燃料或火花塞引燃的气体发动机已经能够燃烧来源于化石的液化天然气、生物质或合成物——柴油机可以燃用液体生物燃料、生物柴油或合成柴油。

瓦锡兰拥有改造发动机使其适用燃料的丰富经验，包括从柴油到双燃料。发动机经改造还能燃烧甲醇和来源于原油的挥发性有机化合物。现代发动机的模块化意味着可以通过非常有限的部件更换实现发动机的改造。瓦锡兰在模块化发动机和储存与供应系统方面的投资将能够实现航运业从当前的化石燃料到生物和合成燃料的过渡。