替代燃料技术研究组 KANG Soomin 责任

  1. 背景

国际海事组织(IMO)于 2023 年海洋环境保护委员会(MEPC)第 80 次会议上通过‘2023 年国际海事组织温室气体战略’，正式确立 2050 年前后国际航运实现碳中和的发展目标。 方案设定阶段性减排指标：相较 2008 年基准值，2030 年碳强度降幅最低达 20%(目标30%)；2040 年碳强度降幅最低 70%(目标80%）。

2027 年即将落地中期管控措施，化石燃料船舶预计将被征收碳税，零碳燃料技术储备已然成为决定船企中长期经营稳定的核心课题。该项技术不仅关乎碳排放减量，更是评判氨燃料等零碳动力船舶经济可行性的关键依据。

国际海事组织海洋环境保护委员会第 84 次会议，持续研讨全生命周期温室气体核算准则优化及碳基金运行机制，当下亟需密切跟踪海事法规动向，打造灵活的技术应对能力

与此同时，欧盟FuelEU Maritime法规全面落地 Well-to-Wake 全周期温室气体管控体系，覆盖燃料生产、运输至船上耗用全流程，大力推动航运业更换环保燃料。

图 1 温室气体减排中期措施

行业发展趋势下，氨燃料燃烧不产生二氧化碳，储运便捷，成为船舶航运行业主流新一代燃料。IEA 发布的《Net Zero by 2050》预测，2050 年氨燃料在航运燃料占比将达到 44%。

氨属于有毒物质，人体接触浓度超过 25ppm 即可造成致命伤害；发动机不完全燃烧产生的氨逃逸(Ammonia Slip)排入大气，会严重危害船员安全与港口生态，亟需研发高效尾气后处理技术实现管控。

图 2. Net Zero by 2050 情景预测

  2. 微波催化加热系统性能验证

2.1 微波催化加热系统技术原理

氨后处理系统要达到设计工况，必须精准把控催化剂活性温度。相较于传统柴油机，氨发动机排气温度普遍偏低，因此需要配套加热技术补足温度条件。

本次实测采用的微波催化加热系统，区别于常规 DOC、燃烧器加热模式，依托电信号直接对催化剂加热，可高效激活催化剂活性，即便在低温尾气环境下，也能最大化削减氨排放。

图 3 .微波催化加热系统对比示意图

2.2 系统性能评测基础条件

本次性能测试依托 KR 绿色船舶材料试验认证中心(TCC)搭建的氨燃料存储供给系统开展。

为保障检测数据精准可靠，现场配备傅里叶变换红外光谱(FTIR)多组分气体分析仪、量子级联激光红外光谱 (QCL-IR) 高精度检测设备。同时加装 e-Diluter 稀释装置，可实现高浓度 Ammonia Slip 工况下的精准测量，搭建完备评测试验条件。

图 4 .微波催化加热系统评测基础架构简图

2.3 微波催化加热系统性能演示

该技术由 HD 韩国造船海洋联合 EcoProHN 共同研发，于 KR 绿色船舶材料试验认证中心完成技术迭代与效果验证。项目同步举办系统性能演示会，模拟氨发动机运转产生大量氨逃逸的实际工况，检验设备处理能力。实测结果显示，氨逃逸削减率可达 99.7% 以上。

图5 .微波催化加热系统氨减排性能曲线图

图 6 .微波催化加热系统现场演示现场

  3. 总结及后续规划

KR 绿色船舶材料试验认证中心 (TCC) 已具备氨动力船舶尾气后处理系统性能验证能力，该项技术是氨燃料船舶商业化落地的核心安全技术。后续将充分利用现有氨燃料供给设施与尾气分析检测体系，持续开展氨燃料船舶发动机核心配套设备研发，并加大对行业的技术扶持力度。

针对甲烷逃逸(Methane Slip)这类欧盟法规重点管控问题，计划将微波加热技术拓展应用至 LNG 动力船舶领域。甲烷温室效应远高于二氧化碳，中心将依托系统精准检测与减排技术服务，助力船企满足日趋严苛的全周期环保管控要求。

后续还将把技术优势延伸至各类双燃料(Dual Fuel) 发动机领域，全力助推船舶零碳化转型，稳固本土造船产业技术领先地位。