W ramach przełomowej inicjatywy, pierwsza na świecie próba wykorzystania amoniaku jako paliwa żeglugowego została pomyślnie przeprowadzona na pokładzie statku pływającego pod banderą Singapuru. Urząd Morski i Portowy Singapuru (MPA) ogłosił niedawno ten kamień milowy na swojej stronie internetowej.
Green Pioneer: Modernizacja i konwersja Fortrescue Green Pioneer
Próba miała miejsce na pokładzie Fortescue Green Pioneer, statku o nośności 3 100 ton (dwt), pierwotnie zbudowanego w Indonezji w 2010 roku. Przejęty przez Fortescue Future Industries na początku 2022 roku od australijskiej firmy MMA Offshore, statek przeszedł niezwykłą transformację, aby dostosować go do amoniaku jako paliwa morskiego.
Początkowo wyposażony w cztery silniki główne Cummins z napędem spalinowo-elektrycznym, podróż statku rozpoczęła się w 2022 r. od rygorystycznych testów przeprowadzonych w zakładzie Fortescue w Perth w Australii. Proces konwersji nabrał tempa w lipcu 2023 r., kiedy rozpoczęto prace modernizacyjne w stoczni Seatrium w Benoi. Dwa z czterech silników statku zostały zmodyfikowane, aby umożliwić wykorzystanie amoniaku w połączeniu z olejem napędowym, co wymagało zainstalowania zaawansowanych systemów dostarczania paliwa gazowego , protokołów bezpieczeństwa i infrastruktury do obsługi płynnych operacji.
Zmodernizowany statek został zaprezentowany podczas konferencji COP28 w Dubaju, gdzie założyciel i prezes Fortescue Green Pioneer, Andrew Forrest, pojawił się na konferencji. Podczas konferencji Forrest podkreślił potrzebę przygotowania i rozwoju infrastruktury sprzyjającej bunkrowaniu amoniaku przez globalne porty.
Rozwój bunkrowania amoniaku poprzez współpracę
Ściśle współpracując z partnerami branżowymi, w tym towarzystwem klasyfikacyjnym DNV, dostawcą paliwa Vopak i instytutami badawczymi, Maritime and Port Authority of Singapore (MPA) Singapore skrupulatnie przygotował się do procesu. Od października 2023 r. MPA Singapuru uczestniczyło w warsztatach, aby w pełni ocenić zagrożenia, opracować protokoły bezpieczeństwa i ustanowić solidne środki łagodzące w zakresie obsługi amoniaku.
Podobnie członkowie załogi przeszli szkolenie, w tym ćwiczenia dotyczące reagowania na materiały niebezpieczne specyficzne dla gazu i bezpieczeństwa prowadzone przez MPA, aby upewnić się, że są gotowi do radzenia sobie w sytuacjach awaryjnych. Opanowali oni nowe procedury przed rozpoczęciem prób.
Co więcej, model bezpieczeństwa dla smug amoniaku został stworzony we współpracy między A*STAR’s IHPC, NTU’s MESD, TCOMS i NUS’s TMSI. Model ten, zaprojektowany z uwzględnieniem konkretnych szczegółów statku Fortescue Green Pioneer i uwzględniający klimat Singapuru, prądy morskie i pobliskie struktury, był niezbędny do kierowania operacjami i zwiększania bezpieczeństwa.
Trwające próby i perspektywy na przyszłość
Zgodnie z oświadczeniem MPA, początkowa operacja bunkrowania obejmowała transfer trzech ton ciekłego amoniaku z terminalu Banyan firmy Vopak na wyspie Jurong w Singapurze.
Próba została przeprowadzona w ciągu siedmiu tygodni. Obejmował on rygorystyczne testy różnych aspektów infrastruktury statku, w tym systemów magazynowania amoniaku, rurociągów, mechanizmów dostarczania paliwa, silników i ogólnej zdolności do żeglugi.
Po zakończeniu testów statek otrzymał pozwolenie od Singapurskiego Rejestru Statków i towarzystwa klasyfikacyjnego DNV na wykorzystanie amoniaku obok oleju napędowego jako paliwa żeglugowego.
Odkrywanie amoniaku jako zrównoważonego paliwa żeglugowego
Chociaż przemysł żeglugowy ma kluczowe znaczenie dla napędzania światowej gospodarki, ułatwiając ponad 80% świat owego handlu pod względem wielkości, jest jednym z największych źródeł emisji CO2.
Chemical and Engineering News donosi, że większość statków napędzana jest silnikami wykorzystującymi ciężki olej opałowy (HFO) – produkt uboczny rafinacji ropy naftowej. Spalanie tego paliwa emituje znaczną ilość cząstek stałych i odpowiada za około 3% światowej emisji gazów cieplarnianych.
Ponieważ zrównoważony rozwój staje się pilnym priorytetem, firmy i branże na całym świecie pilnie poszukują sposobów, aby stać się bardziej przyjaznymi dla środowiska i zmniejszyć swój wpływ na środowisko.
