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ShipFC项目探索深海航运绿色氨燃料电池

12月14日, 2022
By The Explorer
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Maritime CleanTech

欧盟资助的ShipFC项目有望证明深海航运可以实现零排放。挪威Alma清洁能源公司项目部负责人贾尔夫·斯文森(Tjalve Svendsen)表示:“国际海事组织(IMO)提出了严格的2050年前海运排放标准,但是目前没有可以实现这一标准的技术。ShipFC项目旨在证明绿色氨动力的固态氧化物燃料电池(SOFC)可以填补这方面的技术空白”。

为了实现零排放技术突破,近海辅助船“维京能源” (Viking Energy)上安装了经过改装的氨动力高温固态氧化物燃料电池,测试该船在12个月的试验期内能否使用燃料电池运行3000小时以上。“维京能源”船为挪威海工船运营商Eidesvik Offshore所有,按合同由Equinor公司运营。

预计2024年项目完成时,将成为世界首例船载氨动力燃料电池项目。

ShipFC项目经理托雷·伯格(Tore Boge)表示:“ShipFC项目的优势在于其解决方案会经过真实商业环境和真实船舶测试。机会难得,我们要长期运营该船,进一步巩固测试结果的可靠度”。

项目使用氨作为燃料,氨通过可再生能源供能电解生产时,属于零排放燃料。目前,氨已经在全球范围内进行贸易。与其他零排放燃料相比,氨具有高能量密度、较易储存的特性。这些特性让氨成为绿色燃料,可以部分满足未来航运的能源需求。

绿色氨能前景光明

毫无疑问,使用绿色氨燃料电池有利于环保。供电和供热都是无噪音、无振动的,整个过程无需燃烧,确保低排放或零排放。

伯格表示:“项目目标是将“维京能源”船的温室气体排放量减少70%,将氮氧化物、硫氧化物和微粒物等其他污染物排放减少80%以上”。

该项目将使用挪威雅苒清洁氨公司(Yara Clean Ammonia)提供的氨燃料。与其他绿色燃料不同,大多数化学品船均可运输氨燃料,氨作为化肥添加剂,已经实现了大规模运输。

虽然世界各地都有合成氨的基础设施,但挑战依然存在。因此,该项目将探索海上加油解决方案、多地市场和商业模式,以及激励绿色氨生产的方法。

开发首例兆瓦级燃料电池

该项目的重中之重是高温固态氧化物燃料电池。

斯文森说:“我们正在努力将燃料电池容量从100千瓦扩容到2兆瓦,这是巨大的飞跃,扩容后的燃料电池可以适用于更大的船舶,最终有望代主发动机,进一步减少排放量”。

斯文森认为燃料电池的效率将远高于内燃机。目前的目标是燃料电池可以提供60%的电效率,并有可能通过利用燃料电池为其他船载设备供电产生的热量进一步提高这一比例。

虽然ShipFC项目使用的是氨能,但Alma清洁能源公司的燃料电池可以使用多种燃料,包括液化天然气、氢能和甲醇。

斯文森说:“Alma清洁能源公司的燃料电池可以使用多种燃料,降低船舶低碳化风险。船东们不确定30年后哪种燃料会主导市场,因此他们现在更愿意投资有潜力的技术,以便在未来有更多的选择”。

消除安全误解

氨由一个氮原子和三个氢原子组成,属于易燃、有毒物质。因此,安全问题是ShipFC项目各方的首要关切。

伯格解释道:“在试行新技术和新燃料时,安全是重中之重。我们需要证明系统兼顾安全和效率”。

为了确保这一点,项目合作伙伴正在与挪威船级社(DNV)紧密合作。挪威船级社奉行全球最严格的海事安全标准,将会根据项目研究成果,扩展、完善对船舶的安全要求。

建立绿色新产业

ShipFC项目还将对近海施工船和两种货船进行多项研究,旨在证明将这项技术可以应用在航运业的其他部分。

斯文森说:“我认为项目主要的好处是验证新技术、建立新产业”。

该项目的企业集团主要由挪威的公司组成,因为挪威已经拥有完善的价值链。这要归功于挪威丰富的海洋文化遗产、数十载的近海行业经验,以及已经落地的海事产业绿色创新成果。

当被问及项目的市场潜力时,伯格毫不犹豫地答道:“项目有无限的潜力。如果技术得到验证,降低燃料电池成本,那我们的产品将会极具竞争力”。


Ship FC项目获得了“清洁氢能伙伴关系”(Clean Hydrogen Partnership,前身为“燃料电池与氢联合行动计划项目”Fuel Cells and Hydrogen 2 Joint Undertaking, FCH-JU)的资助,资助协议编号875156。“燃料电池与氢联合行动计划项目”获得了欧盟“地平线2020”研究和创新计划以及欧洲氢能组织的支持。

项目合作伙伴:Alma Clean Power, Capital Executive Ship Management, Eidesvik Offshore, Equinor, Fraunhofer, 海事清洁科技公司(Maritime CleanTech), National Center for Scientific Research “Demokritos”, North Sea Shipping, Persee, 思克莱德大学(University of Strathclyde), Wärtsilä Norway, 雅苒国际(Yara International