船用替代燃料应用进展

低碳航运背景下，为明晰低碳/零碳燃料的应用潜力，从理化性能、生产、储运和终端应用等维度对液化天然气、氢、氨、甲醇等潜在的船用替代燃料进行全面评述，分析船用替代燃料的应用进展情况。从替代燃料生命周期温室气体排放的角度来看，面向2050年的海洋运输，液化天然气是主要的过渡性燃料，而航运业选择可再生的甲烷、氢、氨、甲醇等其中的一种或几种作为未来船用燃料还具有不确定性，主要的挑战和障碍包括燃料成本、储运和加注基础设施、关键设备的研发与应用等。从技术、经济、环境、社会、可扩展性等多个维度进行评价，得出目前并没有一种燃料具有全方位、压倒性的优势从而可以完全替代燃油在船用燃料中的中心地位的结论。     

氨燃料船舶氨气处理技术探索

随着航运业碳减排战略实施，作为零碳燃料，氨将成为船舶行业碳减排有力措施，氨燃料应用技术也将随之发展。氨气处理技术作为船舶安全运营的保障措施之一，必然紧跟氨燃料应用技术进步而发展。目前，船级社对船舶氨气排放的要求比较简略，未提出详细的设计要求。文章对现有陆地工业氨气处理技术进行分析，认为氨气吸收技术是当前最适合氨燃料船舶的氨气处理手段，而氨气燃烧和催化氧化技术在应用成本和NO_x排放方面还有待改善。     

船用氨燃料供给系统设计和CFD仿真

该文基于氨燃料动力的船舶主机需求，展开液氨加压供给和氨捕捉设计。文中设置三段式增压并具有缓冲罐的供给方式，针对燃料罐形式、阶梯加压、消除管路气阻、惰化防爆以及氨排放捕捉等关键点展开分析和仿真计算。仿真结果显示，燃料回流汇入压力在预设区间内，该设计可实现增压增温后稳定供给主机，且有效实现氨排放的捕捉和处理。系统分析表明：采用半冷半压式燃料罐，结合两级泵和缓冲罐，组成三段式增压，具有可行性和稳定性；而采用水雾喷淋结合吸附器可有效捕捉氨和控制氨排放在22.8 mg/m³内。     

氨燃料散货船的方案设计

结合船舶行业要实现碳达峰、碳中和目标,需寻找替代能源来降低CO₂排放,氨燃料将会是最有希望的替代燃料的形势,分析氨燃料特性,结合散货船设计经验,对氨燃料散货船进行方案设计,提出两种可选的氨燃料散货船燃料舱的布置方案,对氨燃料的储存供给提供初步方案,明确氨燃料泄漏、蒸发、排放问题的处理方法。     

预混氢/氨对船用发动机燃烧和排放性能的影响

为了减少内燃机领域的碳排放，降低全球变暖的速度，从柴油机的功率、燃烧和排放性能等方面考察预混氢/氨燃料在高压共轨船用柴油机上应用的可行性。结果表明：随着预混氢/氨混合燃料中氨燃料比例的增加，柴油机的缸内压力峰值和缸内温度峰值升高，但柴油机的功率下降明显。氨燃料的燃烧特性较差，当氨的比例大于60%后，柴油机功率下降更为明显。使用预混氢/氨混合燃料燃烧模式后，柴油机CO₂排放大幅降低。当掺氨比例较小时，soot和NO_x排放波动较小，CO和N₂O排放逐渐升高；当掺氨比例大于50%时，CO、soot、N₂O和NO_x排放大幅降低。综合考虑柴油机的整体性能，H30/A70被选为最佳的氢/氨混合比例。研究结果可为内燃机减碳提供方向。     

马士基放弃LNG,初步选定4种未来船舶燃料

为了在2050年前实现碳中和的目标,世界最大集装箱航运公司马士基初步选定了4种船舶燃料。世界最大集装箱航运公司马士基目前已经选定四种未来燃料进行进一步的研究和探索。近日,马士基官方发布了最新的可持续发展报告。报告称,目前该公司正在就四种未来燃料:氨燃料、甲醇燃料、生物柴油燃料以及木质素燃料进行研究测试。马士基在报告中写道:“为了应对实现脱碳的紧迫性,我们认为,正确的做法是,在没有任何过渡性技术的情况下,直接跳到纯净零排放船舶燃料技术。”     