Amoniak, wytwarzany przez połączenie azotu z powietrza z wodorem, jest jednym z obiecujących paliw alternatywnych badanych przez przemysł żeglugowy w celu ograniczenia emisji. Działając jako nośnik wodoru, amoniak ma potencjał zarówno do wytwarzania energii, jak i napędu morskiego, wspierając globalne przejście w kierunku czystszych rozwiązań energetycznych.
Według Bureau Veritas Marine and Offshore, wykorzystanie energii odnawialnej do produkcji amoniaku może zaowocować „zielonym amoniakiem”, paliwem o zerowej emisji dwutlenku węgla od produkcji do użycia. Może to zapewnić armatorom sposób na osiągnięcie celów Międzynarodowej Organizacji Morskiej (IMO) na 2050 r. w zakresie redukcji emisji, oferując opcję paliwa bez emisji CO2.
Amoniak ma kilka zalet jako paliwo żeglugowe, w tym
- Zerowa emisjadwutlenku węgla: Jego główną zaletą jest to, że jest paliwem o zerowej emisji dwutlenku węgla, gdy jest produkowany ze źródeł odnawialnych, co pozwala statkom całkowicie ograniczyć emisję CO2.
- Dostępność: Jeden ze składników amoniaku, azot atmosferyczny, występuje w dużych ilościach i jest łatwo dostępny.
- Infrastruktura: Amoniak, będący powszechnym towarem, posiada już solidną infrastrukturę magazynową i globalną sieć terminali.
- Technologia: Technologia silników spalinowych zasilanych amoniakiem rozwija się i jest bliższa wdrożenia na dużą skalę niż inne zrównoważone alternatywy.
Pomimo swoich zalet, istnieją poważne wyzwania związane z amoniakiem jako paliwem:
- Toksyczność: Amoniak jest wysoce toksyczny dla ludzi i organizmów morskich, a jego silny zapach może powodować podrażnienia.
- Gęstość energii: Gęstość energetyczna amoniaku jest o około jedną trzecią mniejsza niż gęstość energetyczna konwencjonalnych paliw, co wymaga większych ilości na pokładzie i zmniejsza przestrzeń ładunkową statku.
- Emisje: Chociaż nie emituje CO2 podczas spalania, może wytwarzać podtlenek azotu (N2O), który ma efekt cieplarniany 270 razy większy niż CO2.
- Podaż: Obecna podaż zielonego amoniaku jest ograniczona, a popyt ze strony innych sektorów może podnieść koszty.
Jeśli te wady zostaną skutecznie rozwiązane, amoniak ma duży potencjał jako zrównoważone paliwo morskie na przyszłość. Jego zdolność do znacznego zmniejszenia emisji dwutlenku węgla jest zgodna z globalnymi wysiłkami na rzecz walki ze zmianami klimatycznymi, zwłaszcza w ramach dążenia branży żeglugowej do dekarbonizacji.
Inne zrównoważone paliwa morskie
Amoniak nie jest jedynym alternatywnym paliwem, które eksperci ds. żeglugi oceniają w celu osiągnięcia niskoemisyjnego lub bezemisyjnego transportu morskiego.
Biuro Efektywności Energetycznej i Energii Odnawialnej (EERE ) wskazuje, że badane są różne alternatywne paliwa morskie. Alternatywy te wykorzystują różne materiały, metody i technologie do przekształcania krajowych zasobów – zwanych „surowcami” – w paliwa bogate w energię. Paliwa te posiadają niezbędne właściwości i cechy do bezpiecznego stosowania w silnikach okrętowych.
Rodzaje surowców obejmują
- Pozostałości leśne i rolnicze
- Nieżywnościowe rośliny energetyczne, takie jak trawa switchgrass i miskantus
- Oleje odpadowe, tłuszcze i smary
- Odpady mokre, takie jak obornik, osady ściekowe
- Gaz wysypiskowy
- Biomasa z alg
- Stałe odpady komunalne
Źródło obrazu: https://www.energy.gov/eere/bioenergy/sustainable-marine-fuels
Dodatkowo, koncepcja „paliw typu drop-in” zyskuje na popularności. Są to paliwa, które mogą być transportowane za pośrednictwem tej samej infrastruktury, co tradycyjne produkty ropopochodne. Przykłady obejmują biodiesel, odnawialny olej napędowy, bio-olej, bio-ropa naftowa i hydrorafinowany olej roślinny. Powstające biopaliwa morskie są również badane pod kątem ich potencjału do oferowania natychmiastowej redukcji emisji gazów cieplarnianych (GHG), wyznaczając obiecujący kierunek w dążeniu do zrównoważonych operacji morskich.
Wnioski
Inauguracyjne wykorzystanie amoniaku jako paliwa żeglugowego na pokładzie statku pływającego pod banderą Singapuru zwiastuje nową erę świadomych ekologicznie praktyk żeglugowych. W miarę jak zainteresowane strony kontynuują współpracę i inwestują w badania i rozwój, potencjał amoniaku i innych zrównoważonych paliw morskich do odgrywania kluczowej roli w dekarbonizacji sektora morskiego staje się coraz bardziej oczywisty. Dzięki tej próbie, wraz z innowacjami technologicznymi i ulepszeniami ram regulacyjnych, podróż w kierunku czystszej, bardziej zrównoważonej przyszłości dla globalnej żeglugi nabiera tempa.
