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Alternative Fuels

专家分享船用氨燃料毒性见解

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高级海洋测量师 Muammer Akturk 深入探讨了氨毒性的复杂性、所需的安全措施以及影响其采用的新法规。

Muammer Akturk 是一位专门研究船用替代燃料的高级海事测量师,最近,他通过其替代船用燃料时事通讯发表了一篇关于船用氨燃料的文章。

他通过国际海事组织最近的讨论,深入讲解氨毒性的复杂性、所需的安全措施以及影响其采用的新出台法规:

介绍

海事行业面临着几项重大挑战,这主要是由于有关排放和气候变化的法规正日益严格化。随着航运业为其全球船队寻求高效的推进和燃料策略,全球化、地缘政治变化、数字化和网络安全问题等因素导致了原已复杂的运营环境进一步地复杂化。

当下,国际海事组织 (IMO) 更新其初始温室气体减排战略是国际航运业的一个重要转折点,其目标是要到 2050 年采用零碳和低碳燃料。

船舶设计者、建造者、船东和运营商目前正在考虑的各种技术和燃料选择中,无水氨(NH3)正逐渐被视为一种潜在的船用燃料,并可以相对迅速地引入。它提供了一种零碳解决方案(从储罐到尾流计算),并且,考虑到从生产到使用(油井到尾流)的整个生命周期,绿色氨有望成为最终的解决方案。然而,重要的是我们要认识到,氨虽然具有巨大潜力,其固有毒性仍然是充分利用其益处的关键挑战。

氨的性质

氨在标准大气条件下以无色气体形式存在,并以其独特的强烈气味而闻名。当受到较高压力时,它会转变为液态,从而简化了其运输与储存。

与航运业正在探索的一些替代燃料相比,氨的可燃性范围相对有限。然而,重要的一点,就是要认识到它的毒性和高反应性。

在较低浓度下,氨会对眼睛、肺部和皮肤造成刺激,而在较高浓度或直接接触时,则会立即造成性命风险。相关症状包括呼吸困难、胸痛、支气管痉挛,同时,严重时更会出现肺水肿,特征为肺液积聚所导致的呼吸衰竭。

皮肤接触浓氨会导致严重的化学烧伤,而触及眼睛则会引起疼痛、过度流泪、结膜肿胀、虹膜和角膜损伤,以及青光眼和白内障等疾病。急性接触液氨可表现为皮肤发红、肿胀、皮肤溃疡和冻伤。

与氨燃料的使用相关的健康风险

由于其有害特性,氨被归类为有害物质。
国家标准所规范的暴露水平和持续时间,通常允许暴露限值设定为 50 ppm(百万分之一),并建议暴露限值为 25 ppm,而确定对生命或健康造成直接危险的阈值为 300 ppm。 有关暴露持续时间和以 ppm 为单位测量的相关健康影响的详细信息,请参阅表 1。

Table 1: Ammonia concentration and Hazard to Human Health

表1:氨浓度及对人体健康的危害

急性暴露指南水平 (AEGL):氨
AEGL 1:引起刺激,但停止接触后可立即恢复
AEGL 2:造成不可逆转或长期的健康危害
AEGL 3:致命

船上出现氨泄漏的潜在释放源

目前,业界正在努力设计和建造氨动力发动机和相应的氨燃料供应系统。这些进展有助于识别船舶系统内潜在的氨泄漏可能性。图1显示了船舶开放区域氨泄漏的各种释放源,主要为:

4.1 露天场所的氨释放源
• 氨燃料箱PRV被打开。
• 燃油供应系统净化/通风/排放出口。
• 燃料准备室、TCS、双层空间的通风口。
• 开放区域的加油管汇。

4.2 封闭空间氨释放源
• 燃料准备室(FPR)。
• TCS(储罐连接空间)。
• 双墙空间,包括GVU 室(燃气阀装置)。
• 封闭式加注站(如果有)。

4.3 正常工作条件下的释放源
• 燃料准备通风口的受控释放。
• 具有安全措施的吹扫和排气出口。
• 相关安全措施包括气体检测、警报、停机和氨处理。

4.4 紧急情况下的释放源
• 紧急情况下不受控制的释放,例如油箱附近着火。
• 大量泄漏可能会覆盖整艘船,同时,氨浓度也达到有害水平。
• 氨处理设施的运行可能无法切实减少大量气体的排放。

