全球低碳船舶項目大盤點

本刊記者 趙 博

備受關注的綠色船舶項目所用技術包括氨、電池、氫、甲醇/甲烷、風動力及生物燃料。數量之多，所用燃料不同，說明在動力能源清潔化背景下，海事界有多形式推動清潔能源使用的多種選擇。

氨動力項目

氨氣能滿足更加嚴格的溫室氣體排放要求和船舶能效指數（EEDI）要求，被認為是最有希望實現零碳航運目標的替代燃料。

● MR型氨動力油船

韓國造船與海洋工程公司（KSOE）子公司現代尾浦造船（Hyundai Mipo Dockyard）獲得了相關船級社對其5萬載重噸級中程成品油船（MR型船）的氨動力設計原則性批準（AiP），預計在2025年實現氨動力船舶的商業化運營。

曼恩能源解決方案公司（MAN Energy Solutions，以下簡稱曼恩公司）負責氨動力雙燃料發動機開發和規格設計，在原有ME發動機中添加一個組件，類似于此前開發的液化石油氣（LPG）雙燃料發動機（ME-LGIP）和甲醇動力雙燃料發動機（ME-LGIM）概念。

● 氨動力蘇伊士型油船

該型氨動力蘇伊士型油船是三星重工（SHI）與馬來西亞國家石油公司旗下企業MISC Berhad和曼恩公司聯合研發的適用于未來航運環保的船舶。三星重工期待在技術進步的基礎上，于短時間內取得商業成果。據悉，在項目獲得原則性批準后，三星重工將獨立開發氨燃料供給系統及船舶詳細設計，并計劃在2024年使之實現商用化。

全球首艘氨預留油船

“維京能源”輪（Viking Energy）

● 挪威氨燃料油船

挪威航運公司Grieg Star下屬部門Grieg Edge和瓦錫蘭（W?rtsil?）聯合開展的氨燃料油船項目計劃在2024年進入市場。據悉，雙方計劃從一家挪威工廠向挪威沿海地區不同地點和港口用戶分配綠色氨，而該項目所涉及船舶的最終設計、尺寸和容量將取決于市場和用戶興趣。

● 全球首艘氨預留油船

希臘船東艾文國際（Avin International）向新時代造船有限公司訂購了全球首艘Ammonia-Ready（氨預留）蘇伊士型油船。這艘156500載重噸級的蘇伊士型油船全長274米，符合相關船級社的“氨燃料預留1級”要求，未來可使用氨燃料作為動力。

這艘船舶將安裝一臺曼恩公司提供的ME型發動機，為兩個1900立方米LNG或氨燃料箱預留了空間，燃料箱放置在貨艙區。不過根據目前技術發展，這艘船舶無法同時使用LNG和氨，因為LNG依賴于低壓或高壓氣體噴射，而正在開發的氨推進系統將使用液體噴射技術。

● 氨動力吉大港型船

由曼恩公司和上海船舶研究設計院（SDARI）為吉大港設計研發的氨燃料支線集裝箱船，載箱量約為2700TEU。上海船舶研究設計院表示，這個項目可將國際海事組織提出的2030年和2050年減排目標戰略相結合。

● 中國造氨動力23000TEU集裝箱船

大連船舶重工有限公司（DSIC）和曼恩公司設計氨動力超大型集裝箱船（載箱量為23000TEU）的方案備受關注，這也是海事界探索和測試氨等低碳替代燃料作為超大型集裝箱動力的關鍵一步。

● 韓國造氨動力23000TEU型船

大宇造船（DMSE）聯合曼恩公司共同研發的23000TEU型氨燃料集裝箱船項目于2020年10月份獲得相關船級社的原則性批準，預計2025年前實現商業化運營。此次認證不僅完成了對氨動力超大型集裝箱船的安全風險識別（HAZID），還完成了對設計圖紙、管道鋪設等細節事項的危險與可操作性分析（HAZOP）。

● 18萬噸級氨動力散貨船

上海船舶研究設計院確定了多型氨燃料推進船舶的研發計劃，在充分調研論證散貨船的基礎上，結合曼恩公司的最新成果，完成了18萬噸級氨燃料散貨船的開發設計。該船型全程以氨燃料為動力，滿足主機零碳排放要求，開發團隊還通過多方案的空船重量比較，優化了艏艉系泊區域，滿足最大載重量和最大艙容要求，并進行了節能風帆的安裝評估。

● 氨動力拖船

日本郵船與新潟原動機株式會社（IHI）的合作計劃將推動氨動力拖船投入實際使用。

在這項新的項目中，兩家公司從技術和運營兩個方面著手研發，從船體、發動機和燃料供應系統的技術發展、安全導航等角度評估，評價研究成果的實用性后，再開始研究氨燃料拖船的建設和施工方案。日本郵船將基于Sakigake的操作方法驗證，負責船體及燃料供給系統的研究與設計，新潟原動機株式會社負責發動機排氣后處理裝置的研究與設計。

