氨作为新兴的燃料,可促进能源转型

2022-05-27  来源:网络 浏览次数:

氨是一种由一个氮原子和三个氢原子组成的分子,几十年来一直作为肥料培育人类作为氮的来源。直到最近,它才被赋予一项新的任务,将其氢部分作为无碳能源载体。氨已被确定为一种有前途的替代燃料,可以使海运业脱碳。

注意到海运业对氨的兴趣,新加坡南洋理工大学海洋能源与可持续发展 (MESD) 卓越中心自 2018 年以来认真研究了氨作为清洁能源的潜力。MESD 最近完成了一项研究与研究合作伙伴 ABS(美国船级社)和 ASTI(氨安全与培训学院)共同研究氨燃料,涵盖新加坡背景下的多个考虑因素。该项目由新加坡海事学院(SMI)赞助。

无水氨在环境条件下是一种气体。必须通过压缩、冷藏或两者兼而有之将其液化以实现更高的体积密度。氨加注工艺将根据其作为饱和液体处理的原理进行设计。氨从液体到气体的相变,反之亦然,发生在加热或加压时。这将在加油过程中需要额外的操作步骤和能量。

项目团队研究了所有可能的加注配置,并将其分类为卡车到船、船到船、岸上管道到船以及卡式加注。该项目的一个重要附加值是氨加注概念,该概念解决了储存在 FR(全冷藏)、SR(半冷藏)和 NR(非冷藏)条件下的氨液的转移。还强调了缺乏涵盖燃料质量和数量方面的氨燃料燃料标准是海事利益相关者需要填补的主要空白之一。

除了公众认知之外,在海运业中采用氨的主要障碍还包括对其毒性的担忧、船员缺乏熟悉和处理专业知识。然而,可以从化肥、制冷剂和化学工业中获得广泛的知识,几十年来,氨已经在全球范围内进行管理和运输,并制定了完善的流程和法规。

氨加注过程与氨作为商品货物的处理有些相似,但主要区别包括氨转移的数量、储罐类型和容量、操作模式和频率。这导致需要解决一系列独特的安全问题。在各种急性暴露指导水平下,氨会对人类造成有害影响,范围从短暂 (30 ppmv)、不可逆 (160 ppmv) 到危及生命或死亡 (1100 ppmv)。

MESD 已完成氨释放和分散的综合研究。这为 MESD 进一步改进氨加注过程和制定缓解措施开辟了道路,以确保将意外氨释放造成的任何损害降至最低。未来的研究将解决氨在水、土壤和空气中释放的更深远影响,这对于公众和当局在即将到来的氨时代之前做好准备至关重要。

刘明博士是研究负责人,Mengyao Yang 女士和 Clara Kay Leng Ng 女士是南洋理工大学海洋能源与可持续发展卓越中心的研究助理。

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