氨被视为氢能的一种载体形式，是助力“双碳”目标的新路径之一。

今年2月，全球首艘氨燃料动力集装箱船订单花落中国；3月15日，新加坡一艘船只成功在新加坡港进行了世界上第一次船用氨燃料加注作业。可见氨燃料船只即将迈入商用，这意味着全球航运业在清洁能源领域又迈出了新的步伐。

氨作为船只的燃料前景如何，我国的氨燃料船只发展怎么样，在推广过程中又面临着哪些难点

为什么是“氨”？

过去几个世纪里，航运一直都是长距离大量运送货物最经济高效的方式。船舶是现代经济的“动脉”，能够促进地区间、大洲间的海上贸易，推动经济增长，但海运船舶也造成了极大的污染。

面对日益严峻的环境问题，国际和国内公约对航运业污染物排放的要求日趋严格。国际海事组织(IMO)提出了2050年世界范围内航运业的温室气体排放总量相比2008年至少下降1/2的减排目标。

发展船用清洁能源是寻求航运业绿色低碳发展的重要途径，近些年液化天然气、甲醇、氢和氨等清洁能源在船上的应用实例竞相出现。其中，用清洁氢气制取的绿色氨是很有前景的替代燃料。

氨既不含碳也不含硫，主要由氢气和氮气合成制取。氨比氢气更容易液化，常压下氨气在-33℃就可以液化，而且同体积的液氨比液氢多至少60%的氢，被业内认为是破解氢大规模储运难题的有效手段。另外，氨可以作为能源直接燃烧，且燃烧产物只有氮气和水，被看做是“零碳”燃料最优的选择。

2023年9月，国际能源署（IEA）在其《净零排放路线图》2023年更新版中预测，氨燃料将在全球航运业脱碳中将发挥关键作用。到2050年，国际航运活动将增加一倍以上，氨在最终能源消耗中的份额将从2022年的0%上升到2050年的44%，生物燃料和氢燃料各占19%，而呼声很高的甲醇仅占比3%。这意味着，在净零排放（NZE）情景下航运业每年将消耗2.33亿吨绿氨。

除了国际能源署，英国劳氏船级社、挪威船级社等行业研究机构均预测氨最终将成为顶级船用燃料。近日，世界上最大的独立油轮公司Euronav表示，计划为新增120艘零碳船舶，这些订单将包括60艘大型氨动力船只。

在可以预见的未来，绿氨作为航运业的脱碳燃料具有广泛的市场。国际可再生能源机构（IRENA）预测氨作为氢的载体将从2030年的100万吨增加到2050年的1.1-1.3亿吨。

中国走在了世界前列

据工信部网站消息，2023年中国造船业全国造船完工量、新接订单量和手持订单量三大指标连续14年位居世界第一。作为名副其实的世界第一，中国船舶业也在与时俱进地围绕着双碳战略，大力推动氨燃料降碳技术应用。

2022年3月，由中国船舶集团有限公司旗下上海船舶研究设计院自主研发设计的中国首创首款氨燃料动力7000车位汽车运输船（PCTC）正式获得DNV颁发的原则性认可（AiP）证书。这标志着中国造船业在清洁能源动力汽车运输船设计领域实现了重要突破。

2023年8月22日，威海重工科技自主开发的氨燃料供应系统顺利通过专家组验收，获得全球首张中国船级社船用产品试验证书，成为国内首个在模拟船舶场景下成功运行氨燃料供应系统的厂家。

2023年11月30日，我国首台中速大功率氨燃料发动成功点火。中国中车此次点火的12V240H-DFA型氨燃料发动机，以柴油机为基础，进行了燃烧、控制、安保、排放控制等技术创新，单缸功率可达208kW，氨能占比85%，降低碳排放80%，排放满足船舶国标二阶段标准。

今年1月，中国中车12V240H-DFA型氨燃料发动机取得中国船级社首张氨柴油双燃料发动机原理认可证书，中车氨燃料发动机正式“持证”。代表着该机型原型机原理技术不仅满足设计要求，而且满足船舶规范及法规要求。

2月份，由中国船舶集团上海船舶研究设计院自主研发设计的1400箱无舱盖集装箱船GREEN SEALION 1400获得来自比利时船东CMB.TECH的订单。该型船是全球首艘氨燃料动力集装箱船。此次中国获得全球首艘氨动力集装箱船订单，被解读为中国此前将重点放在价格和数量上的攻势正在向高附加值环保领域拓展。

氨作为海事业青睐的替代燃料选择之一，未来具有广阔的商业化应用前景。目前，氨燃料动力船舶已成为中国、韩国、日本和欧洲造船业共同关注和争相研究的焦点。中国在氨燃料船舶领域已经表现出了占据市场领先地位的雄心，正在积极进行技术开发和经验积累。

氨燃料仍存挑战

不过，绿氨通向作为船舶燃料的道路并非一片坦途。目前来看，氨燃料的市场化还需要解决氨燃料排放物和绿氨价格的问题。

氨作为船舶燃料是一种新兴的方式，目前仍存在法规标准不完善、关键配套设备不成熟等问题。尤其是在氨燃料发动机方面，虽然理论上能实现近零排放，但氨燃烧会增加氮氧化物(NOx)的产生，这与国际海事组织出台的TierⅢ的NOx限排规定相矛盾。不仅如此，氨燃烧还可能产生一氧化二氮，这种气体产生的温室效应是二氧化碳的280倍。

此外，现阶段绿氨成本仍然较高，不具备竞争优势。据悉，目前绿氨的生产成本区间为720-1400美元/吨，和其他船用燃料相比，绿氨成本要高的多，对航运业来说会增加一笔不小的开支。

不过，随着技术的进步，氨燃料当前面对的挑战也会被逐渐克服。首先NOx排放的问题，可采用废气再循环技术或选择性催化还原(SCR)技术解决。目前SCR技术已较为成熟，能满足TierⅢ的要求，且在SCR技术中氨还为还原剂将NOx转化为N₂和H₂O，为SCR在氨动力船上的应用提供了更有利的条件。

再加上当前双燃料主机发展势头良好，应用范围在逐年扩大，参照目前双燃料柴油机的应用经验，相信氨燃料发动机的技术成熟度会飞速提升。

至于绿氨的价格问题，随着可再生能源发电成本的下降及风光电氢氨一体化技术的成熟，绿氨的成本将显著降低。根据国际可再生能源机构预测，到2030年绿氨生产的最低成本将从每吨720美元下降到475美元。

今年3月14日，内蒙古赤峰的全球最大150万吨绿色氢氨项目，第一阶段30万吨绿色氢氨首期工程已经顺利投产。该项目借助新型电力系统的技术突破，实现了风光储同氢氨醇生产的高效耦合，解决了零碳氢能发展的重大成本挑战。日前产出的第一罐液氨使用了100%的绿色电力，这是全球绿色氢能发展的重要里程碑，让“新石油”实现大规模产业化发展。

当前，全球已迈入"氨=氢2.0"时代，绿电、绿氢、绿氨更是大势所趋。“绿氨”为实现零碳脱碳提供了新的路线，在全球各国布局 “氨经济”热情高涨背景下，我国也在积极开展动力船舶重点技术研发创新，引导适宜地区结合优势产业布局“氨-氢”示范项目，假以时日，氨能燃料将对产业结构、能源系统、生产方式、生活方式、空间格局都将产生重大而深远的影响。

本文内容来源于：高工氢电，责任编辑：胡静，审核人：李峥

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