氨和甲醇等燃料供给系统设计对比及仿真

为满足国际海事组织（International Maritime Organization, IMO）对船舶主机COx、SOx和NOx排放的要求,基于MAN主机燃料进机需求,对多种清洁低碳燃料系统的设计进行对比分析。分别针对氨、甲醇和液化石油气（Liquefied Petroleum Gas, LPG）等燃料开展关键问题解决方案对比,并运用计算流体动力学（Computation Fluid Dynamics, CFD）方法对燃料系统回液方式进行仿真。仿真结果显示：在LPG回液管路上设计可调减压元件,能在1.8~2.3 MPa压力区间内实现燃料再利用,有效形成闭式循环回路;当损耗系数K为500~6 500时,供给LPG主机的燃料压力满足5.1~5.5 MPa的要求。对比分析表明,在LPG燃料供给系统上调整供给泵参数和回液损耗系数K,即可使该系统应用于氨燃料供给系统设计中。     

瓦锡兰为何看好船载CCS技术?——访瓦锡兰废气处理部门总监Sigurd Jenssen先生

<正>当前,在可持续发展意识以及环保法规等因素的多重驱动下,全球航运业正在积极寻求加速推进绿色低碳转型,持续加大力度挖掘各种可行的减排合规策略,在研发部署氢、氨、甲醇等新型替代船舶燃料的同时,也在尝试利用节能和航速优化等措施提升船舶能效。但是,实现航运脱碳目标不可能一蹴而就,业界也无法寄希望于最后时刻有完美方案横空出世,航运业的去碳化进程是一个不断探索、试验的过程。在能够从根源上杜绝船舶排放的零碳燃料获得大规模成熟应用之前,仍有大量船舶需要燃烧化石燃料,这种情况下,如果可以利用碳捕集与储存(CCS)技术,就能为船舶合规提供更多灵活性。     

全球低碳船舶项目大盘点

正备受关注的绿色船舶项目所用技术包括氨、电池、氢、甲醇/甲烷、风动力及生物燃料。数量之多,所用燃料不同,说明在动力能源清洁化背景下,海事界有多形式推动清洁能源使用的多种选择。 氨动力项目氨气能满足更加严格的温室气体排放要求和船舶能效指数(EEDI)要求,被认为是最有希望实现零碳航运目标的替代燃料。MR型氨动力油船韩国造船与海洋工程公司(KSOE)子公司现代尾浦造船(Hyundai Mipo Dockyard)获得了相关船级社对其5万载重吨级中程成品油船(MR型船)的氨动力设计原则性批准(Ai P),预计在2025年实现氨动力船舶的商业化运营。     

三大船型如何“氨”身立命？

<正>氨燃料动力船舶的研发和应用越来越受到关注，尤其当一些具有标志性项目出现后，将有效推动行业发展。氨燃料被认为是推动绿色航运发展的一次全新探索，对实现国际海事组织提出的减少船舶温室气体排放战略目标具有重要意义。近一段时期以来，航运巨头纷纷布局氨燃料船舶，船企及相关各方也积极开展船型及技术研发。氨燃料船舶技术已经成为三大主流船型中一道靓丽的风景。     

国际航行船舶替代燃料应用预测

该文从对国内船东调研情况入手,针对燃料供应、主机技术和加注基础设施等船东担忧的问题,分析了国际航行船舶应用替代燃料的情况。结果表明：LNG作为目前最成熟的替代燃料在中短期内有较大发展空间,甲醇和氨在中远期的份额逐步增加;预测2030年和2040年远洋替代燃料动力船占比仅为5%和11%;为应对未来的大趋势,国内需加快发展适用于远洋船舶的甲醇、氨内燃机,尽快推出氨、甲醇等低碳合成燃料的示范项目,并且同步研发相应创新船型,实现主机、燃料供应自主可控。     

内河油轮LNG燃料动力的应用分析

LNG作为一种清洁能源,可有效减少氮氧化物和二氧化碳以及硫化物和微小颗粒等的排放。不过,由于各种因素,LNG燃料在内河船还未得到普及,LNG燃料动力油轮在内河运输更是需要考虑各种因素的影响。文章介绍了内河船舶LNG应用现状,针对面临的"LNG作为船舶动力燃料在主机选型、LNG燃料补给、LNG运输作业安全"这三个问题进行研究和分析。通过调查、分析,对相关技术、资源和政策进行梳理,从而得出内河油轮应用LNG燃料的可行性。     