Figure 1: Potential Source of Ammonia leakages onboard (Source CCC 9/3/1)

图 1:船上氨泄漏的潜在释放源(取自CCC 9/3/1)

IMO 制定的氨燃料船舶安全临时指南草案

CC(Sub-Committee on Carriage of Cargoes and Containers)第九届会议定于9月20日至29日举行。目前的大部分注意力都集中在起草与替代燃料相关的指南上,这对于行业的脱碳目标至关重要。 其中一项值得注意的工作是临时准则的制定,以确保氨燃料在船舶使用的安全性。

这些临时指南适用于遵守 SOLAS 第 II-1 章 G 部分要求的船舶,并应与 IGF 规则一起使用,纳入针对危险性和燃料特性的具体考虑。 这项工作预计将于 2024 年底完成。

液化天然气系统 IGF 规范中采用的安全框架包含五个核心原则:

  1. 隔离:确保燃料储罐的装置受保护且能防范机械伤害和火灾。
  2. 完整性:燃油系统的设计应尽量减少燃油泄漏。
  3. 在所有燃油系统部件中实施双重屏障以防止泄漏。
    1. 系统泄漏检测和警告,实行自动安全响应。
    2. 检测到泄漏时自动关闭燃油供应系统,以减轻潜在后果。

此外,也需要采取额外的关键安全措施解决燃料的毒性问题。其中,彻底了解这些独特的特性及其对风险评估的影响,对于实施有效的安全措施以减轻氨燃料相关风险至关重要。 这是制定强有力的安全法规的重要基础。

如图 2 所示,天然气 IGF 规则中概述的安全原则可适用于氨,尽管需要进行大量修改以解决安全壳破损情况下增加的毒性风险。现有的天然气 IGF 规范要求不包括燃料毒性,因此,需要采取更严格的安全措施来防止正常运行和紧急情况下的氨暴露现况。

图 2:IGF 代码概念的氨毒性风险表(取自 CCC 9.INF7)

后记

在海运业中使用氨燃料为脱碳努力带来了希望。 然而,它因固有的毒性问题而需要仔细考虑其应用。为LNG系统制定的安全指南和原则虽然适用于氨,但仍需要进行大量修改才能解决它较高的毒性风险。因此,了解氨的独特性质、其潜在的健康影响以及实施有效的安全屏障是减轻相关风险的基本步骤。 随着行业正迈向将氨用作替代燃料的方向发展,强有力的安全法规和全面的安全措施也必须同步制定,以确保能够安全、可持续地进行过渡。

照片来源:Unsplash 的 Chris Pagan
资料来源:Alternative Marine Fuels Newsletter
发布日期:2023 年 9 月 12 日

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新加坡与印度签署绿色数字航运走廊谅解备忘录

两国将与行业伙伴合作,开发基础设施和技术,以支持航运业向温室气体零或近零排放船用燃料转型。

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新加坡海事及港务管理局 (MPA) 周四 (9 月 4 日) 表示,新加坡和印度已签署谅解备忘录 (MoU)以合作建立新加坡-印度绿色数字航运走廊 (GDSC)。

根据谅解备忘录,两国将与行业伙伴合作,开发支持海运业向零或近零温室气体排放燃料转型的基础设施和技术。

同时,该谅解备忘录也涵盖数字信息交换以及新兴绿色技术和解决方案的联合研究。

2025 年 9 月 4 日,在新加坡总理Lawrence Wong(黄循财)到新德里进行正式访问期间,两国总理见证了谅解备忘录的交换。

MPA 在一份声明中表示:“预计,此次伙伴关系将支持海运业在数字化和脱碳方面的持续努力。

“印度的可再生能源产能和工业基础,将支持替代船用燃料的生产和出口;而新加坡,则是一个重要的枢纽港,拥有成熟的燃料加注业务和不断发展的海事创新生态系统。”

