LEE Hyunyong责任，KIM Chongmin责任 

系统安全研究组 

1. 背景

航运领域约占全球碳排放量的2.89%。对此国际海事组织（International Maritime Organization，以下简称IMO）2018年采取了温室气体减排初期战略，制定了本世纪内以航运领域排放的温室气体为零的脱碳目标，并制定了到2050年比2008年减少50%的目标。这一初期战略将于2023年最终确定，许多国家建议在2050年之前实现零碳排放，而不是本世纪，预计今后将进一步加强。

同时，欧盟（European Union, 以下简称EU）通过’Fit for 55’一套法案，从2024年开始将海运领域也纳入ETS（Emission Trading Scheme），并新设Fuel EU Maritime规定，强制使用环保燃料，实施比IMO更强化的政策向IMO施压。除了IMO和EU等泛国家限制之外，货主、龙船主、金融圈等也从ESG（Environmental，Social and Governance）的角度制定了温室气体排放标准并附加罚款等，船舶减少温室气体排放已经成为海事业界的生存问题。

为了在各种不确定性中帮助船运公司制定未来船队计划，韩国船级社与首尔大学、韩国能源技术研究院共同发行了具有代表性的无碳燃料之一的关于氨的技术文件《无碳船舶燃料氨的前景》。相关技术文件分析了氨推进船舶的技术特性、危险因素、批量生产的可能性、储存库基础设施等，并通过目前情况下可以预测的各种信息和假设，与其他替代燃料进行了相对比较，分析了氨作为船舶燃料的可能性。本文将概括介绍相关氨技术文件的内容，并介绍给读者。

图1. 氨技术文件

2.氨推进船舶技术

介绍了氨作为燃料的特性、主要发动机制造商的发动机开发动向、氨燃料供应系统、罐的特性及氨燃料推进船舶相关规定开发动向的内容。

2.1氨的特征

作为船舶燃料，氨的主要特性可以概括如下。

[体积]液氨的质量能量密度较低，与柴油燃料相比，需要约4.1倍大小的储存罐。

[引火特性]不仅可燃范围窄，起火条件苛刻，火灾危险性相对较低。根据这些特性氨发动机需要引燃燃料。

[腐蚀性]氨对铜、铜合金及锌等部分材料有腐蚀性，选材时需注意。

[有毒性]氨是一种有毒物质，在常温、常压下具有无色的强烈气味，比空气轻，向天花板一样高处聚集的性质。

2.2 发动机开发动向
为了氨推进船的商用化，最重要的里程碑是氨发动机的商用化。目前，MAN、Wartsila、WinGD、现代重工业集团、STX发动机等主要发动机公司正在开发氨发动机，并宣布计划2024年以后上市。详情可参考相关技术文件。

2.3 规范开发动向
IMO第105届海事安全委员会（Maritime Safety Committee，以下简称MSC）于2022年4月举行，建议审查使用氨作为替代燃料的船舶的指导方针。审议结果一致同意以2023年完成工作为目标，研究氨燃料推进船安全相关指南。对此2022年9月第8届CCC小组委员会（CCC8Sub-Committee）对氨燃料推进船的安全对策进行了讨论，并对Agenda item13 guidelines for the safety of ships using ammonia as fuel进行了讨论。

3. 生产清洁氨及加注

3.1清洁氨生产主要项目
清洁氨分为蓝色氨和绿色氨，是指在生产氨的过程中尽量减少CO2排放或无CO2排放的氨。绿色氨是利用可再生能源通过水电解生产的绿色氢气供应给Haber-Bosch工艺生产的。最大限度地使用新再生能源，最大限度地减少生产过程中排放的CO2。蓝氨是使用通过天然气水蒸气改质生产的蓝氢合成氨，天然气水蒸气改质中与氢一起生产的二氧化碳通过CCS（Carbon Capture and Storage）处理或用于Utilization聚合工艺。

图2.蓝/绿氨生产工艺
（来源：清洁氨深度投资分析报告，韩国能源技术研究院）

下面显示了主要的蓝/绿氨生产项目。

图3.主要氨生产和运输项目主要现状

3.2 清洁氨市场及价格
下图是对到2050年绿色氨和蓝色氨价格的预测结果。到2030年为止，绿色氨的价格不能比蓝色氨确保价格竞争力，但可以看出2030年以后绿色氨和蓝色氨的价格类似。绿氨的市场增长、大量市场流通等是市场价格下跌的重要变数。

图4.预计未来再生氨市场的价格
（来源：IRENA，2022，Innovation Outlook Renewable Ammonia）

3.3 氨物流和加注
由于每年生产和运输约1.8亿吨灰氨，港口基础设施建设良好。全球共有38个输出口终端、88个进口终端运营，其中6个是可进口和出口终端。我国拥有仁川15000吨、丽水50000吨、蔚山93000吨的储藏设施的终端。目前，以天然气丰富的地方为主，设有生产和出口氨的终端，运往有肥料和化学原料需求的地方销售。已经在全球建立了进出口港口和基础设施，预计随着绿色氨生产和出口项目的增加，氨库港口将逐渐增加。


4.氨作为氢运输工具

在海事行业，氨作为船舶燃料备受关注，但许多国家/企业认为氨是一种高效的氢运输工具。虽然目前氨的需求大部分是肥料，但如果今后作为氢运输工具的氨被激活，那么随着具备大量生产基础设施，很有可能在降低价格的同时，成为易于供需的普遍船舶燃料。

此外，随着今后清洁氨实证项目的活跃开展，以及希望出口生产的清洁氨的国家增加，氨运输船的需求也有望快速增长。

5. 新一代船舶燃料现状

本章分析了作为船舶燃料，尽管氨在技术和经济上的不确定性，以及IMO监管下碳税的波动性，但通过目前可以收集的各种信息预测燃料价格和碳税，从而发生LNG向氨的燃料转换的时间。此外，还进行了与代表性碳中和燃料生物/绿色甲醇和氨的优缺点分析。

下图是对氨和液化天然气未来价格的估计。随着未来新再生能源价格的下降，绿色氨的价格逐渐下降，而采用碳税的LNG价格则呈阶段性增长。因此蓝氨价格与LNG燃料类似的时间发生在2035-2040年，绿氨价格比LNG燃料便宜的Crossover发生在2042-2048年。碳税增加，而绿色氨生产单价不断降低，意味着2045年左右使用氨作为燃料在燃料价格方面有利。

图5.LNG和蓝色、绿色氨燃料价格预测（适用碳税）

尽管前面提到了氨的诸多优点，但氨发动机等技术开发的不确定性、氨毒性带来的安全问题、绿/蓝氨的生产及掩体的不确定性等仍然是今后需要克服的课题。

相关技术文件可登录韩国船级社网站（http://www.krs.co.kr）可以下载。