FleetMon在研究中。绿色氨气作为海运船队燃料的技术经济可行性

2022年12月19日 in研究,伙伴合作由FleetMon HQ

透明度和更环保的航运是我们FleetMon的两个最重要的目标。因此，我们利用AIS数据支持学生、大学和机构的海事研究项目。超过120所大学是我们的合作伙伴，其中之一是牛津大学。2022年，工程系的工程硕士学生Daniel Bundred与我们联系，要求为他的全球航运脱碳项目提供AIS数据。

探讨绿色氨作为散货船和冷藏船燃料的可行性

国际海事组织的目标是到2050年将二氧化碳排放强度降低70%，这只能通过使用比目前使用的重油（HFO）更少的井喷排放的燃料来实现。由水、空气和可再生电力生产的绿色氨有可能实现这一目标，并且由于其与电池和其他绿色燃料相比具有有利的能量密度和成本，已经入围成为重油的潜在替代品。尽管如此，与过去使用氢氟酸相比，氨发动机室和燃料储存需要更大的空间。此外，建造一个以氨为燃料的动力系统还需要额外的成本，在研究时，绿色氨比氢氟烯烃的每单位能量输送更昂贵。

研究与发展在FleetMon

AIS数据的使用作者：FleetMon

利用FleetMon提供的AIS数据，为各种船舶建立了一年的运行模型，包括超大型集装箱船、小型散货船和液化天然气船。该模型输入了船舶的发动机特性和以每小时分辨率提供的2019年的航线数据。这些数据被用来计算船舶的燃料消耗，通过模拟船舶克服电阻力（如表皮摩擦力）所需的功率。一年中消耗的能量被用来计算燃料消耗和最耗能的行程，以确定油箱的大小，从而估计货物容量。经济收入也被模拟，因此每艘船的总寿命利润被评估，并与HFO基线进行比较。预计绿氨价格在未来30年内将大幅下降（而化石燃料在2022年期间成本增加），因此开发了另一个模型，以探讨在船舶寿命期间不同的燃料价格和运费的影响。它包含了运营商对变化的经济条件的反应，即优化该年的船舶运行速度以实现利润最大化。

结果

结果证实了氨作为海运燃料的技术可行性，所有船舶的货物容量减少不到5%。尽管不同的船舶在尺寸、平均行程长度、运行速度和辅助动力需求方面存在差异。研究结果强调，成本是引入绿色氨作为海运燃料的主要障碍。

由于运行氨气发动机所需的额外设备和燃料储存所需的额外材料，资本成本被发现较高。通过在燃料成本高的时候以较低的速度运行，船舶能够减少与船舶寿命期间更昂贵的燃料有关的额外运营成本。然而，这些额外的成本仍然是使用绿色氨作为零碳燃料的一个重要障碍。

总的来说，以绿色氨气为动力的船舶实现的总寿命利润是以氢氟酸为动力的同等船舶的30-80%。因此，需要采取一些经济措施来激励投资者支持零碳船舶。

该研究还证实，利用绿氨水作为海运燃料可导致大幅减排。与传统船舶相比，使用绿氨的船舶终生范围2减排量在94.8-96.7%之间，这足以达到国际海事组织2030年的减排强度目标。

然而，该研究强调了未来工作的重要性，以更好地了解以氨为燃料的内燃机车的N2O排放。该研究估计，以氨为燃料的船舶的大部分温室气体排放可能来自一氧化二氮的排放，而这一数字的不确定性导致绿色氨作为海运燃料的全球升温潜能值（GWP）的降低存在很大的不确定性。

下表显示了所考虑的八种船舶，以及以氨为燃料的船舶实现的相对净现值和相对于原始（以氢氟酸为燃料）船舶的减排量。给出了以氨为燃料的船舶的净现值范围，与模型中使用的绿色氨气价格预测范围相对应。

舰艇	类型	HFO净现值[m GBP]	NH3净现值[m GBP]	相对净现值[%]	HO终生GWP[千吨]	NH3终生GWP[千吨]	减排量[%]
埃玛-马尔斯克（EMMA MAERSK	ULCV	1,800	1,240-1,430	68.5-79.4	34,900	1,650	95.3
集装箱船VI	喂食器	206	137-153	66.4-74.3	4,070	199	95.1
太平洋渔场	冷藏箱	63.1	31.1-35.0	49.3-57.3	2,110	94.4	95.5
罗布泊森林	冷藏箱	132	81.2-94.7	61.5-71.7	2,650	125	95.3
AGIA TRIAS	散货船	71.7	20.2-21.7	28.2-30.2	4,870	161	96.7
SNP月球	散货船	6.56	2.57-2.83	39.0-42.9	118	6.00	94.9
LNG JUROJIN	LNG船	502	274-379	55.5-75.5	19,500	1,010	94.8
LNG SAKURA	LNG船	600	263-383	43.8-63.9	19,100	919	95.2