世界上首艘氨燃料船遭遇阻碍零碳航运愿景或到2026年才能实现

Christoffer Björklund/Wärtsilä

Viking Energy号是一艘正在进行开创性改造以使用氨燃料运行的石油平台供应船，现在计划于2026年开始运营，比最初计划晚了两年。一旦改造完成，它将成为第一艘能够全时使用氨燃料运行的船只，这标志着海运业减少二氧化碳（CO₂）排放努力中的一个重要里程碑。

IEEE Spectrum此前曾在2021年报道过氨作为航运业中石油燃料潜在替代品的情况（https://spectrum.ieee.org/why-the-shipping-industry-is-betting-big-on-ammonia），当时包括挪威能源巨头挪威国家石油公司（Equinor）、技术供应商瓦锡兰（Wärtsilä）和航运公司艾德思维克近海公司（Eidesvik Offshore）在内的主要利益相关者预计Viking Energy号将于2024年启航。然而，进展已经放缓。

行业专家将此次延迟归因于安全处理氨所需的复杂基础设施。雅典国立技术大学的船舶工程学教授John Prousalidis说：“氨有毒、易爆且有腐蚀性。我们必须使用特殊的管道、储罐以及配备专门材料的卡车，这些材料经过特殊设计，既防泄漏又能抵抗氨的腐蚀性。”

Wärtsilä的一位发言人告诉IEEE Spectrum，此次延迟与性能或安全问题无关，而是“处于海运脱碳前沿所面临的挑战”。这位发言人解释说，该项目“原本是欧盟资助的ShipFC清洁氢能合作项目中的示范项目，其目标是在船上安装一个2兆瓦氨动力燃料电池”。但是，由于用于此用途的固体氧化物燃料电池的生产物流没有像预期的那样迅速成熟，欧盟组织者对改造项目“暂时叫停”。2024年的最后期限已不再可行，但该合作项目使用专门制造的以氨为燃料的燃气轮机重新启动了该项目。

Wärtsilä的发言人表示：“在使用首创技术时，时间表可能会变动，但目标保持不变 —— 使氨成为海运业可行的零碳燃料。”

首开先河必然伴随着一系列必须克服的挑战。氨动力船舶面临的最大环境问题之一是氮氧化物的潜在排放。Prousalidis说：“我们可能不会产生导致全球变暖的二氧化碳，取而代之的是会产生对呼吸有害的氮氧化物。”他还补充说：“为了避免简单地用一种污染物替代另一种污染物，氨推进系统必须包含排放控制技术，以防止有害的氮氧化物进入大气。”

内燃机的一个很有前景的替代品是氨燃料电池，就像原本计划为Viking Energy号提供动力的那种燃料电池。燃料电池在发电过程中不产生氮氧化物排放。通过完全避免燃烧，这些燃料电池能使氨中的氮保持其惰性形式，从而消除一个主要的健康风险。

Viking Energy号氨燃料使用的延迟

尽管面临挑战，专家们认为氨可能会成为一种主流的海运燃料——但并非一蹴而就。雅典国立技术大学的Prousalidis说：“二三十年前，航运业大举转向天然气，认为它是未来的燃料。现在，我们知道这并非正确之举。”

回顾过去的燃料转型，他指出，从蒸汽到石油，再到天然气的每一次转变，都花费了大约20年时间才完全被采用。他预计氨或氢气的采用也会有类似的时间表。“我们在坚持不懈努力的同时需要有耐心，不要因早期遇到的挑战而气馁。”

这一观点与挪威国家石油公司（Equinor）可再生和低碳技术副总裁Henriette Undrum在2021年对IEEE Spectrum所说的话一致，当时她呼吁公众要有耐心：“我们不只是在解决一艘船的一个小问题。这是大局的一部分。它将成为构建零碳燃料市场的一个起点。”

Eidesvik

随着氨和氢作为海运燃料越来越受到关注，海港可能在解决氨的“先有鸡还是先有蛋”两难问题上发挥关键作用。当没有任何船舶使用新燃料时，能源公司对投资替代燃料基础设施持谨慎态度，而造船厂则希望避免斥资数亿美元建造没有稳定燃料供应的船舶。

Prousalidis说：“海港已经在经历一场能源转型。对它们来说，作为能源枢纽来运作是合理的——生产、储存并交易用于燃料电池和其他发电设备的替代燃料。”他说，这样做海港可以盈利，同时也能打破僵局，为全球脱碳努力做出贡献。

尽管对氮氧化物排放的担忧仍然存在，但据报道，包括正在改造Viking Energy号的合作方在内的一些公司正在设计燃烧后处理系统，类似于汽车排气系统中的催化转化器，以过滤掉有害的副产品。一种被称为选择性催化还原的技术将氮氧化物转化为氮气和水。氨逃逸催化剂可捕获未燃烧的氨并将其分解为同样的两种惰性产物。

与此同时，以氨为基础的推进技术的发展势头持续增强。位于韩国巨济的造船厂Hanwha Ocean和总部位于美国休斯敦的能源技术公司Baker Hughes宣布合作，到2027年开发出一种商业上兼容氨的推进系统（https://investors.bakerhughes.com/news-releases/news-release-details/baker-hughes-and-hanwha-announce-partnership-develop-small-size）。这些公司正在研发能够以100%氨为燃料且具备天然气双燃料选项的燃气轮机。