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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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新加坡国立大学启动近零排放氨船用发动机研发项目

该项目专注于一种新型缸内重整气体再循环发动机概念,旨在解决迄今为止制约氨作为船用燃料被更广泛应用的关键限制因素。

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新加坡国立大学(National University of Singapore,简称NUS)于周五(2月6日)宣布启动一项重大研究项目,并将设于其设计与工程学院(College of Design and Engineering,简称CDE)校区,旨在通过开发高效、近零排放的新一代氨燃料船用发动机,加速全球航运业脱碳进程。

该项目由新加坡国立大学氢能创新研究中心(Centre for Hydrogen Innovations,简称CHI)牵头,并获得新加坡海事学院(Singapore Maritime Institute,简称SMI)的资助,以及同时与新加坡及海外领先的学术界和产业界合作伙伴开展合作。

其中,该项目专注于一种新型缸内重整气体再循环(in-cylinder reforming gas recirculation,简称IRGR)发动机概念,旨在解决迄今为止制约氨作为船用燃料被广泛应用的关键限制因素。

该项目的首席研究员、新加坡国立大学机械工程系副教授Yang Wenming表示:“氨已被公认为最有希望在船舶运输领域实现近零温室气体排放的燃料之一,但目前的氨发动机在效率和排放方面仍面临诸多挑战。”

“因此,IRGR概念旨在通过提高燃烧效率并大幅减少未燃烧的氨和其他污染物来克服这些局限性。”

机械工程系高级研究员Zhou Xinyi博士表示:“该项目包括在CDE园区内设立一个专用实验室,并备有发动机测试室、控制室以及用于基础燃烧和系统研究的设施。”

除了技术开发之外,该计划也旨在通过将先进的发动机研究融入更广泛的产业合作和人才培养生态系统,以巩固新加坡作为海事创新和可持续航运技术中心的地位。

同时,CDE副院长(研究与技术)Silvija Gradecak 教授将IRGR氨发动机项目描述为海运业脱碳进程中的一个重要里程碑。

“海上运输是全球贸易的核心,但,它仍是脱碳难度最大的行业之一。”她说道。

“通过这个项目,项目团队旨在开发并演示世界上首个基于IRGR概念的原型发动机,以从而为氨作为船用燃料的实际应用铺平道路。”

目前,全球航运约占全球碳排放量的3%,同时,该行业正面临越来越大的压力,需要根据国际净零排放目标减少其对环境的影响。虽然,氨在燃烧时不会产生二氧化碳,而且比氢更容易储存和运输,但是,与热效率、燃烧稳定性和污染物排放相关的挑战,仍然是其商业化应用的关键障碍。

该项目的重要学术合作伙伴、上海交通大学李铁(Li Tie)教授表示:“国际海事组织(IMO)的净零排放目标必须在2050年之前实现,因此,时间非常紧迫。”

“任何单一机构或国家都无法实现这一目标。因为,这需要颠覆性技术和强有力的国际合作,而IRGR项目,正是这种合作的体现。”

该联盟的合作伙伴包括上海交通大学、南洋理工大学、新加坡科技研究局(A*STAR)国家计量中心和Keppel Energy Nexus,以及行业合作伙伴Daihatsu(全球领先的船舶发动机制造商)和美国船级社(ABS)。其中,他们的参与旨在确保研究始终立足于实际工程需求、安全考量、认证途径和商业相关性。

此外,新加坡国立大学 (NUS) 的项目启动仪式也吸引了来自政府、产业界和学术界的众多高级专业代表,其中包括新加坡海事及港务管理局 (MPA) 和SMI的领导,以及Daihatsu Infinearth 总裁Yoshinobu Hotta和美国船级社 (ABS) 技术副总裁(太平洋地区)顾海博士 (Dr. Gu Hai)。在仪式上,新加坡国立大学分别与Daihatsu公司以及与美国船级社正式签署了研究合作协议。

该项目预计将持续三年,期间,研究团队将致力于开发可扩展的发动机概念,以支持未来在全球范围内部署低排放和零排放船舶。

图片来源:新加坡国立大学
发布日期:2026年2月10日

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DNV:氨技术距离远洋航运又近了一步

DNV探讨了Everllence公司ME-LGIA氨双燃料发动机的研发进展,并详细介绍了其采取的安全措施、减排潜力以及早期候选船舶领域。

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船级社DNV于周四(2月5日)讨论了Everllence公司ME-LGIA氨双燃料发动机的研发进展,并详细介绍了其安全措施、减排潜力以及早期候选船舶类型:

随着海运业加速脱碳,向低温室气体燃料转型已非常重要。其中,LNG(液化天然气)和甲醇已引领潮流,而氨也正在取得进展。目前,已有三艘可使用氨燃料的船舶投入运营,并另有45艘已被订购,因此,这都意味着强劲的发展势头。

以氨推动脱碳

氨具有诸多显著优势。其中,它在燃烧过程中不产生碳排放,并且,如果使用可再生能源生产,也可以显著降低总体排放。同时,其体积能量密度也使其适用于需要可靠燃料解决方案的远洋航行。

然而,氨的推广应用并非一帆风顺。因为,氨的高毒性和腐蚀性,导致其需要采取比传统燃料更为严格的安全措施和专门的操作规程。与此同时,加注基础设施、船员培训和全生命周期排放等问题仍非常重要。然而,如果这些挑战能够得到解决,氨将成为未来航运业的一个可行选择。

