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Fortescue 在新加坡成功开展全球首次的船用氨燃料试验

用于燃料试验的5立方米液氨由Vopak提供;同时,该船获得了 SRS 的船旗批准和 DNV 的“Gas Fuelled Ammonia”船级符号。

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根据新加坡海事及港务管理局 (MPA) 和澳大利亚矿业公司Fortescue周五(3 月 15 日)的消息,在新加坡港,Fortescue公司已成功让悬挂新加坡国旗的氨动力船舶“Fortescue GreenPioneer ”在燃料燃烧过程中结合使用氨作为其中的船用燃料,是世界上首次的氨与柴油混燃应用。

“Fortescue Green Pioneer”轮加注了来自裕廊岛 Vopak Banyan 码头现有氨设施的液氨,以用于此次燃料试验。

在完成燃料试验后,“Fortescue Green Pioneer”轮获得了新加坡船舶注册处 (SRS) 的船旗批准以及 DNV 船级社的“Gas Fuelled Ammonia”符号,可以将氨与柴油结合作为船用燃料使用。

而用于燃料试验的 5 立方米(3 吨)液氨,乃由 Vopak 通过裕廊岛上10,000 立方米 Vopak Banyan 码头的现有基础设施提供。

作为风险管理的一部分,相关人员进行了广泛的预操作、安全检查和测试。

接着,第二批的3吨液氨将提供给“Fortescue Green Pioneer”轮,以在接下来的几周内开展进一步的测试和试验。

此次氨燃料加注是 Vopak 在全球首次利用其在新加坡的现有基础设施进行,再次证实了该国际码头能经济高效地使用现有、同类型氨基础设施的潜力,以支持氨作为船用燃料用于国际运输的运营、商业化和逐步规模化。

“Fortescue Green Pioneer”轮于 2022 年开展了其作为世界上第一艘氨动力远洋船舶的旅程,当时, Fortescue 在其位于澳大利亚西部珀斯(Perth, Western Australia)的陆上测试设施成功将四冲程发动机改装成使用氨与柴油结合运行。

陆基测试成功后,船上的改装工作从 2023 年 7 月起在 Seatrium (海庭)的Benoi船厂启动。其中,这包括安装气体燃料输送系统、安全系统和基础建设,并成功改装了该船四台发动机中的两台,以能够在燃烧过程中结合燃烧氨与柴油,为船舶提供动力。而“Fortescue Green Pioneer”轮上的其余两台发动机,则将在必要时使用传统燃料运行。

为了预备该船在新加坡运营,MPA、Fortescue、Vopak以及研究机构和行业合作伙伴联合组织了危险识别研究以及危险和可操作性研究研讨会,以识别燃油传输和发动机试验过程中的潜在风险,并制定必要的预防、控制和缓解措施。

同时,相关人员也进行了培训,包括针对特定气体危险材料的应急响应以及由MPA 主导的安全演习,以评估事故期间船员的操作准备情况和应急响应。在进行试验之前,所有船员都已熟练掌握了新的增强程序。

另外,氨羽流模型由新加坡科技研究局(ASTAR)高性能计算研究院(IHPC)、南洋理工大学海洋能源和可持续发展卓越中心(MESD)、新加坡近海和海洋技术中心 (TCOMS) 和新加坡国立大学热带海洋科学研究所 (TMSI) 联合开发以确定相关安全范围,对发生可能事故时的氨羽流扩散进行建模,并支持相关的安全与事故响应计划。

该模型考虑了“Fortescue Green Pioneer”的船舶和发动机设计参数、新加坡热带气候下氨的行为、海流条件和周围的船舶,以及基础设施和几何形状,以用于指导操作。同时,随着新加坡港的新型海运燃料业务扩大,该项目将不断地进一步优化。

新加坡首次的氨燃料试验

MPA的港口运营控制中心设立了紧急行动中心,供 MPA、Fortescue、Vopak、研究机构和政府机构的代表监控运营情况,并由 Skyports 无人机服务公司运营的无人机提供实时直播支援。

燃料试验历时七周,包括对“Fortescue Green Pioneer”轮的氨储存系统、相关管道、气体燃料输送系统、已改装发动机和适航性进行严格测试。这些测试分阶段进行,除了确保港口运营安全,也为2023年10月以来已完成一系列严格培训课程的船员和工程师保障人身安全。

作为这些测试的一部分安全协议,船员都穿戴了个人防护装备,例如化学防护服、丁腈化学手套、橡胶靴、正压面罩和头罩以及便携式气体探测器以进行相关操作。

同时,两台被改装的四冲程发动机,也是全球开发中的氨燃料船用发动机其中的商业化代表。此外,燃烧后的氮氧化物(NOx)水平符合当地空气质量标准,并且,随着更多以氨为燃料的船用发动机和可降低温室气体排放的氨源可用,他们将继续努力减少引燃燃料的使用和降低燃烧后的一氧化二氮(N2O)排放。

