直接和间接氮的气候影响2O_氨船用燃料价值链的排放_12页_3mb

氨作为船舶燃料的气候变化影响总结

研究目的

• 评估氨（NH₃）作为替代船舶燃料的气候变化影响，特别是其直接和间接N₂O排放。
• 比较可再生氨（e-氨胺）和传统（蓝/灰）氨胺的气候效益。

方法

• 功能性模型：模拟整个氨胺燃料价值链，涵盖生产、压缩、运输、储存、加注和燃烧。
• 排放范围：评估直接和间接N₂O排放，并考虑全球变暖潜能（GWP）。
• 情景设定：低、中、高三种排放情景，环境N向N₂O转换因子为1-10%。
• 比较对象：传统化石燃料（约100 g CO₂e/MJ）。

主要发现

1. e-氨胺（全可再生能源生产）

• 最佳情景：在低排放情景下，N₂O间接影响较低，CO₂e强度为59-79 g/MJ，比传统燃料低68-80%。
• 影响因素：BOG回收、转换因子和甲烷排放至关重要。
• 合规性：若转换因子≤1%，可满足欧盟RED III要求（70%减排）。

2. 蓝氨胺（化石能源衍生）

• 潜在减排：在低排放情景和BOG回收下，可实现15-30%的气候效益。
• 底线：若未充分减排，与传统燃料的碳强度相当甚至更高。

3. 灰氨胺（高排放路径）

• 普遍劣势：即使在最佳情景下，碳强度仍为48-180 g/MJ，显著高于传统燃料。
• 情景差异：高排放情景下，CO₂e强度最高可增加至传统燃料的133%，表明需严格控制排放。

4. 关键驱动因素

• 直接N₂O排放：燃烧是主要来源，若直接排放控制不力，可能完全抵消潜在气候收益。
• 间接N₂O排放：主要来自NH₃泄漏、BOG释放及环境转化，需通过回收和抑制措施加以管理。

5. 技术挑战与建议

• 发动机优化：严格控制NOₓ和N₂O直接排放，高效率发动机和尾气处理技术至关重要。
• 供应链管理：通过降低BOG泄漏、回收利用和泄漏监测减少间接损失。
• 环境不确定性：未来需研究较不明确的N向N₂O环境转换因子。

研究意义与局限性

• 意义：为政策制定和船舶燃料转型提供科学依据，明确氨的气候优势及其前提条件。
• 启示：氨需在全生命周期严格控制排放，才能成为真正的低碳或零碳燃料。

参考文献

《Environ. Sci. Technol.》2025, 59, 9037-9048