绿色氢能和氨醇船舶将彻底改变航运业

奥地利 derstandard 当地时间6月15日刊登专栏文章，全世界研究人员正致力于实现用新型船舶取代污染严重、气味难闻的重油运输船这一目标，如今，环保型推进技术已曙光初现。

全球大部分贸易货物都通过水路运输，但航运业却背负着 “气候破坏者” 的恶名。据估计，国际航运造成的温室气体排放占全球总量的 2.5% 至 3%。此外，该行业至今仍主要使用重油作为燃料，正因如此，航运业一直被视为 “环境破坏者” 。不过，这种情况正在发生改变。

今年 4 月，国际海事组织（IMO）成员国出人意料地就未来几十年逐步减排的路线图达成了一致。其宏伟目标是：到 2050 年实现净零排放。载重吨位在 5000 吨及以上的船舶将受到这一目标的约束，而这类船舶的二氧化碳排放量约占全球总量的 85%。

捕获并储存二氧化碳

这不仅给船舶运营商带来了责任，未来，研究工作也会更加繁重。大型发动机能力中心（LEC）首席执行官兼学术负责人安德烈亚斯・维默证实了这一点。

LEC由奥地利研究促进署（FFG）的 “彗星计划” 资助，主要研究大型船舶推进技术中发动机相关领域，同时也关注整个能源系统。

为实现航运的气候中和，行业相关努力主要集中在两个领域：替代燃料和碳捕获，即捕获排放的二氧化碳。

这两个领域的前提都是，在可预见的未来，内燃机仍无可替代。

维默表示：“船舶在长达数周的航行中，需要一种合适的载能体来维持运行，液态储能介质与内燃机的组合是一个可靠且高效的方案。”

最简单的方法是继续使用化石燃料，并通过碳捕获技术从废气中提取二氧化碳，然后进行长期储存。不过，这位专家认为，这只是一种过渡技术。

目前，货船仍依赖内燃机和化石燃料。

只有当含碳电子燃料进入市场后，碳捕获技术才能充分发挥其潜力。届时，二氧化碳可从环境空气或内燃机废气中提取，用于生产甲醇或液化天然气（LNG）。最终目标是形成一个闭环，不再向大气中排放二氧化碳。

在欧洲已完成的 “HyMethShip” 项目中，在 LEC 的牵头下，十几个研究伙伴共同开发出了一个概念，从原理上证明了这一目标的可行性。该项目利用普通水制取氢气，并结合二氧化碳来生产甲醇，甲醇在船上充当储能介质。

甲醇并不直接在内燃机中燃烧，而是被分解为二氧化碳和氢气，氢气驱动发动机，二氧化碳则被输送到岸上，再次用于生产甲醇。

维默指出，不同能源载体之间的转换不仅对高效、环保的船舶推进技术至关重要，同时也是未来欧洲能源供应的关键技术。“核心问题在于，未来我们将如何运输能源。在北非、澳大利亚或南美洲等可再生能源大量过剩的地区，人们会将能源转化为甲醇或氨等其他能源载体，然后通过船舶运往欧洲。”

基于这一前景，如果储能介质能同时用于驱动船舶，显然是非常合理的。因此，实现航运零排放的另一个趋势是开发氢、氨等无碳燃料。

由于碳捕获技术需要较高的技术投入，并且在二氧化碳的储存和运输方面需要相应的基础设施，这一趋势也得到了进一步推动。

在新船订单中，混合动力推进系统的需求日益增长。

相比之下，气态氢的储能密度相对较低，在未来的竞争中会落后于氨。虽然液态氢的能量密度有所提升，但需要消耗大量能源将其冷却至零下 253 摄氏度。

不过，氢气依然是推进技术领域的热门候选燃料。在欧盟的 “阿波罗” 项目中，LEC 的研究人员正与来自七个国家的 11 个合作伙伴共同开发基于氨的推进解决方案。

该项目推进了两项技术：一是将氨分解（裂解）为氮气和氢气，且氢气要尽可能纯净，以便后续能用于燃料电池；二是在发动机中直接燃烧氨氢混合物。

维默解释道：研究的问题在于，这两种方案哪种效率更高。这位专家已经察觉到市场观念的转变：可以看到，在新船订单中，混合动力系统和甲醇动力已经得到了广泛应用，首批氨能船舶即将投入运营。

【信息来源：雷蒙德・朗/derstandard】