利用绿色航运技术重新定义波浪
海上运输对世界经济至关重要，它促进了国际贸易和商业，并促进了全球货物和资源的流动。然而，据估计，航运业是全球二氧化碳 (CO2) 排放量的 3% 的来源，因为它仍然基于廉价和低品位的化石燃料，例如重质燃料油 (HFO) 和船用柴油 (MDO)。如今，海洋产业面临着采用新技术和运营实践的挑战，以遵守日益严格的环境法规并实现国际海事组织 (IMO) 为 2050 年设定的温室气体减排目标。
在船舶设计师、运营商和船东面临的广泛技术和燃料解决方案途径中，氨 (NH3) 被认为是潜在的船用燃料，可以相当快地进入全球市场并推动该行业的可持续转型。
氨：一种很有前途的船用燃料
氨在海运领域已经广为人知，因为它被广泛用作气体运输船的货物，用于食品工业的肥料。目前，NH3 的大规模生产采用哈伯-博施法，通过将气态氢和氮 (N2+3H2=>2NH3) 结合，在金属催化剂的作用下加速。
在大气压和环境温度下，它是一种透明无色的气体，比空气轻，具有独特的刺激性气味。在大气压下为 -33°C 或在环境温度下加压至 8.6 bar 时，NH3 会变成液体，使运输和船上储存更加容易。在这方面，使液氨成为引领海运业脱碳的合适能源载体的主要优势包括：
❖ 零碳。其主要优势在于可再生生产时为零碳燃料，使船舶能够消除二氧化碳排放;
❖ 可用性。大气中的氮(N2)是其分子的前体之一，广泛且可自由获取;
❖ 储存。NH3 作为化工常见商品，可在实用的压力和温度下进行运输，并受益于其完善的终端网络;
❖ 改进技术。氨可以直接在内燃机中燃烧，与其他替代燃料解决方案相比，内燃机更接近规模化发展，准备就绪程度更高。氨或氢气：该选择哪个?
由于氨的生产过程与氢的生产过程相同，因此有理由质疑 H2 是否可以直接用作船用燃料代替 NH3。
为了充分利用氢的燃料潜力并尽量减少船舶所需的空间，需要对氢进行高压压缩(250-700巴)或液化(-253°C)。
人们几乎一致认为，与氢相比，氨是一种更受欢迎的能源载体，因为它具有更高的体积能量密度和沸点。事实上，即使在液态下，储存氢所需的体积也是石油基燃料 (MDO) 的五倍，而液氨仅为石油基燃料的 2.9 倍左右，但能量含量相同。
氨的主要挑战…
然而，在氨能够作为船用燃料商业化之前，仍需面临一些挑战：
毒性。氨对人类和水生生物都有毒;如果吸入高剂量，可能会致命并导致不良健康影响，包括严重的皮肤烧伤、眼损伤和呼吸衰竭;• 高腐蚀性。氨与水分发生反应，会腐蚀铜、黄铜、锌和各种合金，形成绿色/蓝色。因此，氨燃料加注、围堵和供应系统的材料选择以及设计和布置必须考虑钢腐蚀开裂 (SCC) 的可能性;
难点火。氨需要来自引燃燃料或其他“热源”的大量能量才能点燃;
易燃性高。压缩液氨泄漏可能导致闪蒸，这是一种危险，需要在工作区域附近可能形成浓密气体的地方采取预防措施。因此，防止氨气释放和扩散将是船舶运营期间的一项重要安全措施;
排放。尽管氨是一种零碳燃料，但其燃烧可能会产生一氧化二氮 (N2O)，这是一种全球变暖潜能值为 270 的极其有害的气体。因此，燃烧氨的内燃机预计需要额外的催化作用来控制向大气中排放的 N2O;
缺乏法规。国际海事组织仍在讨论有关氨燃料处理的国际海事安全法规，这直接阻碍了该法规的通过。制定指导方针的过程将需要数年时间，尽管区域层面的倡议正在形成，例如欧盟的“Fit-for-55”计划。
结论
到目前为止，目前还没有使用氨燃料的船舶投入使用，但由于发动机制造商报告称过去几年氨船用双燃料发动机取得了重大进展，人们的兴趣开始增长。IRENA 估计，到 2050 年，航运业预计将消耗 1.97 亿吨氨作为燃料。因此，在未来的航运领域可能不会由单一的 可持续燃料主导，而是由多种解决方案的组合主导，某些氨将在该行业脱碳过程中发挥关键作用。