● “維京能源”輪

“維京能源”輪（Viking Energy）是挪威國家石油公司（Equinor）海上作業船的補給船，配備2MK氨燃料電池以便使用清潔燃料的時間達到3000小時/年。項目合作方斯特拉斯克萊德大學（University of Strathclyde）稱，其最終目標是證明氨燃料電池用于遠洋船舶和遠洋航行的可行性。

● 日企開發氨動力船

今治造船（Imabari）、 曼 恩公 司、 三 井 機 械（Mitsui E＆S Machinery）、伊藤忠能源株式會社（ITOCHU ENEX）和伊藤忠商事株式會社（ITOCHU）決定共同開發以氨為主要燃料的新一代船舶。

今治造船負責開發/設計船舶，在船上安裝一系列實用和安全的系統，例如氨儲罐、燃料供應系統。曼恩公司和三井機械合作開發氨燃料發動機，并為船舶提供必要的關鍵數據。此外，三井機械還會從供應商的角度驗證推進系統整個生命周期的安全性和可靠性，包括在廠制造和調試。伊藤忠能源株式會社則通過與托運人、航運企業、氨生產商和/或任何其它與氨燃料供應鏈有關的各方建立合作伙伴關系，以期共同開發氨燃料供應設施。

除上述氨動力船舶項目外，一些圍繞船用氨燃料開展的相關項目也值得關注。如日本伊藤忠能源株式會社、伊藤忠商事株式會社和孚寶（Vopak）新加坡公司將共同研究開發基礎設施的可行性，支持新加坡的氨燃料供應。

“NoGAPS”項目將聚焦氨作為燃料的障礙，重點放在安全和效率、可持續穩定的燃料供應鏈及商業可行性等方面，目標是在2025年前投入使用氨動力船舶。

日本郵船和日本聯合造船（JMU）簽署研發協議，聯合推動氨浮式儲存和再氣化駁船（A-FSRB）及氨燃料氨氣運輸船（AFAGC）的商業化使用。

特別值得一提的是瓦錫蘭領導的“ZEEDS”（海上零排放能源分配）倡議。設想未來的基礎設施由設置在海上風力渦輪機旁邊的燃料中心組成，這些燃料中心被建造成雙層平臺，風力渦輪機產生的能量將用于從水中生產氫氣（平臺第一層），而在第二層平臺，氨燃料將被制出（由提取的氫氣和氮氣制成）并有效使用。

電動力項目

電池技術作為一種可實現完全零排放解決方案，已在海事界逐步推廣并初具市場規模。尤其對于短途/內河運輸或客運船舶而言，電池動力是減排的有效手段。

● 日本建造“e5油船”

朝日油船（Asahi Tanker）宣布將訂造兩艘零排放電力推動油船，新船采用e5 Lab公司開發的“e5油船”設計，預計于2022年3月至2023年3月陸續完工交付。據介紹，該型油船船長62米，型寬10.3米，吃水4.15米，總噸位約499噸，設計航速11節，貨油艙容積約1300立方米，電池容量3500kWh，交付后將作為供油船在東京灣內運營。該船還搭載各種自動化、數字化和物聯網（IoT）技術設備，以減少船員工作量并提高運營效率。

● 集裝箱式電池儲能系統

全球首艘混合動力探險游輪—“阿蒙森”輪

首艘碳纖維全電動雙體客船—“峽灣未來”輪

由我國自主研發的300客純電動客船“君旅”號

馬士基與Trident Maritime Systems合作制造的一種600千瓦時集裝箱式船舶電池儲能系統被安裝在載箱量為4500TEU的“馬士基·開普敦”輪上。這套集裝箱式船舶電池儲能系統可以在電力負荷快速變化期間（如船舶推進器運行），支持高達1800千伏安的發電機輸出功率，從而減少發電機的維護要求，并能夠提供冗余電源，確保連續供電，提高船舶在海上航行的可靠性。

● 全球首艘混合動力探險游輪

海達路德游輪探險公司（Hurtigruten）旗下的“阿蒙森”輪（MS Roald Amundsen）是全球第一艘混合動力探險游輪。據稱，“阿蒙森”輪采用開創性的綠色技術（比如大型電池組）。與其它相同規模的探險游輪相比，“阿蒙森”輪使用電池組/混合動力推進將減少20%以上的二氧化碳排放量。不僅如此，“阿蒙森”輪的設計和建造都以可持續性為核心，除綠色動力外，她還是世界上第一艘設計成“無一次性塑料”的游輪。

● “君旅”號純電動客船

2020年1月，由我國自主研發的300客純電動客船“君旅”號在武漢漢口試運行，期間未有碳硫等廢棄污染物排放，船舶運行噪音約50分貝，比傳統燃油客船更安靜舒適。“君旅”號采用高安全性鋰電池系統、高效變頻驅動系統、高機動性吊艙推進器、智能化船舶操縱及運維系統，是國內首艘通過中國船級社（CCS）《純電池動力電動船檢驗指南》要求的客船。

