Ammonia
Infineum(润英联)探讨氨作为零碳船用燃料的可行性
润英联探讨了氨作为零碳船用燃料以及在整体海事工业供应链所面临的挑战,并分享了润英联在其研究计划中采用的安全实践措施。
润英联(Infineum)业务转型经理 Toby Stein 于周二(12 月 12 日)发布了一篇文章,探讨氨作为一种零碳船用燃料的可行性,以及在整个海事工业供应链中与其安全储存、加油和消耗相关的挑战,同时,也分享了润英联在其研究计划中正采用的安全实措施。内容如下:
2023年7月,为确保国际航运的温室气体(GHG)排放量不再继续上升,IMO已通过经修订的温室气体战略,并要求行业到2030年与2008 年相比将二氧化碳排放量减少至少40%,再到2040年将二氧化碳排放量减少70%。同时,新的目标也要求到 2030 年采用零或接近零温室气体技术/燃料/能源,并需占国际航运所用能源的至少 5%。这些举措都是为了到2050 年实现 IMO 的净零排放愿景目标,并从今天起为实现这些目标而采取行动。
在2023 年,IMO 的CII(碳强度指标 )燃料消耗报告政策已在推进中。船舶将于一月份获得从 A 到 D 的首次评级,其中,连续三年评级为 D 或 E 的船舶必须制定纠正措施计划,以达到最低合格等级的 C 评级。
短期内,行业的注意力将集中在最具成本效益且易于实施的方法上,以获得并保持 C 或更好的 CII 评级。
此外,随着整个海事行业供应链中的组织纷纷发布可持续发展和净零目标,采用较低排放的途径正在成为整个行业的重要关注点。
今天就减少碳排放
正如我们在其他交通方式中所看到的那样,使用低碳能源是一种有效的温室气体减排策略。当下,海事行业正在考虑各种技术和运营脱碳方案,但在这之中,新燃料选项在该领域的温室气体减排方面可谓具有最大的潜力。目前,业界正在探索一系列的替代燃料,不过,每种选择都有其自身的挑战,并在某些情况下需要在商业化、供应链和加注基础设施方面进行更深层的投资。随着行业向净零目标转型,我们预计短期内行业将会采用现有的低碳燃料,例如生物燃料、液化天然气(LNG)/液化石油气(LPG)、乙醇和甲醇。
鉴于托运人需要提高效率、降低运行成本并同时确保获得可靠运行,润英联已投资于开发船用添加剂技术。
其中,燃油燃烧和润滑改进剂、蜡和沥青质管理添加剂,以及符合 MAN ES II 类润滑油标准的 40 BN(基数)船用柴油气缸润滑油 (MDCL) 添加剂包,都旨在通过创新化学帮助创造更可持续的未来 。
零碳未来
展望未来,鉴于到 2050 年实现国际航运净零排放的需要,也意味着业界必须考虑其他能源。
而最适合海事工业的三种超低碳/零碳选择为绿色氢、绿色氨和绿色甲醇,其中,后者目前正被使用,不过,在这之中,氨看起来似乎是最有前途的零碳选择。这主要基于其相对较高的能量密度以及在氨处理、储存和安全以及现有基础设施方面的现有丰富知识。目前,MAN ES 和 WinGD 等二冲程大型发动机原始设备制造商 (OEM) 已确定了其新发动机设计和改造策略,以支持氨的采用。例如,7 月,MAN ES宣布了他们在其哥本哈根研究中心首次成功运行氨燃料二冲程试用版发动机。该组织表示,他们普遍预计第一台氨发动机的预期交付日期将保持不变,并随后在 2026 年左右将开始在商用船上运行。10 月,Exmar LPG BV 宣布将拥有第一艘由双燃料氨驱动的远洋船舶引擎。对此,发动机的供应商 WinDG 表示,以上两艘液化石油气/氨运输船的发动机将于 2025 年第二季度交付,并将成为 WinGD 其中首批投入使用的氨燃料发动机。
同时,我们也看到了更多创建绿色走廊的举措,这些走廊是零排放或接近零排放航运的经济、基础设施和物流的更可行特定航线,并可以通过针对性的政策和来自业内的行动支持被快速部署。全球海事组织在其 2022 年进展报告中表示,目前世界各地已出现 21 项相关举措。 其中,来自整个价值链的 110 多个利益相关者参与了这些举措,印证了高水平的公私领域合作。而一个主要例子,就是澳大利亚-东亚铁矿石贸易航线,据信,到 2028 年该航线可能会部署以绿色氨为动力的船舶。
