从理论到工程现实
多年来，氢气在海事脱碳讨论中一直占据重要地位，因其零碳燃烧和理论能量密度而备受推崇。DNV代表欧洲海事安全局(EMSA)发布的最终研究现已将这一对话从理想愿景转向量化的工程负担——呈现出的情况比业界许多人所希望的要复杂得多。
DNV是挪威船级社，其安全评估在全球航运业具有重要影响力，EMSA委托其评估氢燃料船舶的实际安全要求。这些发现并未完全关闭氢动力航运的大门，但大幅提高了任何船舶所有者或设计师在将氢气投入商业应用前必须达到的成本和复杂性门槛。
安全工程差距
DNV研究的核心发现是，氢气的物理特性造成的安全挑战无法通过现有船舶设计的增量改进来管理。氢气的可燃范围极广——在空气浓度为4%至75%时会燃烧——其分子足够小，可以渗透能可靠地盛装其他燃料的材料。这种组合需要专门建造的密封系统、在任何可能积聚氢气的空间中增强的通风，以及贯穿整个船舶的冗余检测和应急响应能力。
这些要求直接转化为更大的结构重量、增加的设计复杂性和更高的资本成本。对于某些船舶类型，特别是那些空间和重量预算紧张的船舶，满足氢气的安全要求可能需要从根本上重新思考舰船架构，而不仅仅是简单的燃油系统替换。
对船舶所有者的成本影响
财务影响是重大的。与液化天然气不同，液化天然气作为替代燃料进入航运时只需进行有意义的改装，而氢气要求从根本上重新设计船舶上燃料的储存、处理和分配方式。低温液态氢储存需要维持-253°C以下温度的绝缘系统。压缩气态氢提供更简单的储存，但能量密度低得多，需要更大的储罐容积，这会占用货物容积。
DNV的分析表明，这些工程需求将大幅增加各类型船舶的建造成本。对于已在IMO排放法规下艰难维持利润的运营商来说，与氢气相关的额外资本和运营支出相比，氨、甲醇和先进生物燃料等替代品显得更有吸引力，因为它们在降低工程成本的同时也兼具环保承诺。
为什么EMSA研究很重要
船级社和海事安全监管机构在制定船舶建造方式和运营规则时，对DNV的评估非常重视。EMSA研究将为欧洲替代燃料船舶监管框架提供信息，其结论可能会影响氢船许可和认证路径的发展速度。
监管明确性是商业投资的先决条件。船舶所有者和贷款方不会在不清楚必须符合哪些安全标准和面临何种认证流程的情况下，向氢船项目承诺资本。在这些框架建立之前，氢气在海事应用中的商业部署将仅限于示范项目和利基应用。
氢气仍有优势的领域
DNV研究并未完全否定氢动力航运。对于船舶频繁返港的近海路线，气态氢储存变得更加可行，因为加油物流更简单，能量密度的劣势影响较小。与进行多周远洋航行的远洋集装箱船相比，渡轮、港口拖船和沿海货轮在可预测的日程表上运营，为氢气提供了更有利的条件。
该研究还承认，未来的材料和工程进展可以降低当前推高成本的安全开销。新的氢兼容材料、改进的传感系统和更好的密封技术是活跃的研究领域，从长期来看可能会改变整体计算。
海事燃料的竞争格局
海事脱碳转型实际上是几种燃料路径之间的竞争，EMSA关于氢气成本挑战的研究发现将有利于竞争对手的替代品。氨可以从可再生氢气合成，但可以使用与现有LPG系统更类似的基础设施来储存和运输，已成为领先的远洋脱碳燃料，正是因为DNV报告强调的原因：安全特性更易管理、能量密度更高、监管路径更清晰。甲醇和先进生物燃料为现有船队提供了更少破坏性的转变。
本文基于CleanTechnica的报道。阅读原文。
Originally published on cleantechnica.com