● 全電動“Ellen”輪

“Ellen”輪是“E-Ferry”項目向業界展示的成果，船長約60米，型寬13米，最高航速在13～15.5節之間，可搭載約30輛汽車和200名乘客，充滿電后的續航里程為22海里。值得一提的是，“Ellen”輪還是一艘具有冰級1C加強符號的渡輪。

為了減輕自身重量、確保渡輪使用盡可能少的電力，“Ellen”輪的駕駛臺由鋁制成，船上家具由再生紙制成。“Ellen”輪配備的4.3MWh電池系統是具有獨特安全特性的高能G-NMC鋰離子電池，包括雙層疊層設計和陶瓷隔板，電池系統分為20個單元，每個單元連接控制能量輸出的獨立轉換器。

● 首艘碳纖維全電動雙體客船

由挪威游船船東Fjords公司訂造的“峽灣未來”輪（Future of The Fjords）由兩臺300kW的電動馬達實現推進，在節能同時，能使該船在佛洛姆（Flm）與居德旺恩（Gudvangen）之間實現完全零污染排放。當完全充滿電后，“峽灣未來”輪可以11節航速連續運行2小時。丹佛斯為該船提供的解決方案集成到了整個船舶系統中，以控制、調節、優化船舶性能，并將維護降至絕對最小值。與此同時，系統集成商Westcon公司設計的動力系統重量比優選方案還輕兩噸，進而降低了所需推進功率。

● 全電動混動力觀光船

克羅地亞卡爾卡國家公園（Krka National Park）訂購的兩艘全電動太陽能混合動力觀光船配備了太陽能光伏板和電池儲存。當陽光照射時，太陽能電池為推進器提供動力，當陽光消失時，推進器依靠電池供電。通過這種方式，無論天氣如何，觀光船都能可靠地進行無排放載客航行（單船核定載客50人）。全電動供電時常為8小時，太陽能電池板的供電時長為12小時，設定航速5節，最大速度為9節。

● 全球首艘電動快速客船

“TrAM”項目目標是通過先進的模塊化生產模式開發一種零排放的電動快速客運船，2021年2月，該項目首制船被命名為“Medstraum”輪。除了“Medstraum”輪，“TrAM”項目還將對泰晤士河、倫敦和比利時運河的同型客船進行研究，以探索類似零排放船舶的可用性，便于歐洲地區其它航線使用造價更低、環保效果更好的客船。

除上述電動力船舶項目外，一些圍繞船用電池燃料開展的相關項目也值得關注。如獲得歐盟“地平線2020計劃”（Horizon 2020）提供支持的先進、高效、綠色多式聯運系統（“AEGIS項目”，旨在通過將多式聯運與自動化港口服務連接，創造先進的貿易通道，計劃通過使用電池或其它無碳燃料作為動力的小型船舶和內河駁船完成運輸，從而降低公路依賴，減少噪音和粉塵污染，從而在歐洲建立一個全新的具備自動化船舶和自動化貨物處理的運輸系統。

馬士基供給服務公司（Maersk Supply Service A/S）和丹麥海上風電巨頭 rsted公司聯合測試的原型浮筒可作為船舶安全系泊點和充電站使用，以通過綠色電力取代大量燃料。

瑞典的“Sea Li-ion”項目（已于2020年2月啟動，預計在未來4年內呈現初型）通過在船舶上使用鋰離子電池來促進海事部門的電氣化，避免岸電可用性和充電速度緩慢等問題。

“Power System As A Service”項目以即插即用電力系統作為服務理念，為兩艘零排放船舶（一艘集裝箱船和一艘補給船）提供動力。這個概念會讓船舶更換能源系統變得更加簡單且容易。

全球首艘電動快速客船—“Medstraum”輪

曼恩公司和船舶能源存儲系統（ESS）制造商Corvus Energy共同研究了支線集裝箱船使用電池作為動力的可行性，并評估了減排量和運營成本。這項研究探討了兩種主要情況：目前建造的船舶，用500千瓦時的電池系統取代一臺發電機組用于調峰和旋轉備用；2030年建造的船舶，使用11兆瓦時的混合系統，完成靠離港零排放。

氫動力項目

一旦港口的加氫站布局建設實現規模化、產業化配套，氫動力船舶或將激增。這也是國際能源署（IEA）預測氫能將是第二大船舶燃料的原因之一。

● 滾裝原理儲氫渡輪

比利時海運集團與常石造船旗下企業Tsuneishi Facilities＆Craft合作建造的氫動力渡輪(“HydroBingo”輪)將是全球首艘氫動力渡輪。這艘渡輪配備兩臺雙氫燃料-柴油發動機，氫氣則被儲存在一個移動拖車內（拖車可運至岸上加注設施），利用滾裝運輸原理更換儲氫拖車。該渡輪可載客80名，航速在18～22kn之間（最大速度為27kn），交付后將被部署在日本內海運營。