图片来源:新加坡海事及港务管理局
发布日期:2025年9月5日

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KPI OceanConnect探讨 FuelEU Maritime 法规:将监管转化为战略机遇

Jesper Sørensen 表示:“企业不应将合规视为一项简单的‘可勾选’任务,而应将其视为更广泛风险管理的关键组成部分以及获得竞争优势的机会。”

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KPI OceanConnect 替代燃料和碳市场全球主管 Jesper Sørensen 向新加坡船用燃料资讯平台《满航时报》(Manifold Times)分享了 FuelEU Maritime法规将对 2025 年生物燃料市场产生的影响,并指出企业应将合规性视为获得竞争优势的机会:

变化是航运监管格局中唯一不变的因素。随着新环境规则持续出台,运营商正面临着越来越大的适应压力。而除了国际海事组织 (IMO) 的脱碳战略外,欧盟也推出了两个将在未来几年重塑航运运营的主要监管框架——FuelEU Maritime法规和欧盟排放交易体系 (EU ETS)。

其中,在监管往返欧盟港口的航程中所使用燃料的碳强度方面,FuelEU Maritime 最为直接。该法案要求船舶分阶段减少排放,从2025年减排2%(以2018年为基准),到2030年逐步增至6%,再到2035年增至14.5%、到2040年增至31%以及到2045年增至62%,并最终到2050年达到80%。目前,其首个核查截止日期在2026年初,而意味着企业已需要立即采取行动,制定强有力的合规战略。

生物燃料如何支持航运脱碳?

生物燃料已成为满足FuelEU Maritime要求的短期解决方案。最近的预测表明了,仅在2025年,随着运营商努力实现2%的减排目标,针对B100生物燃料的需求可能将达到70万吨。

生物燃料,例如:加氢植物油 (HVO) 和脂肪酸甲酯 (FAME),并非FuelEU Maritime法规下唯一的合规途径,但是,它们为许多船东提供了一个切实可行的起点。与液化天然气 (LNG)、甲醇和氨不同,大多数生物燃料可以进行混合或以 B100 的形式直接添加到现有发动机中,且只需进行少量的改造即可使用它们。并且,它们也可以作为其他低碳替代品的引燃燃料。

然而,生物燃料并非灵丹妙药。因为,其供应目前仍高度集中在鹿特丹和新加坡等主要枢纽,并且,其供应也通常取决于当地的原料来源。

国际能源署 (IEA) 最近的一份报告预测,到 2030 年,仅航空和航运就将占新增生物燃料需求的 75% 以上,且消费量将增长 30%。在生物燃料供应紧迫性方面,航运业将面临激烈的供应竞争,尤其是来自航空和公路运输行业的竞争,因为,这两类运输通常需要更高质量的燃料,并能够承受更高的成本。

毫无疑问,这已对航运业造成了潜在的“生物燃料危机”。因此,为了保持供应可及性和成本竞争力,航运业必须开始投资开发替代或先进原料,因为,此类原料能够更好地减少温室气体 (GHG) 排放,并可精炼至适合海上使用标准。不过,就算可以确保持续的供应,这些替代品仍将引发燃料质量、认证和可持续性声明方面的问题。

其中,验证原料来源并追踪完整监管链的可持续性声明,将成为确保合规的关键。在这方面,船东将需要与值得信赖的供应商密切合作,以降低日益增长的燃料欺诈、劣质燃料和声誉受损风险。

因此,采用从油井到尾流的全生命周期排放核算方法,对于准确评估船用燃料的真实碳影响至关重要。不过,第一代原料通常无法达到必要的可持续性阈值,而使其与这种方法不兼容,并正逐渐从生物燃料价值链被淘汰。

此外,在这一转型过程中,认证体系将可以发挥非常关键的作用,通过验证可持续性声明并确保符合严格的可追溯性标准,助力确认生物质和生物能源来自负责任的来源。其中,这不仅对于满足监管要求极其重要,也对于保护生态系统、维护生物多样性和支持当地社区非常重要。

