中国创造历史:一艘21万吨的巨型船舶开始使用可再生氨燃料航行

海运领域的脱碳是能源转型过程中面临的重大挑战之一。尽管电动汽车发展迅速,且由于柴油成本过高,重型运输业也开始寻找解决方案,但大型商船仍严重依赖化石燃料。其庞大的体积、漫长的航行距离以及巨大的能源需求,使得通过电池为它们供电变得极为困难。
正因如此,船舶工业多年来一直在寻找能够在不削弱洲际货物运输能力的前提下减少排放的替代方案。其中最受关注的选项之一是绿色氨,这是一种可以利用可再生能源生产且不含碳的燃料。
如今,中国在这一领域取得了重要进展。这并非在实验室进行的测试,也不是小型试验船的结果,而是一项将燃料生产与最大型海洋运输船舶的使用相结合的商业运营。
一艘使用绿色氨气横跨太平洋的21万吨级巨轮

此次运输行动的主角是“欧罗巴号”矿砂船,这艘由比利时CMB.TECH公司拥有的巨型散货船以绿色氨作为燃料,从中国舟山港出发前往澳大利亚,执行商业运输任务。
该次操作发生在10月13日,当时“欧罗巴号”直接从另一艘专为此类加注任务设计的船只“盛航永乐号”上接收燃料。有趣的是,燃料转移是在开阔海域的停泊区进行的,无需依赖固定的港口设施。
据参与企业称,这是全球首例船舶间进行绿色氨燃料的商业加注,具有特别重要的意义,因为它证明了这种燃料可以通过与现有传统海运所使用的类似基础设施来供应。
“Mineral Europa”号的载重吨位为210,000吨,这一数字足以让我们了解这艘巨轮的规模。它拥有两个安装在甲板上的燃料储存舱,总容积约为3,002立方米,在接近-33摄氏度的温度下氨气可保持液态状态。
但或许最有趣的部分并非这艘船本身,而是它在启航之前所经历的一切。

这种燃料来自由中国能源工程集团开发的松原氢能产业基地。该基地利用可再生能源产生的氢气制造绿色氨,再与氮气结合生成最终产品。
这些燃料从距离舟山约2,000公里的生产设施出发,经公路运输至南京港,随后被装载到专用船舶上,最终运抵加注点。
总体而言,此次操作成功调动了约1,000吨绿色氨,实现了生产设施、陆路运输、海上配送以及最终向商用船舶加注氨的完整衔接。
正是这种一体化使得这一消息具有重大意义。此前已经存在能够使用氨的发动机、利用可再生能源进行生产的项目,以及专为储存氨而设计的船舶。所欠缺的正是证明所有这些要素能够在真实的商业运营中协同发挥作用。

CMB.TECH的首席执行官亚历山大·萨维里斯将Mineral Europa视为海洋推进技术领域的革命性开端,他强调这证明了大型远洋船舶能够以氨作为燃料。
这家比利时公司并不打算仅限于开展单一项目。其计划是在未来三年内投入约21艘可使用氨作为燃料的船舶,其中包括18艘散货船、1艘集装箱船以及2艘用于运输化学品的船舶。
对这项技术的兴趣并不仅限于中国。挪威、美国、澳大利亚以及非洲南部的一些国家也在推进与绿色氨的生产和分配相关的项目,旨在建立国际供应网络。
有预测指出,从2042年起氨可能成为新船舶的主要燃料之一,到2050年其占比或将达到全球海运燃料总量的约25%。
要实现这一目标,每年需要生产近1.2亿吨的绿色氨,这需要在可再生能源、工业设施以及分销网络方面进行巨额投资。
不过,我们不应忽视这项技术也存在诸多重大缺陷。

首先是其每千克的能量密度较低。虽然船用柴油的能量密度约为44 MJ/kg,但氨的能量密度仅为18.6 MJ/kg。这意味着,要获得相同的能量,船舶需要运输的燃料重量大约是前者的2.4倍,不过体积差异会因储存条件而有所不同。
此外,目前专为使用氨而设计的船用发动机仍需消耗少量传统燃料来启动并维持燃烧。根据已公布的数据,大约5%的推进能量来自船用柴油,而剩余的95%则可来自氨。
除此之外,还有其他不容忽视的挑战。氨是一种有毒物质,在储存和操作过程中需要采取严格的安全措施。其燃烧过程也必须得到严格控制,以避免氮氧化物以及强效温室气体一氧化二氮的排放。

因此,尽管氨在燃烧时不会直接产生二氧化碳,但这并不意味着使用氨燃料的船舶就一定不会对气候产生影响。其实际影响取决于燃料的生产方式、发动机的效率以及排放控制措施。
还有经济问题。通过可再生能源制取氢气,再将其转化为氨气,进行运输后重新用作燃料,这一过程需要多次能量转换,随之会产生相应的能量损失。从效率角度来看,这比直接将电能储存在电池中要差。
但在远洋航运中,优先考虑的因素有所不同。跨越海洋所需的巨大能量使得现有的电池无法成为所有大型商船的实用替代方案。
而绿色氨气正可以在这一领域发挥作用。
在中国进行的这项试验并不意味着石油在海上运输领域的日子已经屈指可数。仍有许多技术、经济和物流方面的障碍需要解决。但它确实表明,那种此前似乎仅限于实验项目的替代方案已经开始迈出商业化的第一步。
现在的关键在于验证这项技术能否降低成本并完善其基础设施,从而具备与传统燃料竞争的能力。因为证明一艘船可以使用绿色氨气跨洋航行是一回事,而要让数千艘船只以盈利的方式做到这一点则是完全不同的事情。