“低碳宣言”
2018年4月，IMO海洋環境保護委員會（MEPC）第72屆會議通過了《船舶溫室氣體減排初步戰略》，提出盡快減少船舶溫室氣體排放的計劃，目標到2050年將國際航運的溫室氣體排放量比2008年減少50%以上，2100年前盡快實現溫室氣體零排放。
2020年9月22日，在第75屆聯合國大會上，習近平主席表示，中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。
為實現上述目標，不僅需要從技術和營運方面提高船舶能效，還需進一步調整船用燃料的結構。使用低碳或碳中和燃料，或是實現航運業低碳減排的“新選擇”。
氨燃料動力技術現狀
氨燃料作為零碳能源，可有效地降低碳氧化物和硫氧化物，使船舶滿足未來EEDI要求，實現真正意義上的“零”排放。
- 技術優勢：氨燃料易儲存和運輸、能量密度較高、產業基礎完善、生產成本低，具有明顯的優勢。同時，氨還可作為固體氧化物燃料電池、堿性燃料電池及堿性膜燃料電池，利用已有的燃料電池技術，在催化劑的作用下，氨燃料在相同的溫度下能夠達到與氫燃料相近的功率密度，被認為是可替代氫用于燃料電池的理想燃料。
- 技術挑戰：但氨燃料與其它燃料相比，仍存在燃燒性較差、具有毒性和腐蝕性、燃燒會導致氮氧化合物排放等問題，因此，氨作為船用燃料，在輸送、存儲、后續處理、燃燒控制等方面至關重要。目前，國內外在積極開展船舶氨燃料動力技術相關研究，并取得了一定成果。
產業現狀
挪威、芬蘭等歐洲國家對于環保要求十分嚴苛，很多港口計劃施行“零排放”，因此在清潔替代能源的研發和應用方面起步較早。
芬蘭船用發動機制造商瓦錫蘭、挪威海工船東Eidesvik以及挪威國有能源公司Equinor正在合作研發一艘以氨燃料電池為動力、可完成遠距離航行的零排放大型船舶，預計最早將于2024年下水，屆時將成為首艘航行于公海的商業化氨動力船。
在造船強國方面，韓國造船企業正在致力研發氨燃料推進船舶，搶占綠色動力能源技術制高點。
2020年7月，現代尾浦造船設計的50000載重噸氨動力中程成品油船(MR型船)獲得了英國勞氏船級社（LR）原則性批準（AIP），預計2025年實現商業化運營。
日本郵船(NYK)、日本造船聯合（JMU）和日本船級社（NK）簽署聯合研發協議，合作商業化以氨氣為主要燃料的氨動力氨氣運輸船（A-FAGC）和氨氣浮式儲存再氣化駁船(A-FSRB)。
其中，A-FSRB配備專門用于氨氣的浮動儲存和再氣化設施，以穩定氨燃料供應；A-FAGC可使用貨物中的氨作為船用燃料。
圖1 氨氣運輸船
在國內方面，我國的科研院所、總裝建造企業、動力企業、船檢機構、高校等也在加緊開展聯合攻關，不斷致力于新能源的應用研究。
2019年，上海船舶研究設計院結合主機廠商的最新成果，完成了18萬噸氨燃料散貨船的開發設計，并取得勞氏船級社的原則性批準（AIP）證書，該船型全程氨燃料推進，滿足主機零碳排放要求。
2020年10月，江南造船（集團）有限責任公司與勞氏船級社（LR）及瓦錫蘭合作，研發設計的氨燃料(NH3)動力超大型液化氣體運輸船(VLGC)獲得船級社頒發的AIP證書，此次氨燃料（NH3）動力VLGC原則性認可在全球范圍內尚屬首次。
圖2 氨燃料動力拖船概念圖
氨燃料應用技術報告及標準現狀
在船級社發布的研究成果方面，2020年10月美國船級社（ABS）發布了可持續性發展白皮書《船用燃料—氨》，其中分析了氨作為船用燃料在設計和運營中的挑戰。2021年1月，韓國船級社(KR)發布了《氨燃料動力船報告》，其中包括通過對氨、氫、甲醇、液化天然氣等新一代環保燃料之間的比較，對氨特性進行分析等技術信息內容，還收錄了各種安全規定等信息，同時提出了今后開發氨燃料動力船舶指南時應考慮的事項。
在國際國外標準方面，目前船舶氨燃料動力相關國際標準主要國際標準化組織（ISO）、國際電動委員會（IEC）發布的相關標準，主要涉及氨燃料運輸、儲存、燃料電池等領域。
同時，國際自動化學會（ISA）、美國材料實驗協會（ASTM）等相關協會團體也發布了相關標準，主要涉及氨燃料試驗、測試等相關領域，具體情況見下表。
表 國際國外氨燃料動力相關標準
在國內標準方面，為了規范和引領國內氨能產業發展，全國能源基礎與管理標準化技術委員會（SAC/TC20）、全國化學標準化技術委員會（SAC/TC63）、全國廢氣化學品處置標準化技術委員會（SAC/TC294）等開展了關于氨燃料生產、排氣處理相關標準的研制工作，但涉及氨燃料儲存、加注、運輸、應用、維護等全產業鏈的標準尚存較大空白。
標準化建議
氨作為一種價值高、風險低的無碳燃料，可以同時滿足經濟性和供給穩定性的要求，因此作為未來船舶燃料之一而備受業界矚目，但氨燃料應用的相關技術仍不成熟，配套標準仍存空白，為促使標準與技術共同協調發展，建議緊密結合船用氨燃料動力技術發展現狀，加強氨燃料發動機運行、安全，氨燃料動力船體設計、燃料供給系統設計、氨氣推進系統設計，氨燃料生產、運輸、儲存、排氣處理等方面標準的預先研究，為我國船用氨燃料動力技術發展提供支撐和保障。
來源：中國船舶標準化
