根據(jù)荷蘭C-Job海軍建筑師們的最新研究，氨可以安全有效地作為海洋燃料，以減少海洋工業(yè)中的有害排放。

該研究使用了一種新的概念設(shè)計，即以船舶運(yùn)輸?shù)呢浳锇睘樵系倪x擇對象，研究了將氨用作船用燃料的概念和可能，從而大幅度減少了海運(yùn)中的溫室氣體排放量。

在所有的氨氣發(fā)電可能選擇中，固體氧化物燃料電池(SOFC)顯然是最有效的。但是，由于真功率密度和負(fù)載響應(yīng)能力尚未達(dá)到可接受的水平，因此實際應(yīng)用還面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此，在短期內(nèi)應(yīng)用內(nèi)燃機(jī)仍然是必經(jīng)之路。

主要研究結(jié)果包括：

•逐步分階段導(dǎo)入氨氣作為船用燃料的應(yīng)用:

第一階段，氨氣與柴油一起應(yīng)用于壓燃內(nèi)燃機(jī)(ICE)。

第二階段，使用氨氫混合物的ICE，

第三階段，最后是使用氨燃料電池(SOFC)。

•回顧其他所有剩余選項:

內(nèi)燃收動機(jī)(ICE)，系統(tǒng)效率為49.4%，

質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)，系統(tǒng)效率為44.5%，

堿性燃料電池(AFC)，系統(tǒng)效率為44.8%，

固體氧化物燃料電池(SOFC)，系統(tǒng)效率為53.9%，

SOFC顯然是最高效的，系統(tǒng)效率為53.9%。但是，由于功率密度和負(fù)載響應(yīng)能力尚未達(dá)到可接受的水平，因此SOFC確實存在實際挑戰(zhàn)。此外，雖然SOFC的效率很高，但根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)評估，總成本遠(yuǎn)高于ICE。以兩沖程，低速發(fā)動機(jī)為例，內(nèi)燃機(jī)效率為第二，系統(tǒng)效率為49.4%，比PEMFC44.5%和AFC44.8%的效率更高，價格更便宜，功能更強(qiáng)大，并且具有可接受的功率密度和負(fù)載響應(yīng)能力。將來，燃料電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展可能會改變目前評估結(jié)果。所以，當(dāng)前內(nèi)燃機(jī)ICE是最佳選擇。

•將氨內(nèi)燃機(jī)ICE選件與常規(guī)化石燃料ICE選件進(jìn)行比較，在功率密度，負(fù)載響應(yīng)，部分負(fù)載性能，應(yīng)對海洋環(huán)境和系統(tǒng)效率方面的技術(shù)性能相似。但是，常規(guī)化石燃料的有害排放量要多得多(假定NOx相似)。而選擇氨氣的相對成本明顯要高很多，約為傳統(tǒng)燃料成本的3.2倍。這是根據(jù)每噸氨850歐元和低硫0.5%HFO每噸500歐元的基本成本得出的。展望未來情景，氨動力的成本范圍可能與常規(guī)化石燃料相似。當(dāng)基于較低的電力成本使每噸氨400歐元時，就是結(jié)合每噸HFO 500歐元(每噸CO2征稅100歐元)或每噸HFO 811歐元(不征收CO2稅)的情況。氨燃料的選擇，既低碳環(huán)保，又有了低成本的優(yōu)勢。