DNV 认证

Fortescue自该项目的早期阶段就已邀请 DNV 参与创新过程。

根据DNV 的技术资格流程,“Fortescue Green Pioneer”轮的氨燃料系统与发动机改装获得了 DNV 船级认可,将确保现有法规未涵盖的船上安装新技术、系统将在指定的限制和可接受置信水平内运行 。

在 DNV 代表新加坡船舶注册处颁发相关法定证书之前,MPA 与 DNV 和 Fortescue进行了密切的合作,根据 SOLAS 规则 2 的 替代设计与排布规定,对船舶进行技术评估并推进船舶氨安全系统与设计的审批流程。

国际航运里程碑

继 2023 年 7 月在新加坡开展全球首个船对集装箱船甲醇加注作业,以及自 2023 年 11 月起实行数字加注计划之后,如今,在“Fortescue Green Pioneer”轮上成功进行的氨燃料试验,也标志着新加坡多燃料加注业务的一个重要里程碑,将支持国际航运业的数字化、脱碳和人力资源开发。

同时,为此类试验提供的集体支持,也展示了新加坡便利的监管环境以及强大的研究能力与三方生态系统,可以支持新型海上燃料的试验与规模化运营。

此外,早前裕廊岛氨发电和加注解决方案意向书征集的入围联盟,目前正在参与一项封闭的建议书征求活动,以选择该项目的主要开发商。

其中,MPA 和 Fortescue 将在合适的平台以及未来的其他国际论坛上展示试验中的关键学习点。

MPA局长Teo Eng Dih(张英智)先生表示:“此次燃料试验的安全进行,将支持以氨作为船用燃料的全面应用评估,以及制定标准和安全程序。这将为 MPA、各机构和三方社区正在推进的船员培训、紧急情况响应和加注程序提供信息,以支持在 MaritimeSG 和国际航运能源转型期提供安全且经济高效的解决方案。”
 
图片来源:新加坡海事及港务管理局
发布日期:2024 年 3 月 15 日

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KR及其合作伙伴将制定船对船氨加注安全指南

KR、HD KSOE、HD HHI、KSS Line 和利比里亚登记处将共同制定标准化安全程序,为船对船氨加注设定国际基准。

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韩国船级社 (Korean Register,简称KR) 周三 (11 月 13 日) 表示已与韩国 HD 造船与海洋工程公司 (HD KSOE)、现代重工 (HD HHI)、KSS Line 和利比里亚登记处签署谅解备忘录 (MoU),以建立具有里程碑意义的合作伙伴关系,制定船对船氨加注的安全指南。

随着氨燃料船舶的需求不断增加,该合作伙伴关系旨在为船对船氨加注(一种有效的氨动力船燃料供应方案)建立严格的安全标准。

“若要安全地加注氨等替代燃料,将需有严格的风险评估和建立控制区。”韩国船级社在一份声明中表示。

“虽然,液化天然气(LNG)和甲醇加注标准已通过各种国际行业标准予以制定,但,业界目前却仍缺乏氨相关指南,因此,这凸显了需推进该合作伙伴关系研究的迫切性。”

为了满足这一行业需求,参与的五个组织将共同制定标准化安全程序,为 STS (船对船)氨加注设定国际基准。

作为该计划的一部分,HD KSOE 将执行符合国际行业标准的风险评估,而 HD HHI 和 KSS Line ,则将利用他们在替代燃料船和氨运输船方面的专业知识和经验评估船对船氨加注作业的控制区和安全程序。

同时,KR将验证这些安全程序的合规性并颁发原则性批准 (AIP) 证书;而作为全球最大船旗国,并负责监管全球最大规模注册船队的利比里亚注册处,则将进一步审查这些安全程序的有效性。

KR 技术部门执行副总裁 KIM Yeontae 表示:“随着更多氨燃料船的建造推动了氨加注需求的预期增长,这种旨在制定安全标准的合作努力无疑具有重要意义。”

“通过此次合作,KR将致力于推进氨燃料技术并支持该行业的脱碳工作。”

利比里亚登记处韩国办事处董事总经理 KIM Jungsik 表示:“正如我们在最初采用 LNG船对船加注方案时所观察到的那样,制定氨相关法规和程序非常重要。”

“我们的创新和能源转型团队,将对安全协议进行彻底审查并支持制定国际标准。”

图片来源:Korean Register
发布日期:2024 年 11 月 14 日

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HD 现代重工氨双燃料大型集装箱船获得DNV 原则性认可证书

DNV表示,这一里程碑建立于成功完成一项联合开发项目之后,而该项目,乃旨在解决使用氨作为船用燃料所面临的挑战。

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挪威船级社 DNV 周三 (11 月 30 日) 表示已向HD 现代重工( HD Hyundai Heavy Industries,简称HD HHI) 颁发了 15,000 TEU 氨双燃料集装箱船设计的原则性批准 (AiP)证书。

