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第５３卷第６期船海工程Ｖｏｌ.５３Ｎｏ.６

２０２４年１２月ＳＨＩＰ＆ＯＣＥＡＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤｅｃ.２０２４

ＤＯＩ:１０.３９６３/ｊ.ｉｓｓｎ.１６７１￣７９５３.２０２４.０６.０１１

绿色零碳氨燃料船舶应用研究

刘刚ꎬ黄朝俊ꎬ刘建成ꎬ李磊ꎬ肖森林ꎬ董芳ꎬ吴镇波ꎬ肖耀华ꎬ余爱国

(招商局海洋装备研究院有限公司ꎬ广东深圳５１８０６３)

摘要:针对实现ＩＭＯ目标的可替代燃料路径ꎬ开展绿色零碳氨燃料船舶应用研究ꎮ围绕内燃机和燃料

电池两大主流技术路线ꎬ通过搭建能效转换和成本预测计算模型ꎬ结合相关研究数据ꎬ论述其技术及经济可行

性ꎮ研究表明ꎬ氨分解制氢最好的路径就是直接在线利用ꎬ成本将低于３０元/ｋｇꎻ上船应用投资方面ꎬ“氨制氢

＋ＰＥＭＦＣ”固定投资成本大约是“氨ＩＣＥ”的３倍ꎬ而运营成本只有后者的８３％ꎮ相关研究是全球海事工业新

一轮科技革命和产业变革的重要方向之一ꎬ对我国船舶工业实现高质量发展具有实际指导意义ꎮ

关键词:绿色零碳ꎻ氨燃料ꎻ内燃机ꎻ燃料电池ꎻ船舶工业

中图分类号:Ｕ６７７文献标志码:Ａ文章编号:１６７１￣７９５３(２０２４)０６￣００５１￣０６

氨已经在工业和农业领域中使用了１００多是未来航运业脱碳的主力燃料之一ꎮ本研究基于

年ꎬ是全世界产能第二大的化学物质ꎬ仅次于硫行业调研及相关案例数据分析ꎬ结合自身在氨燃

酸ꎮ每年有２０００万ｔ氨被运输到全球约２００个料船舶领域的研究成果ꎬ从氨燃料船舶应用的技

港口ꎬ相关行业受益于一个成熟且完善的生产、存术路线、技术成熟度、经济可行性等多维度研究ꎬ

[１]系统地完成了从“电￣氢￣氨￣氢￣电”的全面转化测

储、运输和使用的安全监管框架体系ꎮ

第２１届«联合国气候变化框架公约»通过的算与船舶实用性评估ꎮ

«巴黎协定»要求本世纪下半叶实现ＣＯ等温室

２１氨燃料特性与优势

气体的净零排放ꎬ于２０１６年１１月４日正式生效ꎬ

各国领导人表示将致力于实现将全球平均气温上本文对氢、甲醇、氨等燃料的特性进了对比分

升幅度控制在相较于工业化前２℃以下ꎬ并努力析(见表１)ꎮ氨作为储氢介质ꎬ在体积含氢量、体

[２]积能量密度、重量含氢量、重量能量密度均明显优

将其控制在１.５℃以内ꎮ

国际海事组织(ＩＭＯ)«２０２３年船舶温室气体于甲醇和甲基环己烷ꎮ

减排战略»提出ꎬ国际海运温室气体排放尽快达氢、氨是实现零碳排放的终极燃料ꎬ储存运输

峰ꎬ在２０５０年前后达到净零排放ꎬ将全面加速国困难和安全性难以控制是制约氢能产业链发展的

际航运和造船业脱碳进程ꎮ为了应对脱碳减排的最大“瓶颈”ꎬ将氨作为储氢载体能解决高压传统

挑战ꎬ航运业广泛探索了ＬＮＧ、液化石油气储运氢环节的难题:①无碳储能ꎮ氨成熟的技术

(ＬＰＧ)、甲醇、氢、氨等清洁能源的船用适应性ꎮ体系、标准规范及低成本合成、存储和运输ꎬ可实

全球能源转型进入攻坚期ꎬ世界各国都在加快探现季节性、远距离、“无碳化”的“氨￣氢”储能ꎮ有

索清洁能源的“新解法”ꎬ加紧对氨燃料产业的规研究表明ꎬ在目前主要研究的几类电制液体燃料

划部署ꎬ积极推动相关技术革新ꎬ许多大型项目已技术(液氢、液氨、液化天然气、甲醇、有机液态储

经落地ꎬ氨燃料的发展进入加速期ꎮ