气体载体领域的创新——技术和开创性项目

最近，为支持脱碳和数字化而设计的气体运输船部分的一些创新在原则上获得了DNV的批准。它们的范围从氢、氨、二氧化碳和液化天然气技术到数字孪生系统。

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2022年12月15日
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气体载体领域的创新——技术和开创性项目

整个航运业的许多研发活动表明，海事组织到2050年实现温室气体净零排放的目标正在得到非常重视。在气体运输船领域，DNV已经能够在原则上批准相当多的创新技术解决方案，以应对与氢气、氨和液化天然气的生产和处理，以及碳捕获和存储、燃料电池、风力推进和数字化检查相关的一些关键挑战。此外，通过各种联合行业项目和谅解备忘录，DNV推广有潜力推动航运业，特别是气体运输业，走向零碳未来的技术。

管理液化氢运输的挑战

利用海上风能或光伏能源为产氢电解槽供电被认为是能源成功转型的关键技术之一。然而，作为所有分子中最小的分子，H2很容易逸出，很难处理、储存和运输。液化氢气需要冷却到- 253°C。DNV向法国Gaztransport & Technigaz公司(GTT)授予了两项关于液化氢(LH₂)膜式容器系统设计和LH₂载体初步概念设计的原则上批准。这两个项目都是与壳牌公司协议的一部分，是迈向高效氢供应链发展的重要步骤。

浮绿氨FPSO机组

氨已被公认为能源转型的关键能源载体。除了在化肥和化学生产方面的传统用途外，它还可以用作无碳燃料和氢运输和储存介质。总部位于挪威的H2 Carrier公司开发了一种浮式绿色氨生产、储存和卸载装置(FPSO)的设计，该设计已获得DNV的原则上批准。在现有超大型天然气运输船的基础上，FPSO将使用可再生电力电解海水，并使用船上生产的氮气将产生的氢气转化为氨。创新的P2XFloater以具有竞争力的价格为绿色氨的生产提供了低成本，快速和灵活的解决方案。

固定式和浮式氨加油终端

预计国际海事组织(IMO)将通过使用氨作为船舶燃料(可能是零碳燃料)的规定，该行业正在采取措施建立氨燃料基础设施。挪威DNV公司原则上批准了挪威Azane燃料解决方案公司的氨加油和装载终端设计。Azane是ECONNECT能源公司(安全气体处理、储存和传输系统专家)和船舶项目开发商Amon Maritime的合资企业，希望为北欧和世界各地的港口提供其专有的氨燃料补给终端，作为安全的交钥匙解决方案，填补氨价值链的空白。

以氨为动力的绿色氨罐车

Grieg Edge、LMG Marin和Wärtsilä联合设计了一种氨运输船的概念，该概念最近在原则上获得了DNV的批准。这艘船不仅被设计用来运输绿色氨，还可以用作燃料。这艘名为MS Green氨的油轮概念是一组挪威公司的一个更大项目的一部分，他们计划利用风能生产绿色氨，并让MS Green氨将其运输到挪威海岸的陆地储存设施，或者作为未来氨燃料船只的燃料船。这艘船长约120米，由Wärtsilä氨发动机提供动力，将能够运输7500立方米的货物。

升级车载燃料电池技术

壳牌、斗山燃料电池、Hyaxiom、韩国造船海洋、DNV等3家企业组成了以燃料电池为辅助船用动力的财团。燃料电池作为一种降低船舶燃油消耗的手段，已经被研究了很长时间。该财团计划首先在KSOE建造的17.4万立方米液化天然气运输船上安装600千瓦的示范固体氧化物燃料电池(SOFC)系统。作为一项长期计划，该财团的目标是开发以固体氧化物燃料电池为动力的船舶。DNV将负责批准图纸，检查设施，并认证演示船。