发动机开发商致力于推动氨推进技术

在强劲发展势头下,发动机制造商正加紧研发适用于氨推进系统的方案。

其中,WinGD 和 J-ENG 在2025 年底,以及Everllence 在 2026 年初交付了首批双燃料二冲程发动机。与此同时,现代(Hyundai)的 HiMSEN H22CDF-LA 四冲程发动机已获得多船级认证。

在已订购的船舶中,包括 HöeghAutoliners 和 Eastern Pacific Shipping 等船东的船舶在内,有七艘将配备 Everllence 新推出的 10-15 兆瓦二冲程氨气发动机。

ME-LGIA 氨双燃料发动机问世

Everllence ME-LGIA(液态氨燃料喷射)双燃料发动机问世,标志着零碳推进领域的一个重要里程碑。基于柴油机原理,该发动机采用液化气喷射技术,可同时使用氨气和传统燃料。其中,这种灵活性在过渡阶段将为船东提供支持,使船舶能够在基础设施和供应链成熟后切换燃料类型。

Everllence 新造船高级推广经理 Hrishikesh Chatterjee 解释:“我们的 ME-LGIA 发动机旨在提供与我们传统二冲程发动机相同的可靠性和效率,并同时帮助船东向零碳运营踏出关键一步。因此,安全性和数字化都是这项研发的核心。”

集成安全屏障和数字连接,确保氨作业安全

为了应对氨独特的安全挑战,Everllence 集成了双层壁管道,并配备连续通风系统和受监控的气流,以将气流输送至处理系统。

同时,其氨释放缓解系统和氨捕集系统等功能,包括分离罐和水柱洗涤装置,都有助于确保任何泄漏在到达人员活动区域之前得到控制和中和。其中,燃料阀组采用双重阻断和泄放隔离,并辅以氮气吹扫程序,将为船员和船舶增加一层额外的故障安全保护。此外,该发动机采用数字化连接,可实现船舶与Everllence岸基监控系统之间安全的实时数据流。此外,这种连接支持远程协助和运行优化,以减少停机时间并提高可靠性。

工程投入和广泛测试

ME-LGIA发动机的研发体现了Everllence在工程方面的重大投入。自2023年7月以来,Everllence已投入超过15万小时于设计和验证,并进行了800多项测试,以确保发动机性能和安全性。其中,这些测试涵盖不同运行条件下的燃烧特性、排放特性、材料兼容性和故障模式分析。

并且,这项历时多年的研发计划包括可燃性研究、正式的危险源辨识(HAZID)和危害与可操作性分析(HAZOP)研究,以及全尺寸加注和发动机试验。

“在发动机型号的演进过程中,我们学到的最重要经验之一,就是一个稳健的模块化平台对于创新至关重要。”Chatterjee强调。

“我们的ME-C平台已被证明是开发先进双燃料技术的可靠且适应性强的基础,能支持可扩展的升级和系统化的双燃料改装,以确保可在未来进行升级或改造。”

注:DNV题为《氨技术距离远洋航运动力更近一步》的完整文章可在此处阅读。

图片来源:Everllence
发布日期:2026年2月10日

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GCMD发布新加坡船对船氨转运作业的风险评估报告

该报告代表了GCMD在新加坡所开展氨加注相关工作的第二阶段成果,并主要聚焦于专用的氨加注船还未投入使用前先利用现有氨运输船进行STS转运。

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全球海事脱碳中心(Global Centre for Maritime Decarbonisation,简称GCMD)于周一(1月19日)发布的最新报告详细评估了新加坡港口水域船对船(STS)氨转运的作业风险。

该研究建立于其早期基础工作,并进一步加深了高流量港口环境下安全氨加注条件的理解。

同时,这份报告是GCMD在新加坡所开展氨加注相关工作的第二阶段成果,主要聚焦于专用的氨加注船还未投入使用前先利用现有氨运输船进行STS转运。

与之前的研究结果一致,第二阶段的研究表明,只要制定完善的安全保障措施、风险评估和强有力的跨行业协调,在新加坡港口水域进行氨转运作业在技术和操作上都是可行的。

安全评估的主要结论如下:

  • 在当地天气和海况限制下,通过保守的操作标准和持续的引航服务,可以安全地管理两艘氨运输船过境和并排靠泊。
  • 已通过HAZID(危险源辨识)和 HAZOP(危害与可操作性分析)研究识别中等风险,并主要涉及船舶接口、系泊、设备和操作规程;其中,所有这些风险在采取适当的安全措施、检查清单和应急计划后均被认为在容差范围内。
  • 定量风险评估表明可以建立安全区,其中,确定性模型建议,对于每年一次的转运作业,保守的安全区半径应为 547 米。
  • 针对最坏泄漏场景的 CFD(计算流体力学)建模显示了有毒气体云的形成,其中,这些气体云可能会危及逃生通道和居住区进风口,而凸显了健全检测系统、快速隔离措施和有效船员保护的重要性。

GCMD 补充道,这些发现已为新兴的行业指南(涵盖 SGMF 的氨加注指南)带来了贡献,并正在帮助整个行业做好准备采用氨作为船用燃料。

注:报告可在此处获取。

图片来源:Global Centre for Maritime Decarbonisation
发布日期:2026 年 1 月 20 日

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