此外,不仅海事工业有意以氨作为燃料,人们也越来越感兴趣使用氨作为发电、采矿和长途车辆应用中使用的内燃机无碳燃料。
氨是一种具有挑战性的燃料
显然,使用氨有其优势,但我们也可以预见,整个海事工业供应链中与其安全储存、加注和消耗相关的许多新鲜复杂挑战。其关键问题,在于氨对人体会产生剧毒,并因此对处理、储存和使用该化学品的人员构成威胁。
由于海事行业的技术发展处于早期的开发和测试阶段,氨燃料船舶的操作经验目前很有限,使业界很难获得关于其安全性的明确答案。然而,从其在工业制冷和化肥生产等邻近行业的使用中获得的宝贵见解,以及对拟议船舶设计的可行性研究和安全评估,都将有助于指导行业的这一旅程。
身为为海洋和近海行业提供分类和合规服务的领先提供商,英国劳氏船级社 (Lloyd’s Register)认为,更安全的设计、风险评估和缓解措施对于促进氨在海事领域的采用至关重要。
根据劳氏船级社海事脱碳中心和马士基麦金尼穆勒零碳航运中心合作编制的一份报告,他们已对船上的氨安全风险进行了评估。其中,他们得出的结论是,这将需要该行业:
• 确保实施适当且充分的预防技术(例如通风、自动化)和行政保障措施【例如个人防护设备(PPE)、安全工作实践】,以保护船员免于遭受氨的风险。
• 解决人为因素——例如,为船上操作和维护以及与氨动力船舶相关的任何其他人员提供具体的培训/技能提升。
• 以现有的海事天然气领域经验为基础,并借鉴其他行业有关氨安全处理和储存的经验。
凭借这项研究富有洞察力的建议和结果,海事领域将可以积极引导监管框架、行业指南和最佳实践的制定,以确保氨燃料船舶满足可接受的船员安全标准。
分享安全经验
润英联正在积极努力了解与船上氨采用相关的硬件和润滑问题。由于安全性是现阶段进行部署的关键行业挑战,因此,我们已从安全处理的角度开始自己的氨相关研究。
结合以前在实验室使用氨的经验和处理氨的外部知识、技术投入,我们开发了一系列有关其使用的工程和管理缓解措施。 这些措施,都旨在为我们的操作员在台架和发动机测试期间使用氨时能有安全的环境。
与氨动力船上船员面临的担忧相似,我们的试验操作员必须全面了解相关风险,并配备必要的安全协议,以解决试验台操作过程中可能出现的任何潜在技术问题。 虽然氨的处理可能与实验室中遇到的其他危险化学品的处理没有显着差异,并已有着强大的工程保障措施,但是,其重点仍在于操作员的警惕性和主动的安全方法。
此外,所实施的工程和行政缓解措施与润英联对员工安全的承诺高度一致。 我们相信,为润英联工作的任何人,都有权在每天工作结束时以当日开始工作时相同的健康状态回家,并认为,所有事故、伤害和职业病都是可以预防的。
无论如何,我们仍希望超越我们自己的业务领域,并已采取措施与客户、原始设备制造商和其他人分享我们的安全实践和见解,因为,他们已开始进行氨燃料测试。 我们认为,在所有相关部门实施安全处理措施将加速氨的安全采用和研究。
未来发展方向
我们在 Insight 报告中的下一个氨专题,将更深入地研究氨动力船舶的商业化。同时,我们也将探讨该燃料在使用中给润滑油带来的挑战,以及能确保船舶无害运行所需克服的技术障碍,还有润英联已经开展的开发、测试工作和我们预期的未来方向。
照片来源:Unsplash的 Venti Views/润英联(Infineum)
发布日期:2023 年 12 月 14 日
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
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
Ammonia
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。
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