用于碳捕获、利用和储存(CCUS)时代的液化二氧化碳载体

捕获燃烧过程中的碳排放，无论是基于化石燃料还是绿色燃料，都有助于减少大气中的碳。捕获的二氧化碳既可以用来合成甲醇等其他燃料，也可以泵入地下地质构造永久储存。要以经济上可行的方式做到这一点，需要包括液化二氧化碳(或LCO2)载体在内的二氧化碳价值链。DNV原则上批准了三井O.S.K.航运有限公司(MOL)和三菱造船有限公司(MHIMSB)联合设计一艘5万立方米级LCO2运输船，这是一个示范项目。业内预计这种船型的需求将大幅增长。

综合LCO2载体设计，采用真空管储罐

人们正在研究和开发各种运输LCO2的方法。DNV原则上批准了三星重工(SHI)的一种创新的LCO2运输船设计，包括定制开发的大型IMO type-C型bilobe货舱、可靠的货物装卸系统和高效的再液化系统。该船具有优化的货舱空间和操作性能，旨在支持未来大规模的LCO2运输需求。

用于大型船舶的常温垂直缸LCO2储罐系统

克努森NYK碳运输公司(KNCC)是克努森集团和日本邮船集团成立的新合资公司，开发了用于运输LCO2的“PCO2”罐系统。二氧化碳分压概念专为大型船舶和高效的二氧化碳价值链而设计，旨在通过在0-10°C的环境温度范围内运输液化二氧化碳来解决规模挑战。这是通过将液化气储存在垂直堆叠的小直径压力钢瓶中而不是大型圆柱形罐中来实现的。通过在这些条件下运输LCO2，与现有解决方案相比，该概念旨在显著扩大运输量，同时在整个运输链上保持相对均匀的压力、温度和状态。

优化、低成本的液化天然气(LNG)运输船设计

在最近的能源危机和政治不确定性中，液化天然气运输的需求变得更加迫切，尤其是对欧洲而言。法国LNG容器专家GTT公司已获得DNV公司原则上批准其三罐、17.4万立方米的LNG运输船设计。该概念旨在通过使用3个货舱而不是4个货舱来提高船舶的盈利能力和整体性能，从而降低建造成本。“Mark III Flex”技术提高了运输的LNG体积与低温衬管表面积之间的比例，从而降低了每日的煮沸率。

联合循环发电厂最大限度地减少液化天然气运输船的甲烷滑移

由西门子能源、 Moss Maritime、DNV 和 Fearnleys 组成的财团开发了一种LNG船设计，该船将由混合联合循环动力和推进装置提供动力，该装置采用SGT 400燃气轮机，结合热回收蒸汽发生器、蒸汽轮机和用于电力推进和配电系统的BlueVault储能解决方案。混合动力装置非常有效地燃烧燃料，最大限度地减少甲烷滑移，这是lng燃料船舶的一个关键问题。这种设计还减少了部件的数量，从而降低了新造船的成本。DNV估计，与目前的液化天然气运输船相比，该船将减少11-18%的二氧化碳当量排放和9-17%的单位运费成本。

旋翼帆和其他风力辅助推进方案

大宇造船海洋(DSME)和DNV签署了共同开发旋翼帆等船舶风力推进系统的谅解备忘录(MOU)。DNV将为DSME未来的转子帆系统提供型号认可设计认证(TADC)和技术支持。两家公司将联合研究LNG运输船和vlcc等深海船只上的风力辅助推进系统(WAPS)。DNV提供一系列与WAPS相关的服务，如分类、认证和咨询，并将发布增强的标准，以确保具有WAPS的船舶的总体安全改进。

通过数字双胞胎技术简化调查

DNV已原则上批准现代重工集团创新的现代智能数字双船(HiDTS)系统，确认该系统符合DNV数据驱动验证级符号的要求，用于具有数字双船限定符的电源管理系统(PMS)。这将允许使用数字双胞胎对PMS系统进行广泛和方便的检查，而无需测量员亲自参加，同时允许收集可靠的PMS测试运行数据并回放用于测量。记录的数据仍然可以无限期地访问。韩国造船海洋工程公司(KSOE)、现代重工(HHI)和DNV签署了一份新的谅解备忘录，将进一步研究数字双胞胎和自主技术的实用性。