● Norled建造氫動力渡輪

挪威Norled公司與在Westcon船廠訂造的2艘環保型渡輪將在今年交付運營，其中一艘將使用氫氣作為燃料。

這兩艘新船均將投入Hjelmeland-Skipavik-Nesvik航線，每艘船將可搭載299名乘客和80輛汽車，并在上層甲板將安裝能源系統，包括儲存的3噸液態氫和400kW燃料電池。Norled公司考慮過多種技術解決方案后，從安全和實用角度出發，決定將氫罐放置在上層甲板上是最佳方案。

● 由卡車加注的“Water-Go-Round”輪

“Water-Go-Round”輪是一艘由氫燃料電池驅動的鋁制雙體渡輪，載客84名，最高航速可達22節。“Water-Go-Round”代表的是一種循環技術，氫由水產生，在燃料電池中使用后，氫再變成水，水是新船動力系統的唯一副產品。“Water-Go-Round”輪的動力由2臺300千瓦功率的電機提供，采用BAE Systems公司獨立電力傳動系統，電力則由360千瓦功率的氫化物質子交換膜燃料電池和鋰離子電池組提供，氫罐由Hexagon復合材料公司提供，安裝在上層甲板，可供船舶航行兩天時間，并實現100%零排放。

● 氫燃料高速渡輪

氫燃料電池驅動的鋁制雙體渡輪—“Water-Go-Round”輪

“ZeFF”項目（Zero-emission Fast Ferry）的目標是設計建造一艘快速渡輪，該船將利用船翼使船浮出水面，且巡航速度在25至45節之間。由于船舶動力來自于氫燃料電池，示范船的能耗比只有當前船只的65%，并可以設計為不同的規格和載客量（從100到300名乘客不等）。

● 日本郵船氫動力渡輪

日本郵船將在2023年開始建造以氫為能源的燃料電池渡輪，并計劃于2024年6月交付。東芝（Toshiba）能源系統公司負責開發燃料電池，川崎重工參與船上的氫燃料管理，氫燃料由新日本石油株式會社（ENEOS）提供。第一艘試驗運航船全長約25米，可乘坐約100人，總重約150噸，輸出功率相當于500千瓦，組合包括氫燃料在內的多種燃料電池。

● “綠色珠江”項目示范船

這是一艘2000噸級定點航線內河自卸貨船，長70.5米，寬13.9米，續航力140千米。采用4x125kW質子交換膜氫燃料電池作為船舶主動力源，輔以4x250kWh鋰電池組進行調峰補償，同時船舶載有35MPa高壓氫氣瓶組儲存氫氣燃料。具有續航力強，冗余度、可靠性、安全性高等技術特點。該船的自主研發設計標志著我國向未來“零排放”水上交通體系建設邁出了堅實的一步。

● ABB賦能氫動力內河船

ABB將為Compagnie Fluviale de Transport公司的新建推船（用于頂推駁船和駁船隊的機動船）提供基于氫燃料電池的動力和推進解決方案，其氫燃料電池來自沿岸可再生能源，使得整個船舶能源鏈實現零排放。一旦燃料電池電站安裝完畢，這艘推船將特別關注滿足運營計劃所需的燃料補給流程，試航也將就氫燃料電池在船舶運營過程中所需燃料補給基礎設施的研發和優化提出建議。

● 氫動力雙燃料拖船

BeHydro公司推出了首款容量為1MW的氫動力雙燃料發動機。這種雙燃料發動機使用混有85%氫的燃料和船用輕柴油為動力，在沒有可再生能源或氫氣的情況下也能持續運轉。目前，BeHydro公司已經收獲來自Anglo Belgian公司的訂單，后者將為安特衛普港部署一艘配備兩臺雙燃料氫動力發動機的拖船。

● 65噸系柱拉力氫拖輪

荷蘭歐賽德（OSD-IMT）與質子交換膜燃料電池制造商Nedstack公司合作開發了一艘65噸系柱拉力的氫燃料電池拖輪。該船基于荷蘭船舶設計公司（ASD）設計概念，配備三名船員，動力所需氫氣儲存在一個標準集裝箱中，在正常的港口作業過程中，可提供2～4天的續航動力。據悉，歐賽德與Nedstack公司還將設計計劃拓展到更大型拖輪，比如具備一艘75～80噸系柱拉力的拖輪概念。

● “Hydrotug”雙燃料拖船

比利時海運集團與安特衛普港合作建造的雙燃料動力拖船被命名為“Hydrotug”輪，該船在使用氫燃料時，不會排放二氧化碳，加之先進的顆粒過濾器與催化技術，氮氧化物和顆粒物的排放也將降至最低。

安特衛普港表示：“我們的目標是為氫氣等替代燃料鋪平道路，以實現向替代性可再生能源的過渡。‘Hydrotug’輪將邁出重要一步，這也是第一艘將中速雙燃料發動機用于氫/柴油推進的拖船。”

