關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮訂閱我們的屢獲殊榮的新聞報道以支援我們。 訂閱。透過購買訂閱,您將有助於確保未來有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
哥本哈根——在丹麥首都的尼哈芬,遊艇和高桅帆船排列在碼頭和岸邊。丹麥的航運歷史可以追溯到維京人和他們的長船,這些船甚至冒險跨越格陵蘭。現在,可能代表航運未來的船隻停靠在尼哈芬拐角處的 Kvaesthusmolen 碼頭,這是一艘來自挪威的亮橙色和黃色的北海補給船,名為“維京女士號”——歷史上第一艘使用燃料電池的船隻。
由於蓬勃發展的世界貿易,航運現在約佔全球溫室氣體排放量的 3%,即每年超過 10 億噸二氧化碳,以及形成煙霧的氮氧化物、導致酸雨的二氧化硫和煙塵。事實上,一艘船一年燃燒柴油排放的氮氧化物比 22,000 輛汽車排放的還多。這是因為船隻燃燒燃料油或柴油來破浪前進,但根據挪威船級社(DNV)海事執行長托爾·斯文森的說法,“即使考慮到世界貿易的增長,航運也有可能減少排放。”
事實上,根據 DNV 的一項分析,到 2030 年,船舶可以減少 二氧化碳排放量 5 億噸,同時增加利潤。畢竟,油輪的燃料成本佔其總運營成本的 41%。根據斯文森的說法,僅對二氧化碳排放徵收 15 美元的稅,就可以減少 7 億噸的排放。透過更好的船體設計、更高效的發動機,甚至船舶使用的油漆型別,可以實現高達 40% 的能源節約。“只要偶爾拋光螺旋槳,就可以做很多事情,”船舶和渦輪機制造商瓦錫蘭公司的發言人阿特·帕洛馬基說。
但在 5,900 噸的“維京女士”號的情況下,挪威航運公司 Eidesvik 及其合作伙伴更進一步,安裝了一個 320 千瓦的熔融碳酸鹽燃料電池,該燃料電池使用液化天然氣(如有必要,可以重新配置為使用甲醇)。用於啟動燃料電池的氫氣和二氧化碳儲罐緊靠在 92.2 米長的船的船尾(以防發生爆炸),用於重新氣化燃料的機器也是如此。燃料電池在 650 攝氏度的溫度下執行,即使在哥本哈根港口寒冷的大風天氣中,摸起來也是溫熱的。
現在,液化天然氣比柴油便宜——如果你能找到它的話。Eidesvik 的工程師和專案開發人員 Kjell Sandaker 指出,挪威海岸沿線有多達 15 個這樣的加油站,而亮橙色的“維京女士”號每週加一次氣,因為其船載渦輪機也直接燃燒天然氣來為發動機供電,儘管必要時它們也可以燃燒柴油。該船的 220 立方米油箱一次可容納約 90 噸液化天然氣。
“如果訂購了這些船隻,我們相信加油站也會出現,”DNV 的斯文森說。目前,至少有一艘可能採用該技術的郵輪正在建造中。“在北海,當鑽探石油時,他們會發現天然氣,”Eidesvik 的 Sandaker 說。“透過使用天然氣,我們可以提高燃油效率”並減少排放。
但是來自 MTU On Site Energy 的 1200 萬歐元的燃料電池僅處於測試階段,該階段將持續到 2010 年年中,並且不負責驅動任何四個電動發動機或螺旋槳——在經過近十年的開發工作之後。“它已經工作了兩週,”Sandaker 說。“它已經在北海經歷了它的第一場風暴。”
根據 DNV 的“維京女士”號專案負責人托馬斯·海伯·特隆斯塔德的說法,部分投資是為了瞭解燃料電池技術以及如何將其應用於航運。初步估計是,這種燃料電池將使單艘船的二氧化碳排放量減少 50%。但是,這項投資也是因為挪威對氮氧化物排放徵稅,這為安裝天然氣而不是柴油發動機帶來了立竿見影的回報,Eidesvik 執行長揚·弗雷德里克·梅林說。與傳統船舶相比,即使不使用燃料電池,“維京女士”號也可以將氮氧化物排放量減少 90%,二氧化碳排放量減少 20%,並消除二氧化硫和煙塵排放。
“這項技術已經存在多年了,”梅林補充說。“必須創造需求。”根據瓦錫蘭公司的帕洛馬基的說法,舊船可以像汽車一樣改裝催化轉化器,以減少排放。
最終,“維京女士”號是否會在航運史上保持獨一無二的地位,將取決於哥本哈根氣候會議和各國首都的政治決策。“如果沒有政府支援,這項技術需要 20 到 30 年才能實現,”DNV 的特隆斯塔德說。“如果他們想盡快採取氣候行動,這項技術現在就可以使用。”