另一方面,随着监管日益严格,针对交易对手的风险评估将变得越来越重要。其中,选择合适的供应商并尽早与其接洽非常关键。而那些能够提供燃料来源保证、符合 FuelEU Maritime 法规并提供文件支持的供应商,也将成为不可或缺的合作伙伴。

此外,船东应寻找的供应商,必须能够提供符合其合规策略的定制燃料混合物和燃料解决方案。总括而言,整个供应链的灵活性、透明度和协作都将在降低能源转型风险方面发挥作用。

超越 FuelEU Maritime,了解完整的监管格局

FuelEU Maritime 法规代表了航运脱碳进程迈出的重要一步,但是,它只是更广泛的、正在改变航运环境责任的监管浪潮的一部分。其中,这股浪潮包括欧盟于 2024 年将航运纳入欧盟排放交易体系 (EU ETS),并引入了直接碳定价。同样地,国际海事组织(IMO)最近于2025年4月第83届海上环境保护委员会(MEPC)会议上决定推进其净零排放框架,将成为世界上第一个在整个行业中结合强制排放限制和温室气体定价的框架。此外,这些全球措施也将适用于欧盟水域以外的地区,并因此将增加针对全球基础设施的需求,以支持替代燃料的采用并执行一致的标准。

而所有这些发展,也凸显了,在控制成本和碳排放绩效方面,及时规划和战略合作的价值正日益增长。因此,企业不应将合规视为一项例行公事,而应将其视为更广泛风险管理的关键组成部分和获得竞争优势的机会。其中,保持合规需要的,不仅仅是燃料供应和燃料供应商,更需要与综合燃料合作伙伴建立合作关系,因为,这些合作伙伴能够在总体燃料采购与合规战略下协调采购、排放战略和风险管理。

例如,就欧盟排放交易体系 (EU ETS) 而言,运营商必须准备在 2025 年 9 月 30 日截止日期前交出 2024 年的排放权配额 (EUA)。因此,执行良好的 EUA 战略,将可以最大限度地降低碳价格波动带来的风险,并与 FuelEU Maritime 合规目标紧密契合。例如,通过使用生物燃料可以显著降低遵守 FuelEU Maritime 法规的成本,并减少 EU ETS 负债,但是,运营商也需要考虑其船舶航线如何与燃料供应相匹配以实现这些优势。

在未来几年,监管势头势必将增强,因此,长期的合规战略将需要采取多燃料方案,将生物燃料、液化天然气、甲醇和氨,以及节能技术和运营措施结合起来。与此同时,航运业在这一进程中并非孤军奋战。

因为,我们可以借鉴其他行业的经验,例如:航空、化工和农业,这些行业已经广泛使用低碳燃料。因此,航运业可以利用这些经验,建立跨行业合作伙伴关系,以加速创新、降低成本并避免陷阱。其中,这些行业在基础设施、装卸和安全方面能提供宝贵的见解,是值得航运业参考和借鉴的经验教训。

总的来说,像FuelEU Maritime这样的法规标志着航运业脱碳进程的关键转折点。合规虽然属于强制性,但,这其中也提供了转型的机会。通过及早采取行动、拥抱创新,并在各个行业建立值得信赖的合作伙伴关系,航运业可以为可扩展、安全和可持续的解决方案奠定基础。

图片来源:KPI OceanConnect
发布日期:2025年9月4日

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Alternative Fuels

阿格斯媒体:随着船燃需求向东移,亚洲正推动生物甲醇发展

阿格斯(Argus) 表示,除非欧洲扩大自身生产规模或收紧 FuelEU 规则,否则,生物甲醇的价格和合规成本将越来越倾向于由亚洲而非欧盟决定。

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目前亚洲生物甲醇的价格低于欧洲生物甲醇,并且,随着低碳船用燃料合规需求向东移,这一差距可能会扩大。

