未来航运业脱碳：氨作为替代燃料

根据DNV Group的替代燃料洞察（Alternative Fuel Insights）平台的数据，目前氨燃料船舶的订单已有27艘，甲醇燃料船舶的订单高达322艘，显然，航运业正致力于采用氨和甲醇解决方案。虽然甲醇因其处理更简单以及现有基础设施更完善而得到快速采用，但氨因其零碳排放的潜力正作为长期关键解决方案而备受青睐。尽管几十年来，氨主要用于生产农业肥料，已经实现了安全生产、储存和运输，但其在航运业作为燃料的应用却面临着复杂挑战。氨的毒性、腐蚀性和特有的处理要求对安全协议、培训、监管框架以及相关基础设施（包括转运系统）提出了更高要求。

从船东到燃料生产商再到监管机构，各利益相关方的合作对于将氨安全纳入全球航运能源组合至关重要。多家组织机构及开展的多个项目已率先出击，正在研究氨作为船舶燃料的应用。例如，由欧盟资助的CASTOR倡议专注于氨动力船舶设计和安全系统的开发。此外，马士基已宣布对采用氨进行探索性研究，同时继续投资于甲醇和液化天然气（LNG）燃料船舶。航运业脱碳进入了激动人心而又复杂的时刻，克服这些挑战将决定未来的发展方向。

从监管框架角度来看‌，国际海事组织（IMO）正在根据其《国际使用气体或其他低闪点燃料船舶安全规则》（IGF规则）为氨动力船舶制定安全指南和操作标准。这些规定仍处于早期开发阶段，其广泛采用需要全球监管机构之间的大力协调。如果没有统一的监管规定，氨作为船舶燃料的可扩展性将受到限制。

氨的环境考量

虽然氨在使用的角度可实现零碳排放，但其整体环境足迹在很大程度上取决于其生产方式。目前，大多数氨来自化石燃料，主要通过能源密集型的哈伯-博施法生产，会排放大量温室气体。因此，要使氨成为真正可持续的燃料，首先需要对其整个生命周期进行严格评估，其生产需全面转向利用风能、太阳能等可再生能源进行电解合成的绿色氨工艺。在此阶段前，氨燃料或难以充分释放其环境效益。这意味着不仅要关注氨的终端使用，还要关注其生产方法的脱碳。

为安全采用氨打造的解决方案

先进的工程解决方案对于应对氨的安全挑战至关重要。冗余安全阀和自动关闭系统可以降低储存和转运期间的风险。实时监测技术可跟踪压力、温度和浓度水平，对于实时识别潜在危险至关重要。此外，预测性维护系统也将通过在故障发生前检测设备问题，以最大限度地减少停机时间并降低风险，从而在进一步提高安全性方面发挥关键作用。

非政府组织SGMF最近发布了其氨燃料加注的安全和操作指南，借鉴现有的处理经验和最佳实践给以氨作为船舶燃料的早期采用者提供指导，使其了解处理氨燃料时的基本安全原则。转运安全系统包括用于转运设备的紧急停车（ESD）控制系统，如用于软管的紧急释放耦合器（ERC），以及加注安全链接，确保加注过程中实现联动关停和清晰通信。

构建坚实的安全文化基础至关重要。通过全面的船员培训与能力评估、定期的安全演练以及先进模拟工具（如虚拟现实VR）的应用，可有效提升船员应对氨燃料特有风险的能力。例如，利用VR技术模拟转运过程中的燃料泄漏场景，帮助船员在模拟训练中掌握有效应对方法，提升应急处置信心。此外，船员与接收设施之间的实时通信及转运过程中的安全数据同步，是确保燃料转移作业安全、精准且无差错的必要保障。

来之路

氨的零碳排放潜力使其成为航运业脱碳的变革性解决方案，但其成功应用需要克服重大的技术、监管和环境障碍。目前，甲醇是一种实用的过渡燃料，但如果其来源可再生且能够实现净零碳排放，未来可能会与氨并行成为重要燃料。我们未来可能最终会看到这些燃料与更传统燃料（如液化天然气和船用柴油）的净零排放产品（如生物燃料或合成燃料变体）共存，它们将基于船舶类型、航线和运营需求服务于航运业的特定领域。