欧洲反思航运绿色化如用甲醇，航运燃料成本将提高340%，但是氨燃料不会

近日，欧洲著名航运业咨询机构德鲁里（Drewry）根据此前公布的成本预测模型，修订完善了对未来使用不同类型燃料的集装箱运输成本的预测结果。在该预测中进行了更为复杂的成本核算，考虑了更高的绿色电制甲醇价格和全价的灰色甲醇加上绿色证书的成本，以及每吨二氧化碳100欧元的排放交易计划配额成本。如果采用绿色电制甲醇，预计将使成本增加约340%。但是欧洲还发现如果同样以绿色电制制造合成氨，零碳的氨燃料成本却不会那么高，甚至未来绿色氨燃料制造成本可以媲美柴油成本。这不但解释了目前许多欧洲船东为什么在建造新造船时要求具备氨燃料预留，将于2023年4月25-26日在中国上海召开的 2023年第三届氨氢新能源产业上海国际峰会也将汇聚中外专家进一步交流探讨，为何氨燃料被更看好？如何把握庞大商机？ 咨询：meetchinamkt@163.com 或者 china@ishipoffshore.com。

​第三届氨氢新能源产业上海国际峰会将于2023年4月25-26日举办

2022年第二届氨产业氨燃料上海会议圆满召开相片

2023年海上风电创新峰会暨风能技术上海大会将于5月30日-31日召开

预测结果表明，到2026年，在不改用更环保燃料的前提下，从亚洲到欧洲运输40英尺集装箱的燃料相关碳税成本预计将增加35%；如果采用绿色电制甲醇，预计将使成本增加约340%，这意味着从亚洲到欧洲运输每个40英尺集装箱将额外花费1047美元。其中，对于绿色电制甲醇，预测的价格为1200美元/吨。面对如此巨大的额外成本，如果政府计划通过推广绿色电制甲醇实现绿色航运，或将不得不采取更强有力甚至强制性的法规。

与甲醇一样被全球关注的氨，关于氨有很多值得喜欢的东西。这种无色燃料燃烧时不会排放二氧化碳。它既丰富又常见，可以使用可再生电力，水和空气来制造。燃料电池和内燃机都可以使用它。与氢气不同，它不必存储在高压罐或低温杜瓦瓶中。它的能量密度是锂离子电池的10倍。

由于所有这些原因，氨气（NH 3）在全球航运业中受到青睐，这是一种价值数万亿美元的产业，需要更清洁的燃料来为货船和油轮提供动力，这些货船和油轮将制成品和散装物料拖到大洋上。船运公司寻求石油替代气候友好的替代品，这些替代品可以将其庞然大物的船舶在海上推进数日或数周，但仍在船上留有货物的空间。

2022年第二届氨产业氨燃料上海会议圆满召开相片

据负责管理该行业的联合国机构国际海事组织（IMO）称，海运每年贡献了近3％的二氧化碳排放量。在2018年，代表们同意到2050年将排放量比2008年的水平减少50％。要实现这一目标，就需要迅速广泛地开发柴油燃料替代品，并为货船，油轮和集装箱船设计新的产品。

芬兰的瓦锡兰（Wärtsilä）计划在挪威斯特德（Stord）的船用内燃机中测试氨气。德国的MAN Energy Solutions和韩国的造船厂三星重工是到2024年开发第一艘以氨为燃料的油轮的计划的一部分。

照片：Eidesvik

正在为供应船Viking Energy改装2兆瓦的氨燃料电池系统。氨的能量密度仅为传统燃料的一半，因此将其存储在船上需要更多的空间。

同样在2024年之前，维京能源公司有望成为第一个由氨燃料电池推动的船舶。挪威能源公司Equinor（原Statoil）租用了这艘海上供应船，该船目前使用液化天然气。化学巨头亚拉（Yara）将提供绿色氨气，并计划在挪威南部的一家工厂生产该绿色氨气。

