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开启新时代,氨燃料船交付倒计时

会议时间:2025-12-08 来源:组委会

近海到远洋

“YARA EYDE”轮为上海船舶研究设计院自主研发设计的1艘1400TEU无舱盖集装箱船,为雅苒国际及其子公司雅苒清洁氨公司(Yara Clean Ammonia)联合比利时船东CMB.TECH和北海集装箱航运公司(NCL)订造,是全球首艘氨燃料集装箱船,对引领航运业可持续绿色发展具有里程碑意义。该船属于欧洲内支线船型,主要服务于挪威-德国航线,总长150米、型宽27米,可装载约1400个标准集装箱,配备氨燃料发动机、氨燃料储罐、供给系统和加注系统,船舶能效设计指数(EEDI)满足第三阶段要求,低于基线约45%,碳强度指标(CII)评级为“A”。船舶还配备250千瓦时的电池组以便实现岸电连接,实现靠泊期间的降耗增效。为给客户提供更加可靠高效的运输方案,该船采用多项创新设计,载货能力更强,可装载20英尺、26英尺、30英尺、40英尺和45英尺等多种规格集装箱。

根据计划,“YARA EYDE”轮将于2026年交付,交付后由CMB.TECH旗下集装箱事业部门Delphis所有,运营方为北海集装箱航运公司与雅苒清洁氨公司成立的合资企业NCL Oslofjord。

雅苒清洁氨公司首席执行官Hans Olav Raen称,这艘船的开工建造标志着海运业脱碳新篇章的开启,他希望以此激励整个行业探索更多的节能减排解决方案。北海集装箱航运公司首席执行官Bente Hetland则指出,“YARA EYDE”轮是价值链上下游之间紧密合作的成果,是将行业尖端技术投入商业运营的完美案例,在推动创新落地的同时,还能为货主和客户带来诸多切实利益。

同为替代燃料支线集装箱船,由马士基·麦克-凯尼·穆勒零碳航运中心牵头,联合马士基、埃维能(Everllence,原MAN Energy Solutions)、得他马林(Deltamarin)和专注于提供集成化航运技术的工程公司Eltronic FUELTECH等国际领先企业开发的全球首艘氨燃料3500TEU集装箱船设计已获船级社颁发的原则性认可(AIP)证书。这艘船总长211.9米、型宽35.2米,单船载箱量为3374TEU(其中冷藏箱位400TEU),氨燃料储罐容积4300立方米,搭载由埃维能设计的60厘米缸径氨双燃料发动机和三台1935千瓦的辅助发电机组,中舱布置便于对接20000立方米氨燃料加注船,并配置智能报警、氨气探测及高液位传感系统。

氨燃料箱船设计正在向更适合远洋运输服务的方向展开。

地中海航运与上海船舶研究设计院和埃维能联手设计的氨双燃料8200TEU集装箱船采用低波浪增阻S-BOW直艏线型,配合扭曲悬挂舵、节能导管和风流导体等节能装置,兼顾不同营运状况的航速和油耗。已获AIP证书的氨燃料15000TEU集装箱船由塞斯潘(Seaspan)与马士基·麦克-凯尼·穆勒零碳航运中心及芬兰船舶设计公司Foreship合作开发,可使用超低硫燃料油(VLSFO)和氨作为燃料,配有11600立方米的非加压B型氨储罐。HD现代重工与合作伙伴联合开发的氨双燃料15300TEU集装箱船的氨储罐被放置于机舱前部,远离甲板室,在确保安全的燃料供应操作的同时有助于提高船员居住舒适度,已获船级社颁发的AIP证书。中国船舶及海洋工程设计研究院自主研发的新一代大力神系列氨燃料16000TEU集装箱船设置一个独立的容量为16000立方米的B型储罐,续航能力可支持亚洲-欧洲航线和其他主流航线单程航行。上海船舶研究设计院研发的氨燃 料20000TEU集装箱船(GREEN SEALION 20000)同样采用低波浪增阻S-BOW直艏线型和一系列节能装置,搭载WinGD 8X92DF-A-0主机,去年已获船级社颁发的AIP证书。

大规模与大型化

由中国船舶集团有限公司所属中船船舶设计研究中心有限公司为CMB.TECH设计的全球首艘21万载重吨氨双燃料散货船正在青岛北海造船有限公司(简称北海造船)建造,将于明年完成建造并交付船东。

