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根據(jù)歐洲環(huán)境署的數(shù)據(jù)，海運(yùn)占?xì)W盟總碳排放量的3%以上。僅在2019年，二氧化碳排放量就達(dá)到了1.44億噸。由于貿(mào)易量的急劇上升，航運(yùn)業(yè)成為了增長最快的溫室氣體排放源之一。因此，世界各地的造船商和運(yùn)營商都在尋找環(huán)保的替代品，以取代傳統(tǒng)的燃油或柴油驅(qū)動的船舶發(fā)動機(jī)。在這種背景下，供應(yīng)商開始轉(zhuǎn)向?qū)⒕G氫作為清潔能源。然而，在公海上攜帶重大型裝有加壓氫氣的專用罐具有一定的風(fēng)險。

為了避免這些問題，弗勞恩霍夫陶瓷技術(shù)和系統(tǒng)研究所(以下簡稱Fraunhofer IKTS)與合作伙伴共同開發(fā)了“HyMethShip”項(xiàng)目，使用甲醇作為液態(tài)氫載體。船舶先在港口加注甲醇，在燃燒之前，甲醇被重整為氫氣和二氧化碳。收集廢二氧化碳并將其存儲在船上的儲罐中，再將其排放到岸上，用于產(chǎn)生更多的甲醇。

這項(xiàng)技術(shù)不需要在船上攜帶大型的氫氣罐，在提高航運(yùn)效率的同時還可以顯著降低排放，使其更安全地運(yùn)輸和處理。該項(xiàng)目雖然不適用于所有類型的船舶，但通過在閉環(huán)中使用二氧化碳，充分利用船隊(duì)中現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)，并為船舶進(jìn)行長距離海上航行創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)上可行的方式，減少97％的溫室氣體排放。

該項(xiàng)目的技術(shù)核心是反應(yīng)器。甲醇與水混合，通過加熱蒸發(fā)，進(jìn)入預(yù)熱的反應(yīng)器中，甲醇和水的混合物轉(zhuǎn)化為氫氣和二氧化碳。在氫氣分離和反應(yīng)器工程方面，F(xiàn)raunhofer IKTS在膜處理技術(shù)方面有多年經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了一種涂有碳的陶瓷膜。氫分子通過極細(xì)的膜孔逸出，而較大的二氧化碳?xì)怏w分子被保留下來。在此過程中，氫氣的純度可達(dá)到90%以上，氫氣被送入發(fā)動機(jī)，在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)中燃燒驅(qū)動，并且不會產(chǎn)生任何對氣候有害的廢氣。

在開發(fā)過程中，技術(shù)挑戰(zhàn)之一是擴(kuò)大陶瓷膜，使其能夠用于船舶發(fā)動機(jī)所需的推進(jìn)。研究人員設(shè)法將薄膜的原始長度從僅105mm擴(kuò)大到500mm，使發(fā)動機(jī)推進(jìn)力高達(dá)1MW，中期目標(biāo)是開發(fā)20MW及以上的推進(jìn)系統(tǒng)。

在能源轉(zhuǎn)型和歐洲綠色協(xié)議的背景下，該行業(yè)開始面臨越來越大的政治壓力。2020年，歐洲議會呼吁航運(yùn)公司大幅減少排放。憑借零排放氫推進(jìn)系統(tǒng)，HyMethShip項(xiàng)目可以在這方面做出重要貢獻(xiàn)，在其他行業(yè)也有潛在的應(yīng)用。甲醇制氫原理也可應(yīng)用于化工行業(yè)的多種場景。 

原標(biāo)題：甲醇重整+碳捕捉？探索大型船舶用氫技術(shù)方案