海上運輸對世界經濟至關重要，它促進了國際貿易和商業，并促進了全球貨物和資源的流動。然而，據估計，航運業是全球二氧化碳 (CO2) 排放量的 3% 的來源，因為它仍然基于廉價和低品位的化石燃料，例如重質燃料油 (HFO) 和船用柴油 (MDO)。如今，海洋產業面臨著采用新技術和運營實踐的挑戰，以遵守日益嚴格的環境法規并實現國際海事組織 (IMO) 為 2050 年設定的溫室氣體減排目標。
在船舶設計師、運營商和船東面臨的廣泛技術和燃料解決方案途徑中，氨 (NH3) 被認為是潛在的船用燃料，可以相當快地進入全球市場并推動該行業的可持續轉型。
氨：一種很有前途的船用燃料
氨在海運領域已經廣為人知，因為它被廣泛用作氣體運輸船的貨物，用于食品工業的肥料。目前，NH3 的大規模生產采用哈伯-博施法，通過將氣態氫和氮 (N2+3H2=>2NH3) 結合，在金屬催化劑的作用下加速。
在大氣壓和環境溫度下，它是一種透明無色的氣體，比空氣輕，具有獨特的刺激性氣味。在大氣壓下為 -33°C 或在環境溫度下加壓至 8.6 bar 時，NH3 會變成液體，使運輸和船上儲存更加容易。在這方面，使液氨成為引領海運業脫碳的合適能源載體的主要優勢包括：
? 零碳。其主要優勢在于可再生生產時為零碳燃料，使船舶能夠消除二氧化碳排放;
? 可用性。大氣中的氮(N2)是其分子的前體之一，廣泛且可自由獲取;
? 儲存。NH3 作為化工常見商品，可在實用的壓力和溫度下進行運輸，并受益于其完善的終端網絡;
? 改進技術。氨可以直接在內燃機中燃燒，與其他替代燃料解決方案相比，內燃機更接近規模化發展，準備就緒程度更高。氨或氫氣：該選擇哪個?
由于氨的生產過程與氫的生產過程相同，因此有理由質疑 H2 是否可以直接用作船用燃料代替 NH3。
為了充分利用氫的燃料潛力并盡量減少船舶所需的空間，需要對氫進行高壓壓縮(250-700巴)或液化(-253°C)。
人們幾乎一致認為，與氫相比，氨是一種更受歡迎的能源載體，因為它具有更高的體積能量密度和沸點。事實上，即使在液態下，儲存氫所需的體積也是石油基燃料 (MDO) 的五倍，而液氨僅為石油基燃料的 2.9 倍左右，但能量含量相同。
氨的主要挑戰…
然而，在氨能夠作為船用燃料商業化之前，仍需面臨一些挑戰：
毒性。氨對人類和水生生物都有毒;如果吸入高劑量，可能會致命并導致不良健康影響，包括嚴重的皮膚燒傷、眼損傷和呼吸衰竭;• 高腐蝕性。氨與水分發生反應，會腐蝕銅、黃銅、鋅和各種合金，形成綠色/藍色。因此，氨燃料加注、圍堵和供應系統的材料選擇以及設計和布置必須考慮鋼腐蝕開裂 (SCC) 的可能性;
難點火。氨需要來自引燃燃料或其他“熱源”的大量能量才能點燃;
易燃性高。壓縮液氨泄漏可能導致閃蒸，這是一種危險，需要在工作區域附近可能形成濃密氣體的地方采取預防措施。因此，防止氨氣釋放和擴散將是船舶運營期間的一項重要安全措施;
排放。盡管氨是一種零碳燃料，但其燃燒可能會產生一氧化二氮 (N2O)，這是一種全球變暖潛能值為 270 的極其有害的氣體。因此，燃燒氨的內燃機預計需要額外的催化作用來控制向大氣中排放的 N2O;
缺乏法規。國際海事組織仍在討論有關氨燃料處理的國際海事安全法規，這直接阻礙了該法規的通過。制定指導方針的過程將需要數年時間，盡管區域層面的倡議正在形成，例如歐盟的“Fit-for-55”計劃。
結論
到目前為止，目前還沒有使用氨燃料的船舶投入使用，但由于發動機制造商報告稱過去幾年氨船用雙燃料發動機取得了重大進展，人們的興趣開始增長。IRENA 估計，到 2050 年，航運業預計將消耗 1.97 億噸氨作為燃料。因此，在未來的航運領域可能不會由單一的 可持續燃料主導，而是由多種解決方案的組合主導，某些氨將在該行業脫碳過程中發揮關鍵作用。