2025年9月3日

FuelEU Maritime法规允许在欧盟以外地区加注的经认证低碳燃料计入合规范围,但是,欧洲的反倾销税却提高了中国生物柴油的进口成本。因此,这也促成了合规套利结果:船东可以将在亚洲购买的生物甲醇基于“质量平衡”引入他们的欧盟航线中,而意味着他们将可以使用可证明等量亚洲供应的证书,而不必在欧洲实际加注此类燃料。因此,最终,中国和新加坡的价格(而非鹿特丹价格)正在决定全球基准。

回顾过去的几个月,这种价格变化的速度已变得更加清晰。继3月30日现代商船(HMM)的甲醇动力船“HMM Forest”首次加注2,902吨甲醇后,在5月5日,上海港进行了第二次商业生物甲醇加注,向“HMM Forest”提供了3,110吨甲醇。2025年7月,煤气公司(Towngas)从天津向新加坡运送了5000吨ISCC-EU认证的生物甲醇,以用于燃料加注试验,而进一步证明了大规模经认证供应链的可行性。此外,上海电气也于7月在吉林省启动了一家新的ISCC-EU认证工厂,并明确瞄准了海上燃料加注领域。

与此同时,更多的亚洲地区供应基地正在启动。其中,金风科技绿色能源(Goldwind Green Energy)计划于2025年9月在内蒙古启动一个年产25万吨的混合生物/电甲醇项目,并已与马士基和赫伯罗特签署了长期承购协议,分别为50万吨/年和25万吨/年。此外,今年秋季,中集安瑞科在广东启动其年产5万吨的生物甲醇工厂试运行,并瞄准到2027年将产能增至25万吨/年。

因此,当下的价格走势,正反映这种东移趋势。

在8月份,阿格斯评估华东地区生物甲醇的dob(船上交付)价格为1,000美元/吨,而阿姆斯特丹-鹿特丹-安特卫普枢纽的dob价格则为1,164.60美元/吨(见图表)。由于FuelEU接受欧洲以外地区的经认证燃料加注,船东可以将价格更低的中国或新加坡生物甲醇运往欧盟航线,以从而避开欧洲更高的生物柴油和电子甲醇升水。

同时,欧洲政策也在加剧这一转变。其中,对中国生物柴油征收10%至35%的反倾销税,已提高了欧盟生物燃料的成本。与此同时,欧盟监管机构已确认,在国外加注的经认证燃料,只要文件齐全,即可归为符合FuelEU合规性。因此,这些因素都在鼓励船东在亚洲进行采购,因为,亚洲的供应正在增长、价格也更低。

然而,风险依然存在。在中国生物燃料面临欺诈指控后,欧盟已加强对认证体系的审查,并在未来的改革中可能会限制“预订-认领”机制(book-and-claim)的质量平衡。此外,行业组织也警惕,生物燃料联盟数据库可能会收取高昂的费用,并设定紧迫的期限,以及存在重复计算风险,而可能会影响生物甲醇的发展。

无论如何,甲醇的发展轨迹仍然显而易见。目前,Argus已追踪到,到 2030 年,低碳甲醇产能将接近 4250 万吨,并其中有大部分源自中国。并且,仅在中国,就已宣布了 72 个生物甲醇和电子甲醇项目(1500 万吨/年),并其中有 24 个项目(320 万吨/年)正在建设中或处于最终投资决定阶段。

同时,新加坡也在快速发展。 3 月,新加坡海事及港务管理局(MPA)宣布了新的甲醇加注标准,并开放了甲醇加注许可证申请。该许可证有效期为五年,从 2026 年 1 月 1 日至 2030 年 12 月 31 日,将于第四季度颁发给符合安全和运营标准的公司。

此外,相关的需求也在同步增长。截至2025年8月,已有60多艘甲醇燃料船投入运营,并另有300艘被订购。

总括而言,在欧洲扩大自身生产规模或收紧FuelEU规则之前,生物甲醇的价格和合规成本将越来越倾向于由亚洲而非欧盟决定。

生物甲醇 $/t
 
图片来源:Argus Media
发布日期:2025年9月3日

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