DNV：關于船用氫燃料的五大經驗

由26家領先企業和協會組成的聯合體發布了關于氫燃料船舶的手冊，闡述了圍繞船用氫燃料最為緊迫的問題。以下是這項由DNV牽頭的MarHySafe項目的關鍵要點。

綠色氫可以在航運業的脫碳道路中發揮關鍵作用。由電解產生的氫氣沒有碳排放，未來可能在全球廣泛應用，用作船用燃料或合成燃料的關鍵促成劑。航運業中很多人認識到氫的潛力，但實現氫氣技術存在巨大障礙。經DNV牽頭、由26家合作伙伴和觀察員組成的聯合體集合在MarHySafe聯合開發項目（JDP）下，以應對氫氣運營中的安全性和法規方面的主要挑戰。項目一期已經結束，聯合體發布了《氫燃料船舶手冊》，為使用燃料電池開展安全氫操作提供了路線圖。在MarHySafe二期項目進展中，該手冊還將持續更新。以下是目前為止總結的五大經驗。

知識空白：在氫裝卸、儲存和加注的安全方面需要開展更多測試

測試和建模都需要根據氫的獨特特性及安全考量予以完善。關于低溫氫（LH2）的特性以及爆炸發生的閾值都存在不確定性。“受挪威公共道路管理局的委托，我們在位于英國的DNV Spadeadam研究測試中心開展了關于低溫（液態）氫的實驗，為該手冊提供了寶貴的結論”，DNV定量分析高級資深專家Asmund Huser說。

“這些實驗為LH2在帶密閉處所的典型船舶設計以及加注過程中的泄漏場景表現提供了重要的知識，為海上氫布置設計中的緩解措施增強了信心”，挪威海事局綠色航運創新與新技術負責人Kolbjørn Berge表示。

一個關鍵要點是未來的建模需要更好地考慮泄漏時的爆炸風險。“例如在一個大房間里，高速噴射的氫釋放可能不會均勻擴散。這種非均質擴散可能導致氫氣聚集，這種氣團的爆炸風險更大。為了避免這種風險，我們需要嚴格的安全措施”，Asmund Huser解釋。這些處所應該有怎樣的尺寸和布局？風扇、通風井或探測器需要安裝在哪些位置？如果發生泄漏，這些設計考量可能帶來完全不同的結果。當該行業進入規�；�發展時，需要有專門的大型測試。

該圖顯示了航運業引入新技術時需要考慮的問題

安全性：氫的獨特特性與天然氣截然不同

與天然氣打交道的經驗對于航運業中開始運作氫氣非常有用。但不同的燃料類型之間存在著顯著差異，部分船上用于天然氣的配置可能對于使用氫氣來說存在危險。這是因為氫氣的獨特特性：氫是所有原子中最輕的一種，加大了容納難度，而且會使那些可安全用于天然氣的材料發生脆化。例如，氫氣需要特定類型的鋼材和焊接接頭，而不僅僅是配件。氫氣也比天然氣易燃，其可燃范圍更大。“大部分有望在船上落地的氫技術已經在其他領域得到應用，例如汽車、卡車與其他類型的陸上運輸和儲存。所以，我們并非從零開始。部分挑戰包括把技術調整為適合海上環境，并且確保其在多變的環境條件、更小的處所以及人員疏散難度大于陸地的情況下仍能安全使用”，DNV資深環境咨詢顧問兼MarHySafe一期項目經理Gerd Petra Haugom指出。

燃料系統：盡可能使用純氫形態

可以通過內燃機為船舶提供氫動力，也可將氫與其他燃料混合或者儲存在液態有機溶劑或者氨中。氫氣產生能量的最常見、最環保方式是使用氫燃料電池。這也是MarHySafe項目的重點之一。價值鏈中的每個能量轉換步驟都意味著能量損失。在沿海和近洋運輸中，當電池供電方案無法實現時，例如當地電網容量不足，氫尤其適合作為延長航線覆蓋和補充燃料方案。盡可能直接利用氫氣可以減少氫轉化為其他燃料過程中的能量損失，是打造零排放價值鏈的優選方案。

目前航運業中的新型氫應用需要經過替代設計流程

框架：替代設計流程是目前的最佳途徑

替代設計流程是一種基于風險的審批流程，適用于無法得到現有規定批準且需要優化安全性的新型船舶設計。該流程符合SOLAS第II-2章，并且包含在《IMO替代和等效的批準導則》（MSC.1/Circ. 1455）中。批準的評估符合《使用氣體或其他低閃點燃料船舶國際安全規則》（IFG Code, Part A）的目標和功能要求。“替代設計流程需要在引領技術開發的項目方面開展大量工作。項目業主必須積極展示，如何通過應用基于風險的設計來管理設計中的危險及后果，而不是被動地去合規。這看起來可能困難重重，但這是我們目前實現項目落地的最佳工具了”，DNV海事管系和替代燃料高級工程師Mónica Álvarez Cardozo說，“氫是新環境中的新技術，因此需要基于風險的設計流程來保障人員、財產和環境的安全。” MarHySafe手冊詳細地審查了替代設計流程，其闡釋可滿足船旗國的不同預期，并為如何盡可能高效地滿足要求提供指導意見。

“MarHySafe聯合開發項目的主要目的之一，是為未來制訂氫氣規范創建一個基礎知識庫”，Gerd Petra Haugom說。目前在起草規范方面還存在諸多知識空白，“但我們了解地更多，就離改變局面更近一步。在項目二期中，我們將對早期要求提出建議。”

實施：規�；瘹溥\營將是一大挑戰

將氫燃料從陸上應用引入海事行業是不小的成就�？紤]到IMO的監管框架、船級社規范、船旗國和港口的不同解釋，至少來說，符合整體監管環境還存在較大挑戰。MarHySafe手冊提供了監管環境的綜合概述。“在缺少明確規范的情況下，行業開展合作并從現有項目中汲取經驗就顯得格外重要。我們必須確保未來的任何要求都能考慮到所有必要的安全與運營環節，確保這項技術可以大規模開發”，DNV高級環境咨詢顧問兼MarHySafe二期項目經理Nathaniel Frithiof說。

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