
倫敦——氫被吹捧為未來不可避免的綠色燃料。把這句話告訴那些將在超冷的溫度下把它運送到地球上、接近外太空的人吧。
然而,這正是設計師們想要做的。
在數十年來商船面臨的最大技術挑戰中,各公司正開始開發新一代船舶,可以向重工業輸送氫。他們押注世界各地的工廠將轉向這種燃料,推動向低碳經濟的轉型。
相關公司表示,目前至少有三個項目正在開發試驗船,準備在未來三年內在歐洲和亞洲測試這種燃料的運輸。
主要的挑戰是將氫氣保持在零下253攝氏度的低溫。它只高于絕對零度20度,這是可能的最冷溫度,所以它保持液態,同時避免了容器部分可能破裂的風險。
這比運輸液化天然氣(LNG)所需的溫度低了近100攝氏度。這需要大約60年前的航運革命。
日本的川崎重工(Kawasaki Heavy Industries)已經建造了世界上第一艘運輸氫氣的船Suiso Frontier。據稱,這艘原型船正在進行海上試驗。從澳大利亞到日本的示范首航約9000公里,預計將在未來幾個月進行。
“該項目的下一階段已經開始運行,即在2020年代中期建造一艘商業規模的氫載體。其目標是在2030年實現商業化。
其目標是在未來也使用氫氣為商業船只提供動力
這個1250立方米的儲氫罐是雙殼真空絕緣的,以幫助保持溫度。
川崎重工的原型船,長116米,重8000噸,在首航中將使用柴油。西村說,公司的目標是用氫氣為未來更大的商船提供動力。
在韓國這個世界上主要的造船中心之一,另一個項目正在進行中。
韓國造船和海洋工程公司(Korea Shipbuilding & Offshore Engineering)是該國第一家致力于建造商用液化氫運輸船的公司。
為了應對超冷挑戰,該公司表示,它正在與一家鋼鐵制造商合作,開發高強度鋼材和新的焊接技術,以及增強絕緣,以遏制氫氣,并減輕管道或儲罐破裂的風險。
在世界的另一端,挪威,也在努力在該國西海岸建立一條氫供應鏈。其中一組希望試驗一艘能夠將氫氣運送到計劃加油站的試航船。這將能夠為輪船、卡車和公共汽車提供服務。
挪威海運公司Wilhelmsen Group的特別項目副總裁Per Brinchmann表示,該公司正在與合作伙伴合作建造一艘“滾裝”船,能夠通過集裝箱或拖車運輸液氫。
液體還是氣體?
他補充說,這艘船預計將在2024年上半年投入使用。
Brinchmann表示:"我們相信,一旦這艘示范船投入使用,其目的將是在(挪威)西海岸建立燃料補給中心。"
其他公司正在探索一條不同的路線,以避免冷難題以及氫原子與金屬相互作用時可能發生的情況。
例如,加拿大巴拉德電力系統公司(Ballard Power Systems)和澳大利亞的全球能源風險投資公司(Global Energy Ventures)正在合作開發一艘以氣體形式運輸壓縮氫的船。
巴拉德的營銷和戰略合作副總裁Nicolas Pocard說:“最早的時間框架將是2025-26年。”
這種氣體方法的優點是它不需要任何極端溫度。但其缺點是,與液態氫相比,可以通過貨物運輸的氫更少,這就是一些先行者選擇后者的原因。
Wilhelmsen的Brinchmann說,一個12米長的容器可以攜帶800到1000公斤的壓縮氫氣,但可以攜帶3000公斤的液態氫。
這樣的努力遠非沒有風險。
首先,它們很貴。這些公司都不愿對其船舶的成本發表評論,不過三名行業專家表示,此類船舶的成本將高于運輸液化天然氣的船舶,根據規模不同,每艘液化天然氣船舶的成本可能高達5000萬至2.4億美元。
“運輸氫氣的成本主要是由存儲系統的成本驅動的。由于液氫的復雜性,儲存液氫可能非常昂貴,”LR船舶認證機構的海洋脫碳顧問Carlo Raucci補充道。
超過30個國家支持氫燃料計劃
這些仍處于試驗階段的試點項目必須克服這些技術挑戰,同時也依賴于氫在未來幾年成為一種廣泛使用的燃料。
所有這些都不是確定的,盡管國家對這種清潔燃料的支持表明它在全球能源結構中確實有未來。
包括法國、德國等歐洲國家以及韓國和澳大利亞等國家在內的30多個國家已經發布了氫燃料的推出計劃。
根據氫理事會協會和咨詢公司麥肯錫(McKinsey)最近的一份報告,到2030年,如果數百個使用氫燃料的項目取得成果,計劃的總投資可能超過3000億美元。
航運將發揮重要作用,釋放鋼鐵和水泥等行業轉化為氫氣的潛力。
據估計,僅這兩個重工業部門就產生了全球超過10%的二氧化碳排放,克服它們對化石燃料的需求是全球向低碳經濟轉型的關鍵挑戰之一。
Tiago Braz是挪威海洋技術開發公司Hoglund的能源副總裁,他說該公司正在與鋼鐵專家和儲罐設計師合作,設計一種可用于運輸液氫的船舶貨運系統
仍處于早期階段
“我們在氫載體方面還處于早期階段。但與LNG最初推出時不同,該行業的變化更加靈活。”
“這應該是一個更快的過渡,”他補充說。
專家們表示,液化天然氣的開發花了幾十年時間才全面推出,部分原因在于所需的基礎設施和船舶,以及少數幾家愿意在初期投資的公司。
在更廣泛的航運市場上活躍的公司也在考慮未來轉向氫運輸的可能性。
液化天然氣運輸領域的主要參與者GasLog Partners的首席執行官保羅?沃根(Paul Wogan)表示,該公司對轉向氫氣運輸持“開放態度”,而油輪所有者Euronav表示,它正在研究未來的能源運輸。
euroav首席執行官Hugo De Stoop表示:“如果未來的能源是氫,我們當然希望在新興產業中發揮作用。”
領先的船舶管理公司馬士基油輪(Maersk Tankers)等其它公司表示,它們將對管理氫運輸資產持開放態度。
DNV Maritime船舶認證公司氣體運輸船業務總監Johan Petter tututuren表示,他的公司參與了在海上散裝運輸氫氣的概念研究。
“這些項目還需要幾年的時間才能實現,但如果氫要成為未來燃料組合的一部分,我們現在就必須開始探索所有的可能性。”