2024年10月25日,民船中心为CMB.TECH设计的18#船和19#船开工,前者为CMB.TECH的氨预留系列船第二批中的最后1艘,后者则是该船东首批氨燃料船的第1艘。19#船是散货船领域向氨燃料解决方案迈出的重要一步,搭载世界首台Win GD 6X72DF-A-1.0型双燃料主机。

CMB.TECH已在北海造船和HD现代尾浦订造了多型未来可使用氨作为燃料的船舶,而从该公司此前宣布的重大新造船计划中也可明显看出其对于氨燃料船的执着。这项多达120艘的新造船计划包括20艘氨燃料极大灵便型散货船、20艘氨燃料4000TEU-10000TEU集装箱船、10艘氨燃料阿芙拉型/LR2油船和10艘氨燃料25000载重吨化学品运输船。

2025年7月29日,北海造船联合中国船舶工业贸易有限公司与中远海运发展股份有限公司全资子公司正式签署4艘21万载重吨散货船建造合同,首艘船计划在2027年12月交付,后续3艘将在2028年8月底前交付。作为绿色与智能深度融合的标杆产品,这4艘21万载重吨散货船在技术性能上实现了全面升级,采用新一代高效线型设计,油耗较上一代船型降低约6%,满足船舶能效设计指数(EEDI)第三阶段能效要求,另外针对航运业燃料转型趋势,采用甲醇和氨燃料双预留设计,为船东未来布局替代燃料提供了灵活支撑。

同月,必和必拓与中远海运集团旗下中远海运散货运输有限公司(简称中远海运散运)签署2艘氨双燃料纽卡斯尔型散货船租赁合同。根据合同,这2艘计划于2028年交付的运力将主要用于西澳大利亚-东北亚铁矿石运输,被视为“澳大利亚-中国绿色航运走廊”建设的一次标志性实践。而据克拉克森提供的新造船数据显示,今年5月,中远海运散运与北海造船签订了2+10艘采用甲醇及氨燃料预留设计的21万载重吨散货船建造合同。

“AMON BULK 1”轮和“AMON BULK 2”轮效果图/Amonmaritime

预计于2029年下水的2艘新造船“AMON BULK 1”轮和“AMON BULK 2”轮分别为好望角型散货船和卡姆萨尔型散货船,届时将成为全球首批以氨为动力的大型散货船。今年7月,致力于海事技术开发的挪威公司Amon Maritime成立新公司Amon Bulk,着手启动这项计划。

今年6月,上海船舶研究设计院推出一型11.3万载重吨氨双燃料液货船设计,该船是新一代面向MEPC 83新规则的LR2型船,配置燃油/氨双燃料动力系统和风帆助推系统,在减排的同时也更符合国际海事组织于4月通过的碳减排框架核心指标温室气体燃料强度(GFI)奖励规则。该船型还配置电动货泵,以便将来使用岸电系统进行卸货作业,配置动力电池和轴带发电机/电动机,在进出港和低航速航行时可大幅度降低主机能耗。

中集船舶海洋工程设计研究院推出的一型氨燃料阿芙拉型油船采用直球艏设计,可以兼顾设计吃水和结构吃水下的快速性能,大大降低船舶运营时的综合油耗,减少碳排放,保证船舶在投入运营后可以具有优异的碳排放等级。船舶安装氨燃料主机及两个C型储罐来实现船舶全生命周期的零碳运营,配备比同类船型尺寸更大的螺旋桨,并加装消涡鳍、前置预旋导流管等节能装置,主机持续功率(NCR)在同样设计航速下较同类船型降低约10%,EEDI达到第三阶段要求。

使用氨燃料能够更加灵活地应对未来燃料供应的不确定性,相关改造的可行性也已得到确认。今年初,招商局海洋装备研究院和友联船厂(蛇口)有限公司联合研发的氨双燃料超大型油船(VLCC)动力改造方案获得船级社认可。该VLCC改造方案旨在将传统燃料动力船舶改造为配备氨双燃料动力系统的船舶,方案采用埃维能研发的氨双燃料主机,并配备两个3750立方米C型氨燃料储罐。这一改造方案为推动绿色替代燃料在油船领域的应用迈出了坚实一步。

特性下的设计要点

氨不含碳分子,在发动机中燃烧不会产生二氧化碳,可以显著减少温室气体排放。同时,氨的来源丰富且生产技术已经成熟,可以利用风能和太阳能等可再生能源进行制备。只是当其作为船用燃料应用于突破的过程中,仍需克服一些技术瓶颈。