Equinor的可再生和低碳技术副总裁Henriette Undrum说，该计划“将为零排放运输提供一个全新的选择。” “我们不仅仅是为一艘船解决一个小问题。这是全局的一部分。这将是建立零碳燃料市场的起点。”

根据国际海事组织的要求，随着航运业减少温室气体排放，到2050年，氨和氢预计将成为传统油基燃料的主要替代品。

国内外的厂家和船东等纷纷看好氨燃料动力系统产业将带来的新产业机会，国内外主要动态如下图。

史密斯（Smith）预测，绿色氨将大量生产，并将在未来十年内开始在船上使用。其他研究人员做出了类似的预测。根据国际咨询公司DNV在2019年9月发布的报告，到本世纪中叶，氨气可能占海运燃料总量的25％，从2044年开始，几乎所有新建的船舶都将使用氨气。

如何产生“绿色”氨气

插图：MCKIBILLO；资料来源：曼能源解决方案

传统的哈伯-博世（Haber-Bosch）工艺几乎用于生产世界上所有的氨，但它需要消耗大量能源和碳。为了使制氨过程脱碳，可利用来自风能和太阳能等可再生资源的电能来电解水，产生氢气（以及氧气）。电还用于分离空气，产生氮气（以及氧气，一些氩气和二氧化碳）。氢然后与氮反应以产生氨NH 3。配备有可燃烧氨的内燃机或氨燃料电池的货船有望帮助航运业在本世纪中叶之前将其二氧化碳排放量减少一半。

氨是一个简单的分子，由三个与单个氮原子键合的氢原子组成。如今，大多数工业用氢气都是使用称为蒸汽甲烷重整的能源密集型方法生产的，该方法会使天然气中的甲烷与蒸汽发生反应，并释放出氢气，一氧化碳和少量二氧化碳。氮气主要是通过冷却空气将其分离成其组成气体：氮气，氧气，氩气和二氧化碳而产生的。

为了生产氨，氢气和氮气与催化剂在高温（约500°C）和高压（20至40兆帕斯卡）下通过一个多世纪前德国化学家Fritz Haber和Carl Bosch开发的工业方法反应。要大量存储，可以通过将氨置于压力下（在25°C下约为1 MPa）或冷冻（至–33°C）来液化。总而言之，哈伯-博世过程每年占人为造成的全球CO 2排放量的1.8％，即十亿吨。

如果要在减少海事排放中发挥氨的作用，则必须以更清洁的方式来制造燃料。例如，可以通过电解制氢，使用来自可再生能源（例如风能或太阳能）的电将水分解成氢和氧。可再生能源也可用于从空气中分离出氮气。

照片，上：JGC Holdings Corp .；下：英国科学技术设施理事会

日本福岛可再生能源研究所的试验工厂使用太阳能发电，每天可生产多达50公斤的绿色氨。英格兰卢瑟福·阿普尔顿实验室的示范系统由风力涡轮机提供动力，每天可产生30公斤的绿色氨。

专家说，增加燃料供应和建立燃料分配基础设施是氨动力运输的最大挑战。现在仅产生少量的绿色氨。日本福岛可再生能源研究所的一家试验工厂利用太阳能和水电解每天生产20至50公斤绿色氨。英格兰牛津郡卢瑟福·阿普尔顿实验室的演示系统由一台现场风力涡轮机提供动力，每天可产生30公斤绿色氨。（有关爱荷华州农民如何使用太阳能生产绿色氨气的信息，请参阅“ JPL退休工程师的旅程：从太空探针到碳中和农业”。）

更大的倡议正在澳大利亚，智利和新西兰进行。例如，在昆士兰州，澳大利亚可再生能源局最近支持了一项390万澳元（300万美元）的可行性项目，该项目可利用208吉瓦时的电能，每年生产20,000公吨氨。2015年，全球航运业使用了相当于305万吉瓦时的电力。根据韩国航运注册局的数据，仅用绿色氨替代这一总量的10％，就需要约550,000吉瓦时的可再生电力。