●“NYK Super Eco Ship 2050”概念船

日本郵船研發的“NYK Super Eco Ship 2050”概念船除使用氫燃料電池作為電力推進裝置外，還通過減輕船體重量、應用太陽能電池板等方式促進船舶脫碳。這艘概念船以汽車運輸船為模型，設計采用創新技術，通過改造船體減少水摩擦、降低船體重量、引入用于電池并依賴其他高效推進設備，使得運營船舶所需動力減少70%。

該概念船船體重量已經通過動態的數學設計優化，使用輕質材料作為上部結構，船上安裝計算機控制的設備，從而為輕質船體提供主動穩定性。另外，該船還采用了空氣潤滑系統，有效降低船舶底部和海水之間的摩擦阻力。在港口停留期間，自動船體清潔系統可以防止對船舶效率產生任何負面影響。同時，概念船通過操作多個類似翼片的鰭片而非傳統螺旋槳來提高推進效率。

● 氫動力工程船

烏斯坦集團（Ulstein）推出了一款以氫能為動力的海上工程船——“ULSTEIN SX190”輪，該輪采用燃料電池動力系統，能夠為航運業及海上風電海上施工環節提供綠色解決方案。

據介紹，“ULSTEIN SX190”輪可在“零排放模式”下運行4天，隨著未來儲氫和燃料電池技術飛速發展，該模式的續航能力可達到兩周甚至更長。為了延長安裝船的續航能力，“ULSTEIN SX190”輪同時安裝低硫油推進系統。

● 氫動力CTV

瑞典大瀑布電力公司（Vattenfall）與海工運維船供應商Windcat Workboats簽署合同，為位于荷蘭的Hollandse Kust Zuid項目第一和第二海上風電場訂造由后者開發的氫動力船員轉移船（CTV）。

名為“HydroCat”的氫動力CTV配有兩臺1000馬力雙燃料發動機，能夠以25節的巡航速度（最大航速31節）將24名服務工程師從海岸運送至海上風電場。該型CTV氫燃料存儲罐可存儲205千克氫氣（350帕壓力），消耗氫燃料約為170千克/天。

● “Ark Germania”輪改裝項目

在丹麥海事基金會（Danish Maritime Fund）的支持下，丹麥聯合汽船有限公司旗下的“Ark Germania”輪將進行改造，以便在其正常運營期間安裝和測試燃料電池裝置，以便達到可靠性和成本效益。據悉，“Ark Germania”輪的電力基礎設施將得到升級，且集裝箱化的燃料裝置放置在船舶甲板上，同時在燃料電池旁邊安裝罐式容器，以供應不同類型燃料電池所需的各種燃料（如氫和氨等）。

除上述氫動力船舶項目外，一些圍繞船用氫燃料開展的相關項目也值得關注。如比利時海運集團（CMB）旗下技術公司CMB.Tech在安特衛普建造的第一個加氫站是世界上第一個可為船舶、卡車、拖車等港區運輸工具提供氫能源的加注站點。目前，氫動力客船“Hydroville”輪已完成氫燃料加注。萊茵氫能整合卓越網絡項目（RH2INE）計劃在2024年前，讓首批10艘氫動力船在鹿特丹和科隆之間航行，并在這條航線上建立三個氫能補給站。

“H2SHIPS”項目計劃開發測試一種可安置于港口外水域不同位置的浮動模塊式即插即用氫氣加注系統，以便船舶在海上補給，而不必在港口系泊。這套系統提供兩種加注方式：帶有特殊裝卸設備的浮筒將氣瓶輸送到小型氫氣客船上；或用駁船向公海作業的大型船舶運送可更換即插即用氫氣集裝箱。

“HySHIP”項目包括14個歐洲合作伙伴，它們共同合作設計和建造一種新型的以液態綠氫為燃料的滾裝示范船，并建立可行的液氫供應鏈和燃料補給平臺。第一艘概念船（“Topeka”輪）預計2024年開始投入使用，為挪威沿岸的氫樞紐輸送液氫。

歐洲“H2SHIP”項目將證明氫燃料電池作為內河港口船舶燃料的可行性。這種氫解決方案及經驗在未來也可被用于其它船型，特別適用于內河運輸的快速船。

芬蘭Flexens Oy Ab公司的“Power2AX”項目旨在進行綠色氫氣的制取，并將其用在航行于奧蘭群島（?land archipelago）的渡輪上，以示范100%可再生能源制取與使用系統。

“HySeas III”項目的目的是向市場推出零排放渡輪——由可再生能源制取氫氣獲得動力。目前，“HySeas III”項目展示了新穎的循環經濟模式，即運用本地的可再生電力資源生產綠色氫氣，并將作為新概念渡輪的燃料。

挪威電氣系統公司（NES）、挪威哈佛船廠（Havyard）和Havila Kystruten公司共同研發測試了一種高能力氫能源系統“FreeCO2ast”。它結合電池和3.2MW的氫燃料電池，使船舶續航時間延長5倍。

