专家问答:低碳海洋技术

满足面板:

何塞·豪尔赫·加西亚·阿吉斯，副董事总经理Ulstein国际

布莱恩Østergaard Sørensen，副总裁，二冲程研发主管，人类能源解决方案

史蒂文•亨德森联合创始人兼首席执行官Fleetzero

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您的组织正在研究哪些绿色航运技术?

JJGA:乌斯坦正在以我们迄今为止处理我们的船舶设计活动的相同方式处理工业的脱碳，整体和系统的。Ulstein的愿景是为海洋可持续运营创造未来的解决方案。这要求我们了解作业的需求——船只要做什么，并找到一种明智的方式，以可持续的方式满足这些需求。

零碳运输是一项复杂的替代燃料选择。没有一个独特的解决方案来解决航运的脱碳问题。每种船型、作业区域和作业类型都将导致选择首选解决方案。在任何情况下，我们Ulstein认为，更可持续的航运运营需要以下四个策略的结合:i)通过更智能的船体设计——如Ulstein X-Bow、X-Stern和Twin X-Stern——降低能源消耗;ii)使用更绿色的能源——如甲醇、氢、氨或核能;iii)更智能地使用船上能源——通过使用混合动力装置和电池储能系统实现;iv)更高效的船舶操作——通过数字化和更智能地使用操作数据实现。Ulstein正在积极地运用这四种策略，并将其应用于新建和运营中的船舶。

BØ年代:在二冲程方面，MAN能源解决方案的绿色之旅始于2011年，在其哥本哈根研究中心对双燃料ME-GI(气体喷射)发动机进行了全面测试，并于2014年首次交付。随后，一种低压发动机ME-GA进入了市场。

ME-LGI(液体气体喷射)平台的第一次发动机试验开始于2015年，随后在2016年ME-LGIM(甲醇)发动机的第一次海上试验。2016年，乙烷(ME-LGIE)装置的开发，以及氨燃料的二冲程和四冲程发动机也将在未来几年内进入市场。总体而言，在四冲程DF发动机方面，自2000年代中期推出四冲程DF发动机以来，MAN在减少甲烷滑移方面取得了显著进展。

承宪:Fleetzero正在建造电池电力货船，以降低海洋货运的碳排放。我们的船只是由设计在改装集装箱中的大型电池组提供动力的——你可能会在卡车、火车或轮船上看到装载货物的集装箱类型相同。集装箱电池使我们可以很容易地调整任何给定航程中船舶所需的电池数量，同时也允许我们为充电和维护拆卸电池。我们的电池具有前所未有的能量密度和坚固性，特别适合恶劣的海洋环境。

与您的绿色运输方法相关的一些重大工程挑战是什么?

承宪:的范围内。电池的能量密度仍然远低于液态碳氢化合物。我们的核心创新在于如何制造出能量惊人的电池，并使它们在海上保持最远的距离。另一个挑战是海洋环境中的电池安全——特别是在设计电池时，要能抵抗过热和火灾。我们已经开发了许多创新，使我们的电池比其他行业使用的电池更安全。

JJGA:正在进行的航运业脱碳议程仍然围绕着一系列技术、商业和操作挑战，需要在新船舶的设计和工程过程中满足这些挑战。

从技术上讲，航运脱碳需要使用替代能源、新的操作模式、替代船上能源使用方式以及更多的影响。因此，作为船舶设计师和造船商，我们需要适应我们的工作流程——规则和法规正在制定中，要求逐案、基于风险的审批流程、使用新的和替代技术——不同的燃料密度、更严格的火灾和爆炸要求、更高的冗余，并在我们的设计中实现灵活性，以便船舶能够调整以适应未来不确定的市场条件。

换句话说，我们已经调整了我们的船舶设计和工程流程，以支持船东在订购可持续船舶的挑战过程中。

BØ年代:根据海洋部门的脱碳，MAN能源解决方案公司指出，其传统燃料、低速ME-C发动机组合的模块化设计，可以在替代绿色燃料方面进行广泛的改造，而且这种改造已经有了良好的记录。事实上，自2015年以来，该公司已经完成了16个这样的项目。

如果你的技术被广泛采用，可以节省多少排放?

承宪:据估计，航运业每年排放的碳正在增加10亿吨，是SOX和NOX排放的重要来源，对人类健康有害，特别是对沿海社区的居民和在船上工作的水手。将船舶转换为电池电力可以解决这些问题，在船舶运行时将清洁的电网能源储存在零排放的船舶上。

BØ年代:鉴于全球百分之三的二氧化碳₂排放是由运输造成的，目前和中期，该公司认为液化天然气是一种很好的燃料，以满足环境标准和减少CO₂至多20%。

此外，利用从大气或其他来源捕获的绿色氢和碳，生产碳中性合成碳氢化合物气体的建议也得到了很好的发展，如SNG(合成天然气)。值得注意的是，SNG在化学性质上与液化天然气相同，但由于它是由绿色氢气生产的，所以是碳中性的，非常适合在两冲程和四冲程双燃料发动机中燃烧，也适合随着海洋能源转型的推进，逐步与液化天然气混合。

同样，在MAN能源解决方案的甲醇发动机中，你可以开始将绿色甲醇与蓝色或黑色甲醇(即来自工业或天然气的甲醇)混合，并在市场允许的情况下增加绿色比例。

JJGA如果环境合适，任何事情都是可能和可行的。我们正在致力于减少40%到100%排放的项目。利用现有的技术，我们今天可以节省40%以上的费用。Ulstein为SunStone轮船公司开发的探索游轮就是一个例子。据其中一家租船公司——信天翁探险公司(Albatros Expeditions)表示，与上一代船只相比，这些船只的能耗降低了60%。

另一个例子是Ulstein向Bluewild开发的工厂艉拖网渔船，计算得出的能源节约可以超过40%。如果实现了正确的技术途径，零排放将是可能的，我们已经描述了两种场景:a)使用绿色氢气，b)使用钍和电池。

你是否希望航运业能达到国际海事组织提出的到2050年二氧化碳排放量减少50%的目标?

BØ年代:今天，海洋能源转型在技术上已经可行，并正在进行有限的规模。但是，制定框架条件，使合成燃料能够在全球获得并在航运中经济地使用它们，将是今后几年最决定性的政治任务之一。

船舶的脱碳只能通过内燃机燃料的脱碳来实现。得益于Power-to-X过程，可再生能源可以转化为绿色氢气和其他合成的、气候中和的燃料。该行业已经在开发使用这种零排放燃料的发动机，但要决定增加绿色氢燃料和合成燃料的生产，需要明确的政治路线和全球法规。

承宪:除非有重大创新。除了Fleetzero，其他旨在减少航运排放的技术都需要在经济、安全和环境方面做出巨大的权衡。与生物燃料一样，氢和氨或甲醇等以氢为基础的燃料的经济效益极为低下。此外，与航运业使用的碳氢化合物相比，氢基燃料非常易燃。氨和甲醇对人类和野生动物都有致命毒性。所有这些危害都意味着，氨、甲醇、氢和生物燃料将非常昂贵，难以作为海洋燃料进行规模化生产。Fleetzero是唯一利用现有全球基础设施并可快速扩展的解决方案。

JJGA:我们对这个行业的未来持乐观态度，希望这能够实现。然而，我们不能坐以待毙，我们需要从今天开始让这成为可能。我们相信，像Ulstein Thor这样的概念可以实现IMO的2050年目标，并将与其他技术一起努力实现这一目标。