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根據(jù)歐洲環(huán)境署的數(shù)據(jù)，海運占歐盟總碳排放量的3%以上。僅在2019年，二氧化碳排放量就達到了1.44億噸。由于貿(mào)易量的急劇上升，航運業(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。在這種背景下，供應商開始轉(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險。

為了避免這些問題，弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統(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。

這項技術不需要在船上攜帶大型的氫氣罐，在提高航運效率的同時還可以顯著降低排放，使其更安全地運輸和處理。該項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，充分利用船隊中現(xiàn)有的內(nèi)燃機技術，并為船舶進行長距離海上航行創(chuàng)造了經(jīng)濟上可行的方式，減少97％的溫室氣體排放。

該項目的技術核心是反應器。甲醇與水混合，通過加熱蒸發(fā)，進入預熱的反應器中，甲醇和水的混合物轉(zhuǎn)化為氫氣和二氧化碳。在氫氣分離和反應器工程方面，F(xiàn)raunhofer IKTS在膜處理技術方面有多年經(jīng)驗，開發(fā)了一種涂有碳的陶瓷膜。氫分子通過極細的膜孔逸出，而較大的二氧化碳氣體分子被保留下來。在此過程中，氫氣的純度可達到90%以上，氫氣被送入發(fā)動機，在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機中燃燒驅(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，技術挑戰(zhàn)之一是擴大陶瓷膜，使其能夠用于船舶發(fā)動機所需的推進。研究人員設法將薄膜的原始長度從僅105mm擴大到500mm，使發(fā)動機推進力高達1MW，中期目標是開發(fā)20MW及以上的推進系統(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，歐洲議會呼吁航運公司大幅減少排放。憑借零排放氫推進系統(tǒng)，HyMethShip項目可以在這方面做出重要貢獻，在其他行業(yè)也有潛在的應用。甲醇制氫原理也可應用于化工行業(yè)的多種場景。 

原標題：甲醇重整+碳捕捉？探索大型船舶用氫技術方案