曼恩公司全資子公司MAN Cryo與Fjord1公 司 和Multi-Maritime公司合作開發了船用液化氫燃料系統——Multi Maritime公司為Fjord1公司設計的氫動力船集成MAN Cryo的氫燃料氣體系統。

在“MARANDA” 項 目 中，ABB開發了用于海上應用的基于氫燃料電池的零排放混合動力系統。該系統已經通過臺架試驗和“Aranda”輪（歐洲30艘考察船之一）的船載實驗，重點放在空氣過濾和氫氣噴射器方案研發方面，以兼顧效率和耐久性。另外，ABB還與法國燃料電池生產商Hydrogène de France公司（HDF）計劃為船舶開發“兆瓦級”動力系統。

Samskip公司提出的自主零排放集裝箱船“Seashuttle”項目旨在實現成本上的競爭力。為此，挪威政府向該項目撥款600萬歐元，以推進兩艘采用氫燃料電池作為推進動力的全電動船的開發設計。

甲醇/甲烷動力項目

目前，甲醇/甲烷動力船舶數量雖然不算很多，但它們作為船用燃料的可行性已被逐步證實。

● 甲醇動力油船隊

全球最大的甲醇動力油船公司Waterfront Shipping在現代尾浦造船訂造了8艘49999載重噸級的甲醇動力船，這批運力計劃在2021-2023年交付。

這批新船將配備曼恩公司的第二代B＆W ME-LGIM二沖程雙燃料發動機，使用甲醇或傳統船用燃料。曼恩公司稱，ME-LGIM雙燃料發動機使用甲醇、重油、船用柴油或船用汽油，使用甲醇時，重油、船用柴油或船用汽油作為引燃燃料。同時，甲醇和其他燃料之間的任何操作轉換都是無縫的。

● 甲醇動力MR型油船

Stena Bulk公司與甲醇生產商Proman公司合資成立的Proman Stena Bulk日前下單訂造第三艘使用甲醇作為船舶燃料的中程油船（MR型油船）。這艘49900載重噸級油船（“Stena Prosperous”輪）將在2022年下半年加入到Proman Stena Bulk船隊中，每年將使用大約12500噸的甲醇作為船用燃料，與使用傳統重油相比，這顯著降低了排放。

● 我國自主研發“江龍”輪

“江龍”輪長約40米，寬8米，型深2.7米，自重172噸，發動機主體是通用船用柴油發動機，但增加了甲醇和空氣的混合裝置、甲醇控制單元、甲醇燃料供給系統等配件。“江龍”輪是我國國內首艘實現下水、具有“甲醇/柴油二元燃燒技術”自主知識產權的甲醇燃料動力船艇，實驗數據表明，雙燃料模式之下，“江龍”輪碳煙排放可以減少50%至70%。

● 日本開展甲烷化可行性研究

由商船三井、日本制鐵（Nippon Steel）和JFE鋼鐵公司（JFE Steel）等九家日本企業組成的船舶碳回收工作小組正在評估生產和使用甲烷作為零排放船舶動力的可行性——利用風能或太陽能等可再生能源電解水產生氫氣，氫氣再與二氧化碳結合，所產生的甲烷可用作船舶或發電廠燃料。

“Stena Prosperous”輪

商船三井將甲烷劃定為2050年實現零碳排放最實際的技術。船舶碳回收工作小組希望建立甲烷化碳循環供應鏈（二氧化碳原料供應、原料運輸、甲烷轉化，作為海洋燃料）。

● 木質素和乙醇混合燃料

馬士基宣布與多家航運企業，以及丹麥哥本哈根大學、寶馬集團等成立LEO聯盟（LEO Coalition），攜手研發名為LEO的新型燃料。

LEO實質上是一種木質素和乙醇的混合物。木質素是結構生物聚合物，常見于樹葉和樹皮。目前，其作為木質纖維素乙醇及造紙的副產品，可被大量分離出來作為工業燃料用于發電和供熱。LEO在常溫下為液態，從技術角度來講在航運業的推廣也將更為容易。盡管從單位熱值碳排放指標來看，以甲烷為主的天然氣燃料在降低碳排放方面更具優勢，但其在常溫下為氣體，在燃料運輸、儲存和加注方面的安全性與便利性都可能存在問題。

● “Fastwater”項目

由歐洲海事研究和技術領先者組成的財團正式啟動“Fastwater”項目，以證明甲醇燃料可以使用在改裝船舶和新建船舶上。該項目將聯合發動機制造商、造船廠、船東/運營商、港務局/海事局、船級社、燃料生產商和研究機構共同加快中高速甲醇燃料發動機的商業化進程，同時在一艘港口拖船、一艘引航船和一艘海岸警衛隊船上使用甲醇燃料，以證明該燃料可以在航運業中被廣泛使用。