•為了安全地處理以氨(和氫)為燃料的空間，包含燃料管線的空間應(yīng)配備氨(和氫)的傳感器，檢測并進(jìn)行通風(fēng)。此外，在發(fā)生泄漏的情況下，應(yīng)安裝遙控截止閥以隔離泄漏并限制其擴(kuò)散和影響。為了緩解這種情況，應(yīng)在燃料供應(yīng)管線中設(shè)置冗余，以確保在部分燃料供應(yīng)被切斷的情況下，有足夠的燃料供應(yīng)以連續(xù)運(yùn)行。此外，在停電的情況下，應(yīng)在安裝主遠(yuǎn)程隔離閥時確保其自動關(guān)閉，以便在斷電時自動關(guān)閉閥。由于應(yīng)盡可能減少和限制氨對人和環(huán)境的泄露，因此燃料管線應(yīng)與外殼保持足夠的距離，例如從側(cè)面到B / 5。可能的話，燃料管路應(yīng)位于單獨的無人駕駛空間內(nèi)。在不可能的地方，例如在機(jī)艙，應(yīng)使用帶壓力傳感器的雙壁管道。

•氨燃料處理室以及與其他燃料系統(tǒng)類似的機(jī)艙應(yīng)配備火災(zāi)探測和滅火系統(tǒng)。此外，為了監(jiān)視燃料的狀況，應(yīng)增加壓力傳感器，溫度傳感器和流量檢測器。此外，為應(yīng)對超壓，應(yīng)安裝減壓系統(tǒng)。

•緩解的主要船舶設(shè)計后果是在布置上，這是因為多余的燃料供應(yīng)管線(覆蓋燃料箱和燃料處理室)需要單獨的空間。此外，包含燃料供應(yīng)管線的空間的通風(fēng)還需要用于進(jìn)氣和排氣的空間。距離側(cè)面足夠遠(yuǎn)的路線要求也影響了船只可用空間的有效利用。所有這些因素增加了成本，尤其是冗余要求。因此，實現(xiàn)2 x 50%的系統(tǒng)容量而不是2 x 100%的系統(tǒng)容量被認(rèn)為對限制這些額外成本很重要。可以根據(jù)要求單獨提供指示安排后果的系統(tǒng)設(shè)計，或者可以在下面的鏈接的附錄中找到。

•由于海運(yùn)氨船舶已經(jīng)有了氨載體系統(tǒng)，現(xiàn)有法規(guī)已涵蓋了氨燃料儲存的主要問題。因此，建議進(jìn)一步研究氨燃料的存儲，以便將其應(yīng)用于其他類型的船舶。

到目前為止，氨一直被認(rèn)為是用于運(yùn)輸?shù)奈磥砣剂现唬鳛榇萌剂系模睔獠⒉恍枰夯瑳]有遭遇液化氫氣和天然氣的“先生雞還是先有蛋”的困境。

對于液化天然氣，兩難的情況是，船東一直不愿轉(zhuǎn)向燃料液化天然氣，因為世界各地沒有港口可以提供液化天然氣。但是，所需基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的開發(fā)取決于這種需求。由于氨已經(jīng)在世界范圍內(nèi)大量生產(chǎn)和運(yùn)輸，因此在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上可以很容易地接納燃料的供應(yīng)，當(dāng)然必須在第一批以氨為動力的船舶建成后才進(jìn)行擴(kuò)展。

當(dāng)今，氨的主要消費(fèi)領(lǐng)域是化肥工業(yè)。該行業(yè)由散裝氨氣(最大載重量為6萬載重噸)的船舶提供。該行業(yè)現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施可作為將來艦船的加氨站，而目前的生產(chǎn)存儲和運(yùn)輸則提供了氨燃料平穩(wěn)過渡的可能性。已經(jīng)有可以供應(yīng)第一批船的港口。”

多年來，C-Job海軍建筑師們一直認(rèn)為，氨氣可能是一種清潔，可持續(xù)燃料的可行且有前途的選擇。C-Job去年加入了氨能源協(xié)會，以加強(qiáng)與其他行業(yè)的合作以實現(xiàn)其雄心壯志。C-Job與Proton Ventures和Enviu一起于2017年成立了一個財團(tuán)，以進(jìn)一步研究用作船用燃料的氨。隨著理論研究的完成，財團(tuán)項目現(xiàn)在將朝著實驗室測試，中試和樣船評估的方向發(fā)展。