囿于氨的特性,氨燃料船需采用耐零下33摄氏度低温的C型独立压力容器存储氨,且要布置于露天甲板以降低泄漏风险。船舶技术法规研究中心刘宇飞在讲到燃料舱布置与结构特性方面时提到,氨燃料舱要与居住区保持A-60级防火隔离距离,罐体配备双层金属屏障及真空绝热层,材料需通过氢脆与应力腐蚀开裂测试。

探测与控制系统配置方面,氨燃料船配备激光光谱或半导体传感器,泄漏监测精度需达ppm级,且接入船舶应急电源(确保45分钟冗余运行)。燃烧控制系统需加装催化燃烧器或电火花点火装置,以解决氨燃烧速度慢(仅为柴油1/3)的问题。消防系统需根据燃料特性针对性设计禁用传统水基灭火系统(避免加剧腐蚀),应配置干粉或二氧化碳灭火器,泄漏区域需设置化学吸附剂储罐及中和剂喷淋系统,舱室需配备独立负压通风系统防止氨气积聚。

对于检验依据与核心流程,刘宇飞说:“氨燃料船检验遵循《使用氨作为燃料船舶安全临时导则》(MSC.1/Circ.1687),重点检查燃料舱焊缝(100%PAUT+TOFD联合检测)、阀门联锁保护(需达到SIL2级以上)及应急电源冗余能力。中国船级社(CCS)要求氨燃料系统材料通过氢脆试验,建造阶段需进行三次气密测试(压力分别为0.1MPa、0.5MPa、1.0MPa)。特殊检验项目要求氨燃料船进行毒性扩散模拟测试,通过CFD软件模拟泄漏场景以验证通风系统和疏散路线有效性;对铜、锌等敏感金属进行氨环境浸泡试验,确保无腐蚀风险。

船舶培训体系方面,氨燃料船船员需完成两级培训:基础培训(如中国T11合格证)涵盖氨的物理化学特性、毒性防护及基本消防知识;高级培训(如中国T12合格证)包括燃料系统操作、泄漏应急响应及模拟器训练,总学时需满足“3×30”模式(30小时理论+30小时模拟器+30小时实船操作)。中国要求首次取证需具备1个月海上资历(包含3次燃料加注操作,其中2次可由模拟器替代),欧盟则采用“液化气体操作证书+氨燃料附加签注”模式,所有认证需每5年复训一次。

氨燃料船与液化天然气(LNG)燃料船和甲醇燃料船实际操作规范的关键区别在于,氨燃料船需在专用码头加注,加注软管需配备双截止阀及熔断装置,操作全程需穿戴气密式防护服,当风速超过15节时禁止作业,以防止氨气泄漏扩散。日常维护与应急响应方面,氨燃料船日常维护需每周手动测试燃料舱压力释放阀,每季度检查气密舱室正压维持能力(≥50Pa)。应急响应方面,氨泄漏需在3分钟内启动中和剂喷淋,并在15分钟内将泄漏区域浓度降至25ppm以下。

国际海事组织发布的《使用氨燃料的船舶安全临时导则》标志着替代燃料在航运业中获得重要监管支持,该导则对船舶氨燃料的安全使用进行规定,提供了一个基于目标和功能的安全框架,涵盖船舶设计、设备、操作、加油、毒性缓解和船员保护等方面。虽然该导则并非强制性规定,但其内容与《国际使用气体或其他低闪点燃料船舶安全规则》(IGF)和《国际海上人命安全公约》(SOLAS)原则高度一致,为各国主管机关和业内利益相关方在氨燃料项目的推进中提供一致参考点。

为保障氨燃料船的安全应用,CCS近年来在氨燃料船领域开展丰富的研究工作。《船舶应用氨燃料指南》让业界开展氨燃料船舶设计与建造有了公认的技术标准,也为船舶安全和清洁能源水上应用与发展提供了坚实保障。CCS武汉规范研究所开展了《氨燃料加注船舶指南》编制工作,研究氨燃料加注船舶相关技术要求,为氨燃料加注船舶的设计及建造提供指导。随着对船舶应用氨燃料关键技术的研究不断深化,结合氨燃料船实船技术服务经验和《使用氨燃料的船舶安全临时导则》的发布,CCS将于今年对《船舶应用氨燃料指南》进行升级,以更好地为行业提供规范支撑服务。