● “GreenPilot”項目

在新加坡南洋理工大學的推動下，新加坡啟動了對能否使用甲醇作為船舶主燃料的評估。該項目包含兩個階段，目的是檢測安裝于港區工作船上的主機燃油效率，以及這種低排放燃料成為未來永不過時燃料的可行性。第一階段包括甲醇動力主機的桌面及機架測試，該測試在“GreenPilot”項目框架下進行。第二階段中，主機將運往新加坡，在主機拆裝后測試間隙及材料兼容性后，安裝在一艘港區工作船上進行六個月的試航。

● “HyMethShip”項目

“HyMethShip”項目即采用燃燒前碳捕獲技術推進動力的氫-甲醇動力船舶項目，其能量轉換效率≥45%，遠高于現階段最高效的技術（燃用可再生甲醇的常規燃燒后碳捕獲技術），并創新集成了膜反應器、二氧化碳捕集系統、二氧化碳存儲系統和甲醇-氫燃料發動機。甲醇用于制氫，制成的氫氣作為一臺具備多種燃料適應性的常規往復式發動機燃料。

本項目將對這套應用燃燒前碳捕獲技術的動力系統開展設計集成優化以實現裝船應用，該系統將完成設計開發、功能驗證，并將在一臺1～2MW的發動機上完成了上船前的集成演示驗證。

除上述甲醇動力船舶及相關項目外，一些圍繞船用甲醇燃料開展的相關項目也值得關注。如由交通運輸部水運科學研究院開展的“甲醇在中國船舶上應用的可行性及推廣研究”已經開始，研究將基于中國能源和船運行業特點，全面系統研究甲醇作為船舶燃料在技術和經濟性方面的可行性，提出有關的政策建議，積極有序引導甲醇作為船舶燃料在中國的發展。

哥本哈根綠色工廠項目由馬士基、泛亞班拿（DSV Panalpina）、哥本哈根機場（Copenhagen Airports）、丹麥聯合汽船有限公司、北歐航空（SAS）和?rsted共同建設，希望最快在2023年開發出新的、突破性氫和電解燃料生產設施。2030年全面擴大規模后，每年可為公共汽車、卡車、海上船舶和飛機提供超過25萬噸的可持續燃料，并具備基于總電解產能達1.3吉瓦的生產能力，使其躋身世界上最大的同類設施之列。

在“LeanShips”項目中，根特大學將沃爾沃（Volvo）生產的“遍達D7C-B-TA”高速柴油發動機（Penta D7C-B-TA）轉換為甲醇和柴油雙燃料運行方式。“電力制甲醇”（Power-to-Methanol）示范項目是安特衛普港向替代能源和可持續低碳循環港口過渡方面向前邁出的重要一步，目標是使用可持續生產的甲醇。這種甲醇將由捕獲的二氧化碳和可持續產生的氫氣產生，二氧化碳是通過碳捕獲和利用技術（CCU）收集，然后與可再生能源產生的綠色能源所產生的氫氣結合制成船舶所用的甲醇燃料。

風動力、生物燃料和碳捕捉項目

航運業脫碳需要新的替代能源，而這些替代能源不僅僅是開發的新燃料。最原始、傳統的動力，以及合成通常被認為的廢棄物，也將助力海事界的減排。

● 全球首艘風能制SNG動力船

支線集裝箱運輸公司（現已被迪拜環球收購）Unifeeder所租載箱量為1036TEU的集裝箱船是世界上第一艘利用風能產生合成天然氣（SNG）作為動力的船舶。該船名為“Wes Amelie”輪，在2017年已被改裝為一艘LNG動力船。

“Wes Amelie”輪將用SNG來替代一部分LNG。曼恩公司稱，該輪每次往返通常使用120噸LNG燃料，其中20噸將被更具環保優勢的SNG所取代，二氧化碳排放量預計減少56噸。“Wes Amelie”輪使用的SNG將由奧迪公司位于德國維爾特（Werlte）的電轉氣設施提供。

● 測試“3E”型船生物燃料

馬士基攜手荷蘭可持續發展聯盟（DSGC）和殼牌公司在其旗下一艘“3E”型集裝箱船（“Mette Maersk”輪）上混合使用由廢棄食用油等物提煉而成的“第二代”生物燃料（含量高達20%）已獲成功。這是全球首次進行的超大型集裝箱船純生物燃料航行（上海-鹿特丹單向航行期間）。

“Mette Maersk”輪使用生物燃料的試驗證明，海運已經可以使用可持續性的脫碳解決方案，盡管這并不是最終方案，但是脫碳探索的一部分，可作為減少二氧化碳排放的過渡方式。馬士基稱，如果從全生命周期的角度考慮，包括上游生產和運輸的所有排放，“第二代”生物燃料可比傳統燃料（重質燃料油）減少約85%的污染物排放。

