海洋工业脱碳的必要性是毋庸置疑的。根据国际海事组织 （IMO） 的数据，从 2012 年到 2018 年，航运业的总排放量增长了近 10%，目前约占全球排放量的 3%。与其他一些运输部门不同，现有船舶推进技术的替代方案并非完全非黑即白。对于短距离、点对点或邮轮，基础设施、电力或持续时间不是关键因素——出现了多种选择，例如轻电池和氢燃料。一旦应用涉及更长的距离和全球可操作性，就需要电池和纯氢解决方案以外的能量密集型燃料。
MAN Energy Solutions 监管事务经理 Dorte Kubel 表示，新的船用燃料分为两类，即氨和氢等零碳燃料，以及含净零碳燃料。MAN Energy Solutions是一家跨国公司，生产用于船舶应用的柴油发动机和涡轮机械。作为德国汽车制造商大众汽车集团的子公司，MAN Energy Solutions 已经为各种船舶应用提供发动机，例如天然气、甲醇和现有碳氢化合物。该公司正在“研究将氨作为零碳燃料中的首选” Kubel说。
Kubel 在最近的 CIMAC TECH 演讲中对可持续船用燃料的机会进行了深入分析，题为“未来船用燃料：“水晶球”，CIMAC是国际内燃机理事会，是一个非营利性协会，也是大型发动机行业的全球论坛。
甲醇是一种更广为人知的燃料，罗尔斯·罗伊斯动力系统公司技术管理和监管事务总监Daniel Chatterjee说。甲醇可以在发动机中燃烧，也可以在燃料电池中燃烧。我们有所有可用的选择——具有一定的能量密度。从我们的角度来看，这变得非常有趣，Chatterjee说。不过，他承认，从能量密度的角度来看，柴油很难与之竞争。
1）长距离船用燃料的最佳选择
所有船用燃料都有优点和缺点。那么，长距离海上运输的最佳选择是什么——氨还是甲醇？Chatterjee 和 Kubel 在最近的 CIMAC TECH Talk 上对这两种潜在的突破性船用燃料进行了观察。
氨的情况相对较强。氨是一种简单的分子，由三个氢原子与单个氮原子键合组成。重要的是，氨在燃烧时不会排放二氧化碳，这在考虑零碳燃料时迫使它成为人们关注的焦点。曼恩能源解决方案公司正在开发氨发动机和支持系统。Kubel 说，我们预计到 2024 年将开发出氨发动机，并希望到 2025 年将其投入使用。公司是否会购买它是另一个问题。前提是有人愿意投资新技术。
尽管结构简单，但氨不是一种简单的燃料。虽然氨是碳友好的，但VDMA发动机与系统董事总经理兼CIMAC活动主持人Peter Müller-Baum强调了一个事实，即船舶运营商通常不想使用氨，因为它有毒。当然，氨的毒性是一个主要问题。2020 年1月，美国伊利诺伊州发生3000升氨泄漏事件，导致80人因胸痛、眼睛刺激、咳嗽和严重头痛住院。
2）氨的新技能和安全程序
在船上处理氨将需要一套全新的技能和安全程序。Kubel说，我们相信(克服安全问题)是可能的，但这个问题需要整个供应链的合作。该行业需要合作并找到解决方案——从船舶设计师和运营商到港口基础设施。安全问题需要由国际海事组织进行分类和监管。
氨是一种交易广泛的商品。100 年来，航运和陆上工业一直将氨作为散装货物处理。这些经验可以作为制定安全法规和必要程序的基础，以确保氨得到安全处理。Kubel 说，MAN Energy Solution 正在进行各种危害分析，以在系统中建立必要的安全性，包括加油系统。
但是，没有使用氨作为燃料的经验。发动机中氨的燃烧也会导致更高的一氧化二氮 （NOx） 排放，需要额外的技术来控制海洋环境中的这种温室气体。
从技术角度来看，安全是有的，但让人们感到安全同样重要。对氨的看法需要改变，才能被接受为燃料。如果我们没有得到世界范围内的认可，就很难实施。Chatterjee说，如果有人找到一个好的解决方案来处理安全问题，它将彻底改变情况。
撇开安全问题不谈，一个关键的好处是氨市场已经存在全球分销系统，并且它是一种定价透明的全球商品。目前，80%的氨产量专门用于化肥行业。使用氨作为燃料需要大幅增加产量，一些人估计，如果30%的航运采用这种燃料，目前的产量将需要近翻一番。
目前供应的大部分是“灰色”氨——由天然气中的氢气制成，会产生二氧化碳排放。目前只生产少量的“绿色”氨。日本福岛可再生能源研究所的试验工厂和英国牛津郡卢瑟福阿普尔顿实验室的示范系统是两家著名的工厂，每天生产 20-50 公斤。真正的零碳推进需要转向使用可再生能源制造的“绿色”氢气的零碳氨。
替代燃料面临的最大挑战之一是与当前化石燃料的能量密度相匹配。氨不像重质燃料油 （HFO） 那样紧凑，但对于船上存储来说是可以接受且经济可行的。与氢气相比，氨具有更高的储存能力，并且涉及的冷却更少，而氢气需要更复杂的冷却设备。
尽管存在明显的缺点，但氨似乎正在全球航运业中受到青睐，除了MAN Energy Solution努力生产第一艘氨燃料油轮外，还有一些项目正在进行中。芬兰的瓦锡兰公司计划开始在挪威斯托德的船用内燃机中测试氨，挪威能源公司Equinor已签署协议，将维京能源供应船转换为无碳氨。
在 2021 年 3 月的新闻稿中，马士基 A/S、船队管理有限公司、吉宝离海、马士基麦金尼穆勒零碳航运中心、住友商事和雅苒国际 AS 宣布了一份谅解备忘录，共同开展可行性研究，以建立在新加坡港提供绿色氨船的综合供应链。
