甲醇制氫技術為什么行——訪e1 Marine總經理Stuart Crawford先生

本刊記者 薛龍玉

日前，國際知名甲醇制氫技術公司Element 1、成品油輪和化學品運輸船獨立船東兼運營商Ardmore Shipping以及海事租賃和融資方案提供商Maritime Partners簽署合作意向書，聯合成立e1 Marine公司，旨在為航運業(yè)提供高效可行的創(chuàng)新減排技術。在有關能源轉型與碳減排的討論中，氫能源一直被寄予厚望，然而氫氣生產成本較高，尤其是通過可再生途徑制氫，并且還存在運輸、儲存困難等挑戰(zhàn)，氫燃料的推廣應用也因此在一定程度上受到了制約。而e1 Marine通過將先進的甲醇制氫技術與燃料電池相結合，對當前氫燃料電池在航運業(yè)的大規(guī)模商用所面臨的難題做出了解答，同時也為航運業(yè)在近期脫碳提供了一個商業(yè)可行的解決方案。在與本刊的對話中，e1 Marine總經理Stuart Crawford為我們詳細介紹了這家初創(chuàng)公司的發(fā)展愿景、該公司甲醇制氫技術的優(yōu)勢、亮點和用途，以及該技術在幫助船舶減排方面的突出效果。

記者：今年3月，氫氣發(fā)電技術開發(fā)商美國壹元素公司（Element 1 Corp.）宣布與愛爾蘭油輪船東Ardmore Shipping 以及海事融資解決方案提供商Maritime Partners成立合資公司e1 Marine，為海事行業(yè)提供甲醇制氫技術。請您簡單介紹一下這家初創(chuàng)公司及其目前正在開展的工作。

Stuart Crawford：e1 Marine是一家全球可再生能源公司。我們的愿景是推動航運業(yè)發(fā)生積極轉變。我們將通過開發(fā)和交付能夠促使氫氣用作燃料的創(chuàng)新技術來實現這一目標。

我們成立e1 Marine公司的初衷是應對航運市場的動態(tài)變化。很明顯，當前船東們需要一種經濟實惠而且操作有效的方式來實現船舶脫碳，并且確保這些船舶符合現有以及未來可能推出的各種環(huán)保法規(guī)。

根據我們在甲醇、氫和燃料電池技術方面的經驗，我們相信氫動力PEM（聚合物電解質膜）燃料電池將是實現低碳到無碳排放最合理的選擇。此外，不管是在內河水運市場還是國際航運市場我們都有著深入的了解和豐富的經驗，這意味著我們完全有能力在這些領域率先開始有效地開發(fā)和部署這項技術，同時向其他領域進軍。

記者： e1 Marine如何規(guī)劃未來發(fā)展方向，期望取得什么樣的成果？

Stuart Crawford：就當前的工作重點而言，我們正致力于將我們的技術推廣應用于海事領域——無論是在小型船舶上用作主推進器還是在遠洋船舶上用作輔助動力。接下來，我們預計將在2021年8月之前推出經過船級社認可的甲醇制氫動力裝置。

通過運用我們的技術，預計可以即刻將二氧化碳排放量最高減少35%，同時將氮氧化物（NOX）或硫氧化物（SOX）排放量降低為零。我們的一部分發(fā)展計劃還涉及到綠色甲醇的應用，結合我們的甲醇制氫技術，這項舉措也能助力船東和船舶運營商實現國際海事組織（IMO）定下的2050溫室氣體減排目標。在這種情況下，碳捕獲技術的加入還有望將航運業(yè)碳強度降低至凈零。

我們剛剛踏上實現這些目標的旅程，盡管現在還處于起步階段，但我們已經擁有了來自Element 1、Ardmore Shipping和 Maritime Partners的專業(yè)經驗和財力支持，這有助于加速我們的技術開發(fā)。與此同時，我們正在與多家領先的航運公司展開積極討論，商議在其船舶上安裝我們的系統(tǒng)。

記者：e1 Marine的甲醇制氫技術與PEM燃料電池相結合應用時有哪些獨特優(yōu)勢？

Stuart Crawford：與目前海事領域的許多低碳或零碳燃料不同的是，運用我們的甲醇制氫技術，氫氣發(fā)生器和燃料電池相結合就可以成為近期內兼具實用性和商業(yè)可行性的解決方案。

通過甲醇制氫技術與PEM燃料電池技術的融合，我們可以生產出“按需隨選”的清潔能源，并且可在整個海事領域安全使用。與PEM燃料電池技術相結合時，我們的甲醇制氫技術成本可與標準發(fā)電機組相媲美。不僅如此，如果應用了節(jié)能效率，甲醇制氫技術成本還能再改善10%以上。

另一方面，經由我們的甲醇制氫技術生產出的氫氣有三分之一直接來源于水，這意味著我們所推出的技術可以將船舶二氧化碳排放量減少多達35%。

最終結果就是，我們的甲醇制氫發(fā)生器與燃料電池相結合，效率相比傳統(tǒng)內燃機有了實質性的提升，同時比傳統(tǒng)船用燃料更可靠、更安全、更環(huán)保。

記者：您認為e1 Marine的甲醇制氫技術將如何實現碳中和以及船舶可持續(xù)運營？

Stuart Crawford：我們的甲醇制氫技術與PEM燃料電池技術相結合，與船用輕柴油(MGO)相比具有明顯優(yōu)越的環(huán)境效益。

在各種各樣的非低溫液態(tài)船用燃料中，甲醇有著最高的氫碳比率。所以，在我們的技術里，當我們將甲醇與水混合時，氫的比例會因此進一步提升33.33%。這可以使船舶的二氧化碳排放量與超低硫燃料油（VLSFO）和船用輕柴油等傳統(tǒng)船用燃料相比降低35%。