● 達飛試驗生物燃料

達飛輪船運營的“達飛白鯊”輪（CMA CGM White Shark）在鹿特丹港停靠時加注生物燃料，這被認為是航運業脫碳的重要一步。達飛輪船稱，此次試驗的生物燃料在動力方面與重油等效，且不需對船舶進行改造，安全、易管理、有創新性，為航運業的新型燃料解決方案增添了更多選擇。達飛輪船稱，試驗取得了積極結果，證明了船用生物燃料的可擴展性、可持續性和技術合規性。

全球首艘風能制SNG動力船—“Wes Amelie”輪

達飛輪船運營的“達飛白鯊”輪

● 大型風動力滾裝船

瑞典滾裝船運營商Wallenius Marine發布了一款名為“Oceanbird”的創新型風動力滾裝船，該船船長200米，寬40米，可運載約7000輛汽車。

“Oceanbird”輪的桅桿和船體作為一個獨立單元共同工作，以盡可能高效利用風能，航速、轉向技術、船體形狀和外觀、索具設計和建造混合了空氣動力學和造船技術。五個翼帆由金屬和復合材料混合制成，高約80米(可降低至60米)，是目前大型風帆高度的兩倍。“Oceanbird”輪還將配備輔助發動機，使其方便進出港口并進行緊急操作。

據介紹，該船搭載的風帆將由一系列傳感器控制，這些傳感器將所得數據傳到計算機后，使用相關算法來反饋最佳的風利用量。憑借創新技術，“Oceanbird”輪可以減少約90%的航運污染物排放。

● 硬帆運煤船

商船三井與大島造船株式會社（Oshima Shipbuilding）設計的硬帆系統利用伸縮式硬帆可將風能轉化為船舶推進力，將被應用于運煤船。該硬帆系統能夠根據風的強度在四個階段進行自動伸縮，并能自動旋轉以調整到可以充分利用風力的方向。預計2022年后，全球首艘安裝有硬帆系統的運煤船將投入運營。根據評估，該船在日本-澳大利亞航線上的溫室氣體排放量可減少約5%，并在日本-北美西海岸航線上減少約8%。

● “風氫混合動力”船

“風捕捉者”項目的最終目的是實現船舶零排放驅動，它結合了風力推進航行技術和通過風能轉換產生穩定氫氣供應的技術，將風能和燃料電池與電解槽產生的氫氣結合起來（電解槽的電力由風力發電產生），使船舶能夠在強風氣候下捕獲風能，并在低風速段的航行過程中產生氫氣，保證船舶常規航行。

商船三井將使用一艘帆船演示該概念的可行性，驗證一系列循環操作的功能和性能，即渦輪發電、制氫/儲氫和燃料電池相關推進。

● Bio-LNG加注項目

荷蘭液化天然氣供應商Titan LNG公司宣布在歐洲擴展生物液化天然氣（Bio-LNG）供應鏈。這個被稱為“Bio2Bunker”的項目范圍包括在澤布呂赫港、鹿特丹港和呂貝克港引進三艘燃料加注駁船。其中，在澤布呂赫港和呂貝克港的駁船類似于Titan LNG公司兩艘FlexFuelers型燃料加注船，對于阿姆斯特丹-鹿特丹-安特衛普地區，將建造一艘母船為其該型船提供再補給。

Titan LNG公司認為，將LNG與Bio-LNG及未來由綠色氫氣和二氧化碳混合而成的合成液化氣（SLG）結合，可為業界提供一條可靠且具有成本競爭力的脫碳途徑。

● 生物燃料耙吸式挖泥船

荷蘭工程船公司凡諾德（Van Oord）和殼牌（Shell）公司簽署了一項開展大規模生物燃料試點試驗的協議，雙方首次測試選擇了德國的一個疏浚項目，參與測試的是Van Oord旗下耙吸式挖泥船“HAM 316”輪。

“HAM 316”輪測試的是一種從廢棄食用油等廢品中制成的“第二代”生物燃料，已通過全球鑒定、測試和認證權威機構SGS頒發的國際可持續發展與碳認證（ISCC）。

● 川崎汽船進行碳捕捉

川崎汽船與三菱造船將在一艘運煤船上部署一個小型二氧化碳捕捉設備，該船或將進行全球首次海上碳捕捉。這個小型二氧化碳捕捉示范設備將以陸上設備為基礎，旨在捕捉船舶的部分氣體排放。該項目的目的是驗證捕捉和儲存船舶排放二氧化碳的有效性，以及海上二氧化碳捕捉設備的可操作性和安全性，旨在促進開發船舶環境所需的更緊湊設備，同時也發展海上穩定連續運行所需的系統要求。

● Stena Bulk重視碳捕捉方案

油氣行業氣候倡議組織（OGCI）與Stena Bulk公司圍繞船舶碳捕捉技術進行可行性研究正在推進，該研究是在沙特阿美（Aramco）成功在重卡上進行碳捕捉示范基礎上開展的。

Stena Bulk認為，碳捕捉可以為未來低碳轉型發揮重要作用。這項可行性研究為我們和主要客戶了解和評估船舶碳捕捉技術的經濟可行性提供了寶貴機會。