在全球航運(yùn)業(yè)去碳化的競賽中，氨作為一種零碳燃料正迅速獲得關(guān)注。憑借其可擴(kuò)展性、能量密度和可再生生產(chǎn)的能力，氨為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的未來提供了最可靠的途徑之一。

與其他替代燃料不同，氨燃燒的分子結(jié)構(gòu)本質(zhì)上是無碳的。如果使用可再生能源生產(chǎn)，所謂的 “綠色氨 ”從生產(chǎn)到燃燒的二氧化碳排放量為零。氨還可以在壓力或低溫下以液體形式儲(chǔ)存，避免了液化天然氣等昂貴的低溫要求。

但是，實(shí)現(xiàn)合成氨的未來需要的不僅僅是理論上的承諾。它需要大量的資本投資、詳盡的工程設(shè)計(jì)、成熟的設(shè)備以及整個(gè)價(jià)值鏈上的合作伙伴關(guān)系。在阿法拉伐，這正是我們所專注的：將氨的潛力轉(zhuǎn)化為船東從第一天起就可以信賴的實(shí)用、可交付的解決方案。

當(dāng)然，作為一種有毒的新興燃料，氨也帶來了重大挑戰(zhàn)。但我們以前也曾面臨過類似的挑戰(zhàn)；我們?yōu)橐夯烊粴?、甲醇和其他低閃點(diǎn)燃料開發(fā)系統(tǒng)和產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)塑造了我們的方法，并為我們帶來了先機(jī)。

在關(guān)于氨的兩部分博客中的第一部分，我們將詳細(xì)介紹我們是如何開發(fā)氨燃料船舶的兩個(gè)重要組成部分 - FCM 氨燃料供應(yīng)系統(tǒng)和奧爾堡多燃料鍋爐解決方案 - 并將安全、控制和實(shí)際集成考慮在內(nèi)。

FCM Ammonia - 安全高效燃料供應(yīng)的完整解決方案

新型阿法拉伐 Alfa Laval FCM Ammonia， 專為氨的安全使用而設(shè)計(jì)，包括一個(gè)燃料供應(yīng)系統(tǒng) (FSS)，作為向發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)燃料的主要解決方案。該基本系統(tǒng)與燃料閥組（FVT）和排氣處理系統(tǒng)（VTS）集成，前者用于將發(fā)動(dòng)機(jī)與上游系統(tǒng)隔離，后者用于確保將受控排氣釋放到大氣中。FCM Ammonia 的專用自動(dòng)化系統(tǒng)可調(diào)節(jié) FSS、FVT 和 VTS 的所有關(guān)鍵功能。

FCM Ammonia 基于阿法拉伐久經(jīng)考驗(yàn)的 FCM 平臺(tái)構(gòu)建，可確保發(fā)動(dòng)機(jī)在所需的精確壓力、溫度和流量下接收氨氣，并隨發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷變化而變化。該系統(tǒng)的先進(jìn)控制邏輯完全由阿法拉伐自主開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、精確的燃料升壓和自動(dòng)切換，確保性能始終如一。此外，F(xiàn)CM 氨氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)盡可能靈活，可輕松適應(yīng)不同的船舶設(shè)計(jì)（新建或改造），以滿足客戶不斷變化的燃料戰(zhàn)略要求。

安全是一項(xiàng)基本功能。每個(gè)部件都經(jīng)過精心挑選，以確保與氨的兼容性，系統(tǒng)還包括持續(xù)監(jiān)控、自動(dòng)保障措施和專用應(yīng)急協(xié)議。為防止大氣排放，F(xiàn)CM 可與基于多級(jí)吸收的 VTS 集成，安全中和排放流中的氨，為船東滿足氨排放要求提供靈活性。

展望未來，阿法拉伐正準(zhǔn)備將 FCM 平臺(tái)全面數(shù)字化，其數(shù)據(jù)采集功能將支持遠(yuǎn)程監(jiān)控、性能優(yōu)化和預(yù)測性維護(hù)。通過長期跟蹤燃料行為和系統(tǒng)健康狀況，運(yùn)營商將能夠減少計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間，并做出更明智的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策。

Aalborg奧爾堡船用鍋爐 - 用于加熱和安全的多用途系統(tǒng)

在許多遠(yuǎn)洋船舶上，鍋爐通常用于產(chǎn)生蒸汽--支持貨物加熱、暖通空調(diào)和輔助系統(tǒng)，以及貨物卸載、艙室清潔等。只要船舶設(shè)計(jì)為雙燃料，蒸汽鍋爐系統(tǒng)就會(huì)成為柴油模式運(yùn)行的必要組成部分。

此外，在以氨為燃料的船舶上，我們正在開發(fā)的奧爾堡 Aalborg 多燃料鍋爐 將用于更關(guān)鍵的操作，包括焚燒船舶運(yùn)行過程中釋放的氨氣/氮?dú)饣旌衔?，以及?duì)來自儲(chǔ)罐的沸騰氨進(jìn)行熱氧化。這些功能基于我們在以液化天然氣為燃料的船舶上使用奧爾堡雙燃料鍋爐的豐富經(jīng)驗(yàn)，這為新型氨鍋爐系統(tǒng)提供了一個(gè)成熟可靠的起點(diǎn)。

說到沸騰氨的熱氧化，我們看到了提高燃料效率和簡化船舶設(shè)計(jì)的可能性。二沖程氨發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的廢氣溫度較低，降低了熱回收潛力，因此必須通過鍋爐燃燒燃料來滿足船舶的熱需求。如果鍋爐使用燃料箱中的沸騰氨，船舶就可以在控制燃料溫度和燃料箱壓力的同時(shí)滿足熱量需求。此外，在使用氨燃料的情況下，還可以省略其他燃料溫度和油箱壓力控制系統(tǒng)，所需的額外設(shè)備也較少。