甲醇燃料船试验方案分析

甲醇在国内作汽车燃料近30年,在废气排放和使用安全方面具有明显优势。随着船舶排放法规的日益严格,LNG作为船舶燃料在国内外均得到应用,甲醇燃料在国外也开始用于船舶推进。基于甲醇供应商计划在江苏现有渔船进行试验,分析甲醇燃料的乳化法、醇化法用于实船柴油机的可行性,对实船改造中的法规应对、柴油机改造、润滑油选择、甲醇系统供应、机舱通风系统、人员培训等方面问题进行探讨,供实船试验改装方案制订时参考。     

氨分解制氢技术

氨分解制氢技术无CO污染,且流程简单、存储安全可靠,价格低,因此具有广阔的应用前景和更大的经济效益。本文主要介绍了氨分解技术的优势和研究现状,从活性组分、载体、助剂三个方面讨论了氨分解制氢催化剂的研究和发展,同时还对氨分解制氢工艺进行了简单的介绍。氨作为一种清洁的高能量密度氢能载体,氨分解制氢技术的研究一直以来受到人们极大的关注,这为研制高活性氨分解催化剂和发展新型反应器提供了理论依据。     

船舶清洁能源动力装置与系统发展分析

各种清洁能源在船上的应用促进着船舶动力装置与系统的变革和创新.近年来,业界开展了大量船舶应用清洁能源相关研究及实践.天然气内燃机技术已趋于成熟且已积累了较丰富的实船应用经验,甲醇燃料内燃机在甲醇运输船、渡轮等船型上已有少量工程实践,柴油 氢双燃料内燃机在小型客船上已有应用案例,氨燃料内燃机也正计划开展原理样机研发.     

船用LNG双燃料发动机的技术发展及应用现状

自2016年起,国际海事组织制定的TierⅢ标准在其设立的排放控制区ECA(Emission Control Area)实施,这势必加速船舶推进装置向节能环保,低排放方向的转型升级。LNG(Liquid Nature Gas)双燃料发动机技术为解决传统燃料发动机的排放问题提供了一条新途径,国内外制造商都在积极研发更好性能的LNG双燃料发动机,并取得了相当显著的进展。根据国内外双燃料发动机的发展现状各自优缺点的比较以及存在的差距,给出建议和看法。     

无人水下航行器外热源热机用无气体产生燃料

无人水下航行器(UUV)在军事领域正得到愈发广泛的应用,动力装置是其技术难点之一。无人水下航行器采用外热源热机,在续航力和航速上,都优于其他类型动力装置,且使用无气体产生燃料,可从根本上解决水下气体排放问题,提高航行隐蔽性,具有良好的军事应用前景。本文根据无人水下航行器的使用条件和技术要求,对适用于无人水下航行器外热源热机的无气体产生燃料进行了广泛考察,给出了可用于无人水下航行器外热源热机的无气体产生燃料和氧化剂的组合。     

LNG燃料船的设计

为了应对海上排放控制规则以及可能设立的美国排放控制区,瓦锡兰、罗尔斯。罗伊斯、MAN、三菱重工等许多生产柴油主机的厂商已经开发出或者正在开发采用气体燃料的主机,而且将LNG作为船用燃料的技术和操作可行性已在挪威得到验证。目前,采用LNG作为燃料的船舶不断问世,渐成时尚。     

燃料电池技术及其船舶应用现状

燃料电池由于具有高效率、低排放和低噪声、可使用多种燃料等特性,已在很多领域得以应用,比如可用作船舶应急发电机、发电机及推进器电力供应装置。简要介绍燃料电池技术,从效率、能量利用及排放等方面分析燃料电池的特点,并以Wart sila公司开发的应用于船舶的固体氧化物燃料电池WFC20为例,介绍目前最先进的船舶燃料电池的性能指标和工作参数,对燃料电池在船舶应用的现状及主要不足进行探讨。     

液化天然气集装箱牵引车的可行性

高速发展的汽车工业在给人类带来经济繁荣的同时,也给城市带来大气污染和能源紧张等诸多问题。近年来,各国政府积极寻求解决问题的办法,纷纷开始调整汽车燃料结构。燃气汽车由于具有排放性能好、运行成本低、技术成熟、安全可靠等优点,被公认为当前最理想的可替代燃料汽车,其中,液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)在集装箱牵引车等重型汽车领域的应用备受关注。