作者 / 曹锦 于雷
双碳背景下,寻找可快速规模化应用的清洁能源,已成时下的迫切需求之一。在汽车领域,纯电乘用车 氢燃料电池重卡,被广泛认为是高效的解决方案,但氢气受到运输、储存、成本、加氢站配套设施等多方面限制,难以像燃油、电力迅速在全国推广。
比起已被熟知的氢燃料电池,氨燃料显得非常冷门。这种与氢紧紧绑定的元素,被欧美机构认为是更具价值的动力能源,并已被运用在了造船业及试验型车辆上。
氨燃料应用,从船舶开始
近期,挪威海工船船东Eidesvik和瓦锡兰将对一艘海工辅助船(OSV)进行改装,这也是全球首次在OSV上应用氨燃料驱动。
这艘海工船目前配备的是瓦锡兰的液化天然气双燃料发动机,改装后可使用70%的混合氨燃料来运行。而其最终目标是要在最低燃点燃料需求的条件下,实现100%氨燃料作为动力。
同时,船用发动机制造商曼恩(Man Energy Solutions)也正在制造一台二冲程氨动力发动机,计划在2024年前完成。且该公司预计氨气的价格将与液化石油气、液化天然气或甲醇等其他替代燃料差不多。
根据《中国远洋海运》杂志的一篇文章,氨燃料适用于船舶发动机,代替污染严重的柴油,并可能在十年内在远洋船舶上应用。
该文章指出,氨作为化学品、纺织品、爆炸物、制冷剂和化肥的基本原料,在进行散装运输时会造成空气和水污染,还会与其他化学物质发生反应,产生温室气体。但氨在农业上的使用已经形成全球网络,这意味着储存冷藏氨作为运输燃料的基础设施已经存在。例如,美国已经有一条2000英里长的氨运输管道。
然而报告也显示,与柴油相比,氨燃料的能效较低。这意味着,使用绿色燃料的船舶需要留出更宝贵的空间储存燃料。此外,燃烧氨虽然不一定导致二氧化碳排放,但它确实会产生氮氧化物,这也是一种温室气体。报告认为,需要开发新技术来解决这个问题。
近期,在2021中国汽车工程学会年会暨展览会上,中国汽车工程学会理事长,中国工程院院士,清华大学教授李骏院士就建议应当重视氨燃料汽车的应用前景。同时,来自德国PTB国家实验室的弗南德斯教授,也对氨燃料的燃烧特性及其海外的研发情况进行了介绍。
氢燃料的推广难题
「预期和现实不对称,原本的预期是在2018-2020年完成示范,2021-2025年完善所有的氢法规,但现在依然停留在示范阶段,而且连加氢防爆这类基础规范都没有。」李骏指出,「2025-2035年进入市场开拓期,行业有明显的增量预期,但是没有看到任何一个OEM发布产能、生产线相关的具体规划。」