多方面的先行者

阿法拉伐作為氨過渡的主要行業(yè)利益相關(guān)者，在確定如何在海上安全、實(shí)用地使用這種前景廣闊的燃料方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。我們的參與范圍涵蓋全行業(yè)研究、合作船舶概念、實(shí)際試點(diǎn)項(xiàng)目和全面系統(tǒng)驗(yàn)證。

我們是馬士基-麥金尼-默勒零碳航運(yùn)中心（Maersk Mc-Kinney Møller Center for Zero Carbon Shipping）于 2023 年 3 月發(fā)表的具有里程碑意義的論文《氨燃料船舶的排放管理》（Managing Emissions from Ammonia-Fueled Vessels）的主要撰稿人之一，該論文深入探討了氨的排放、安全和監(jiān)管途徑。我們還為 Equinor 在挪威綠色航運(yùn)計(jì)劃下率先開展的 “氨動(dòng)力油輪 ”試點(diǎn)項(xiàng)目提供了鍋爐技術(shù)方面的專業(yè)知識(shí)，幫助確定如何在船上在操作和應(yīng)急層面處理氨。

在新造船方面，我們與韓國 K Shipbuilding 在雙燃料 MR1 油輪設(shè)計(jì)上密切合作，該設(shè)計(jì)已獲得船級(jí)社 ABS 的原則批準(zhǔn) (AiP)。該項(xiàng)目涵蓋了整個(gè)氨燃料設(shè)計(jì)范圍 - FCM 氨、奧爾堡多燃料鍋爐、FVT 和組合式 VTS。在技術(shù)開發(fā)層面，我們正在從理論走向?qū)嵺`。我們 與發(fā)動(dòng)機(jī)制造商WinGD 合作，在 WinGD 位于瑞士溫特圖爾的研究中心建立了現(xiàn)場燃料系統(tǒng)和噴油器試驗(yàn)臺(tái)。該測試平臺(tái)已通過驗(yàn)證，完整的 FCM 正在調(diào)試中，這是通往商業(yè)化道路上的一個(gè)重要里程碑。這種合作以相互測試、數(shù)據(jù)驗(yàn)證和迭代系統(tǒng)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，使我們能夠在動(dòng)態(tài)負(fù)載條件下對(duì)控制邏輯、清洗程序和安全功能進(jìn)行微調(diào)。

阿法拉伐通過實(shí)際試點(diǎn)項(xiàng)目加強(qiáng)了這項(xiàng)工作。2024年底，中國天津西南海運(yùn)訂購了7艘液化石油氣/氨氣運(yùn)輸船，將在中船黃埔文沖船廠建造，阿法拉伐將提供全套FCM氨氣系統(tǒng)。此外，阿法拉伐還在韓國取得了另一項(xiàng)突破性進(jìn)展，我們獲得了有史以來第一份船用鍋爐系統(tǒng)訂單，該系統(tǒng)專為焚燒氨廢氣而設(shè)計(jì)，開創(chuàng)了船用氨排放緩解的先例。

所有這些努力都離不開丹麥奧爾堡升級(jí)后的測試與培訓(xùn)中心的全面驗(yàn)證。該中心不僅是單個(gè)組件的試驗(yàn)場，還能模擬完整的船用系統(tǒng)配置，在真實(shí)的船用操作條件下集成 FCM、鍋爐、排氣處理和發(fā)動(dòng)機(jī)接口。在這里，我們將理論、建模和物理測試結(jié)合在一起，以優(yōu)化系統(tǒng)功能。

無論是通過行業(yè)白皮書、聯(lián)合技術(shù)開發(fā)還是商業(yè)試驗(yàn)訂單，這些合作都直接促進(jìn)了產(chǎn)品開發(fā)，有助于加快產(chǎn)品上市時(shí)間，并使我們和我們的客戶對(duì)燃料過渡的方向有更清晰的認(rèn)識(shí)。

對(duì)復(fù)雜性充滿信心

氨的應(yīng)用并非即插即用。它需要協(xié)調(diào)的設(shè)備、智能控制系統(tǒng)和監(jiān)管協(xié)調(diào)，這也是阿法拉伐專注于系統(tǒng)級(jí)集成而非孤立組件的原因所在。無論是實(shí)現(xiàn)燃料供應(yīng)、能源管理還是減少有毒物質(zhì)排放，我們正在構(gòu)建的解決方案不僅能發(fā)揮作用，而且能協(xié)同工作。

雖然我們目前的重點(diǎn)是合成氨，但我們的想法更遠(yuǎn)。我們正在開發(fā)的系統(tǒng)反映了一種與燃料無關(guān)的思維方式：旨在支持當(dāng)今的燃料，但隨時(shí)準(zhǔn)備適應(yīng)新的零碳解決方案的出現(xiàn)。因?yàn)樵隈{馭復(fù)雜多變的燃料環(huán)境時(shí)，信心和靈活性是相輔相成的。

氨安全的下一步是什么？

在即將發(fā)布的氨博客第二部分中，我們將深入探討安全這一關(guān)鍵問題，包括阿法拉伐的一體化ARMS戰(zhàn)略如何重新定義船上氨處理。了解基于鍋爐的解決方案和基于水的解決方案如何協(xié)同工作，以實(shí)現(xiàn)更高的復(fù)原力、法規(guī)合規(guī)性和實(shí)際靈活性。