DNV 表示,这一里程碑建立于成功完成一项联合开发项目之后,而该项目,乃旨在解决使用氨作为船用燃料所面临的挑战。

DNV在一份声明中表示:“该项目专注于开发增强安全性的设计,包括优化的氨罐设计、先进的消防安全系统、增强的氨释放缓解系统,以及蒸发气体 (BOG) 处理系统。”

“这些创新有望发挥重要作用,帮助建立安全高效使用氨作为船用燃料的信心。”

DNV 表示,在集装箱船上,上层甲板是安全的工作区,因此,氨泄漏可能会带来严重的风险。因此,这也意味着,建立安全设计标准管理这些风险,对于更广泛的氨燃料船商业化进程至关重要。

其中,通过气体扩散分析,能够定义燃料管泄漏场景并进行定量分析。而以此为依据,也的确证实了在传统系统中,氨管道系统连接处所发生的可预见小泄漏,会导致在整个露天甲板上形成有毒区域(因氨浓度达到危险水平),并因而凸显了采取有效缓解措施的必要性。

相关结果表明,增强型氨释放缓解系统显著减少了危险区域,不仅让封闭空间更安全,更让整个露天甲板的工作区域更具安全性。

HD HHI 首席技术官、高级副总裁 Seung-ho Jeon 表示:“获得AiP证书,反映了 HD HHI 致力于开发可持续创新解决方案(如氨燃料船)的决心,相信,这些解决方案将在减少排放和塑造航运未来方面发挥关键作用。”

DNV 韩国和日本区域经理 Vidar Dolonen 表示:“AiP 证书强调了安全性推动海运业走向脱碳未来的重要性。”

“在航运业中打造零碳燃料涉及很多方面,因此,我们必须将它们全部落实到位,才能让氨真正在船用燃料市场站稳脚跟。”

“凭借新的技术解决方案和严格的安全程序,氨可以充分发挥其作为最有前途绿色燃料之一的潜力。在这方面,DNV 很自豪能够支持 HD HHI 的相关进步,接下来,我们将继续向更可持续的航运业之旅前进。”

图片来源:DNV
发布日期:2024 年 11 月 1 日

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研究:绿色氨带来“希望”却也引发了人们对相关挑战的关注

这项研究的结果引起了人们对一系列因素的关注,其中,这些因素既挑战了绿色氨的可行性,也挑战了它作为一种真正“绿色”选项的可用性,至少,符合巴黎协议时间线范围内的情况的确如此。

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曼彻斯特大学最近发布的一项研究得出结论,根据航运业在全球化肥行业中储存和运输氨的经验,以及最近将双燃料发动机纳入船队的举措,绿色氨目前被认为很有前景。

然而,这项研究的结果也引起了人们对一系列因素的关注,其中,这些因素既挑战了绿色氨的可行性,也挑战了它作为一种真正“绿色”选项的可用性,至少,符合巴黎协议时间线范围内的情况的确如此。

这项名为《航运业采用绿色氨:整个燃料供应链中的机遇和挑战》(Green ammonia adoption in shipping: Opportunities and challenges across the fuel supply chain)的研究表示,为了有效地与《巴黎协定》 2050 年前将全球变暖限制在 1.5°C 的目标保持一致,国际航运业必须克服作为先行者的挑战,才能过渡到使用替代低碳燃料。

研究还指出,其中的不确定性,包括在现实条件下广泛燃烧氨而可能产生、释放的强效温室气体 N2O,也都导致了人们对其绿色资质提出质疑。

“氨因毒性很大,而促使了利益相关者强调实施新安全法规的重要性,以妥善保护海员和海洋环境。”研究补充道。

由于缺乏明确的政策驱动因素,再加上其他行业对绿色氨和氢气的竞争需求,该研究表示,利益相关者也认为一系列经济风险将阻碍其被采用。

“这可能会导致可缓解中下游因素的供应链基础设施建设变得缓慢,特别是港口仓储、装卸和运输,并可能造成人们不愿投资于专门设计的替代燃料船。”

当下,采用包括绿色氨在内的替代燃料面临了挑战,而且,其他行业也对它们趋之若鹜,因此,研究结果表明了,该行业将需要同时关注其他减排措施,以减少该行业对液体燃料的总体依赖。

“慢速航行、风力推进和航线优化,以及现有、大量可改进船舶效率的选项等等,都可以减少燃料的使用,并有助于降低财务风险。”研究表示。
“而且,重要的是,与目前可用的燃料选项不同,这些措施更有可能实现与国际海事组织 2030 年和 2040 年‘奋斗’目标相一致的近期减排目标。”

注:题为“航运业采用绿色氨:整个燃料供应链中的机遇和挑战”的研究可在此处找到

图片来源:Unsplash的 Chris Pagan
发布日期:2024 年 10 月 29 日

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