我們的甲醇制氫技術不會產生任何氮氧化物、硫氧化物以及顆粒物（PM ）排放,并且還可以與碳捕獲技術相結合應用，因此可進一步促進和實現船舶可持續(xù)運營。如前所述，該技術與可再生甲醇一起使用時，還可以滿足IMO 2050碳減排要求。

對于e1 Marine而言，幫助客戶實現船舶可持續(xù)運營以及改善客戶船隊的環(huán)境績效是我們產品開發(fā)的核心。在我看來，地球只是我們從子孫后代手里借來的，因此我們必須保護好地球生態(tài)環(huán)境。

記者：e1 Marine的甲醇制氫技術此前是否曾在船舶上應用過，表現如何？

Stuart Crawford：我們已經成功地將甲醇制氫系統(tǒng)應用于陸上卡車。實踐證明，甲醇制氫技術在降低碳強度方面的性能表現十分突出，而且鑒于氫氣儲存往往需要極低的溫度環(huán)境，該技術還避免了氫氣難以攜帶的問題。目前，我們正在對該技術進行嚴格細致的測試，我們的目標是爭取在2022年底啟動海試。

記者：e1 Marine的甲醇制氫技術將作為輔助船舶動力還是主推進系統(tǒng)使用？

Stuart Crawford：盡管通過我們的甲醇制氫技術生產而來的氫氣可以用于在船上發(fā)電或作為船舶的一種推進力來源，但我們最初的研發(fā)重點是將該技術與燃料電池相結合，以此取代為船舶提供電力的船上發(fā)電機，以及將其用作內河船舶的主推進系統(tǒng)。

另外，我們還可以進一步對由該技術生產的氫氣加以利用，將其用來補充和完善現有的船舶燃料組合。舉例來說，一艘使用液化天然氣（LNG）作為主要推進燃料的深海船舶可以應用我們的技術在船上生產電力。這樣一來，船上就不需要再使用柴油發(fā)電機，而且采用我們的甲醇制氫技術還可以降低船舶主發(fā)動機的排放量，進一步減少船舶的碳足跡。

記者：e1 Marine的甲醇制氫技術適用于哪些類型和尺寸的船舶？在您看來，若要將該技術在海運業(yè)實現大規(guī)模應用還需掃平哪些障礙？

Stuart Crawford：我們在現階段的商業(yè)重點是將甲醇制氫技術推向在內陸和沿海水道市場運營的船舶，以及推動該技術在遠洋船舶上用作輔助動力。不過，該技術的適用范圍并不僅僅局限于此，它還可以應用在冷藏集裝箱、港口基礎設施、海工市場以及游輪、渡輪、游艇和漁船等其他諸多領域。e1 Marine已經與以上提到的各個領域的眾多合作伙伴都一一進行了交流，我們期待在適當的時間點與他們建立合作。

記者：甲醇制氫技術對船舶系統(tǒng)和甲醇加注基礎設施有哪些特殊要求？

Stuart Crawford：如今，甲醇在世界各地的主要港口都可以實現廣泛供應，運輸起來也非常簡單，而且人類已經有了超過一個世紀的安全處理甲醇的經驗。此外，甲醇具有顯著的成本優(yōu)勢，很適合在當下應用，即便是在航運業(yè)考慮實施任何新的法規(guī)或征收碳稅之前，與當今的柴油發(fā)電機相比，甲醇的成本效益也相當可觀。

目前有許多船舶已經能夠安全地運輸甲醇，甲醇可以按照和傳統(tǒng)船用燃料一樣的方式來運輸、轉移，并且行業(yè)里有一大批熟練掌握現有甲醇處理知識的專業(yè)海員。因此，我并不覺得在這方面我們會遇到任何重大挑戰(zhàn)。

記者：除了甲醇制氫技術外，e1 Marine還將從其他哪些方面為航運脫碳提供助力？

Stuart Crawford：我們致力于推動甲醇/氫氣用作實現航運業(yè)零碳（不僅僅是凈零）排放目標最可行的解決方案，與此同時，e1 Marine也相信我們的甲醇制氫技術還可以作為其他碳減排燃料（例如LNG）的一種補充，幫助它們進一步減少碳足跡。我們相信團結一致、通力協作對于實現大家共有的零排放目標至關重要，并且我們也愿意與任何志同道合的伙伴積極開展合作。

e1 Marine的目標不僅僅是要成為引領甲醇制氫技術開發(fā)并使其成為現實的先驅，而且還要帶頭激勵船東和船舶運營商在滿足航運業(yè)碳減排目標之外追求更大的突破，鼓舞船東和運營商全面投入脫碳，超越法規(guī)要求。

延伸閱讀

Stuart Crawford畢業(yè)于南希爾茲海洋學校（South Shields Marine School）的海洋與機械工程專業(yè)，并取得了哥本哈根商學院的“藍色MBA”（海洋學科的工商管理碩士）學位，擁有超過35年的海事行業(yè)從業(yè)經驗。他也是一位經驗豐富的商船高級船員，在海上工作過20年，一路晉升至輪機長職位。Stuart Crawford于2021年6月被任命為e1 Marine 總經理。在加入e1 Marine之前，他還擔任過LNG加注服務提供商Clean Ocean LNG首席執(zhí)行官、塞斯潘船舶管理公司（Seaspan Ship Management）船隊主管、干散貨船東Pioneer Marine技術主管兼副總裁以及航運公司Teekay Shipping技術經理和創(chuàng)新項目經理等高管職位。