推动海事业实现绿色氢能革命,“挪威智慧”至关重要。
货船和游轮等大型海洋船舶一直使用重质燃料油和其它污染性燃料,且朝着错误的方向越走越远。从2012年到2018年,航运业温室气体排放增长近10%,占全球总排放量近3%。航运业还排放大量黑碳微粒,导致北极海冰融化,进一步加速了全球变暖。
海事部门的减排难度最大。陆路运输在很大程度上可以实现电气化,但许多远洋船舶体量太大、航程太长,无法使用现有电池技术进行驱动。因此很多人认为,实现海事业净零排放的唯一途径是绿色氢能。
挪威自古是海洋国家,拥有规模庞大的商船队,其渔业和水产养殖业居世界首列。挪威已经迈出了海事业去碳化的第一步:从200艘渡轮开始推行,2025年实现所有渡轮零排放。
挪威氢能公司(Norwegian Hydrogen)的业务拓展负责人伊韦兰(Iveland)认为海上氢能改造将迎来高速发展。
Ingunn Øvereng Iveland 伊韦兰(Iveland)
业务拓展负责人
Norwegian Hydrogen 挪威氢能公司
"挪威某些地区航行距离长、电网相对匮乏。因此,想要通过渡轮船舶电池供电来实现零排放是不切实际的,而氢能驱动的海洋船舶正好能完美应对这一挑战。
由挪威氢能公司运营的海勒叙尔特氢能中心(Hellesylt Hydrogen Hub)正在挪威西北海岸开发建设完整的绿色压缩氢能基础设施。建成后将推动向零排放、氢能动力的转型,适用于渡轮、大型游轮、快艇等当地交通运输方式。
但伊韦兰指出,氢能项目常常遇到“先有鸡还是现有蛋”的难题。在海事业方面,船主在造船前就需要氢能基础设施就位,而基础设施市场的参与者在投资之前就需要客户。伊韦兰认为,海勒叙尔特氢能中心已经找到了规避这个问题的方法。
她解释说:“在局部电解产生绿色氢能的同时,该项目正在与多家计划使用氢能运营船舶和车辆的参与者紧密合作”。
"由于这些项目是同时进行的,我们既保证了基础设施,也保证了船舶能利用氢能优势,由此解决了“先有鸡还是现有蛋”的难题。"
项目第一个生产基地将建于盖朗厄尔峡湾(Geirangerfjord)附近,该地区属于联合国教科文组织(UNESCO)所列的世界遗产地,也是广受欢迎的旅游景点。目前,盖朗厄尔峡湾空气污染近三分之一的元凶是柴油渡轮排放的二氧化碳、氮氧化物和硫氧化物。尽管项目在推进当中,但伊韦兰表示还需要克服一些困难。
她说:“我们面临的挑战是氢动力船舶的相关规则和条例还没有完全制定好”。
"但情况也在迅速好转"。
与车辆使用氢能不同,目前世界上还没有关于海上安全使用氢能的相关规定。船舶对动力需求的体量于汽车完全不同,任何潜在的事故都可能产生深远的影响。规定的缺位是现在难以大范围推广氢能的主要原因之一,因为只有有了明确的规定,造船商才会致力于使用某项新技术。
所幸,目前这方面取得了一些进展,挪威也再一次走在世界前列。
Asmund Huser 豪塞(Huser)
高级首席专家
挪威船级社(DNV)
"鉴于氢能的特性,我们必须采取与化石燃料动力船舶管理所不同的安全措施,措施也会更多。目前即将准备就绪"。
挪威船级社总部位于挪威奥斯陆,在世界各地设有办事处,是全球领先的船级社和海事业顾问机构,为海事业安全使用氢动力制定风险管理评估和保证程序起到重要作用。
豪塞表示,制定安全措施的一个主要障碍是没有足够的船舶来试点程序和技术。好在情况有所好转。例如,挪威船级社制定的 "氢燃料车辆手册"介绍了基于风险的高效审批途径。
豪塞解释说:"我们目前正在参与审查世界上第一艘氢动力汽车渡轮,建模和测试证明安全程序和技术是可行的,此外我们还有几个关于船舶的新想法"。
"只要措施充分,氢动力船舶可以和现有船舶一样安全"。
尽管化石燃料危害环境,但它的好处是通过增减地下开采量迅速满足能源需求。而氢能则必须首先经过生产和储存。随着生产规模扩大,储存将需要越来越复杂和昂贵的安全措施。因此,氢经济即将面临的关键挑战是如何解决储存难题,达到与当下化石燃料储存一样的安全性和便捷性。
挪威研究中心(NORCE)是一家专注于能源、气候和技术的领先研究机构,该中心的专家认为,挪威独特的专业知识和海洋地质学可以帮助解决这一难题。
挪威研究中心高级研究员多普菲尔(Dopffel)表示:"要实现《巴黎协定》的目标,需要大量的氢能,这是无法回避的事实。但是,数百立方米的氢能储存所面临的首要问题来自传统储存方案的技术和安全方面的严重缺陷"。
"但是,在挪威的大陆架上,我们有安全的储存单位,而且有可能随时可以使用"。
多普菲尔介绍了挪威研究中心正在进行的研究:在不远的将来创建一个能源系统,利用海上风能和电解装置持续生产绿色氢能,并将其储存在海底地层。
随后,根据对氢能的需求来使用这些储存地层。这样,储存的安全性和便利性就与现有化石燃料相同,而且挪威可以使用大部分已有的基础设施。
"这是唯一能满足落实《巴黎协定》所需的大量氢能安全可行的储存办法 "。
Nicole Dopffel 多普菲尔(Dopffel)
高级研究员
NORCE 挪威研究中心
"利用成熟技术,探索挪威大陆架上的盐穴和多孔地层,有可能建立数百万立方米的氢能储存单位。"
随着绿色氢能革命的到来,全球对挪威的海事专业知识需求与日俱增。
挪威氢能公司的业务拓展负责人伊韦兰表示:"我们的竞争优势是为更多的企业提供基础设施,包括海上交通、旅游和水产养殖业"。
"我们的目标是扩大业务规模,将解决方案和绿色压缩氢能介绍和出口到其它国家其它市场。"
挪威船级社高级首席专家豪塞认为,他的机构在氢能安全方面的努力将为国际海事组织(IMO)最终采用的综合性规定奠定基础。他相信挪威船级社还会继续参与其中。
"挪威在天然气技术安全和处理石油和天然气行业的爆炸风险方面积累了丰富经验。我们的专业知识适用于氢能领域,将被继续大量采纳,特别是当海上绿色氢能被提上日程时"。
挪威研究中心高级研究员多普菲尔非常赞同挪威在海上氢能方面拥有光明的前景。
她说:"发展海上氢能需要能源、天然气、海事专业知识和基础设施,而挪威恰好拥有这些要素和优势”。
"挪威自古以来就是海洋国家。