水面上，一场航运减碳的竞速赛正悄然上演。

最近，全球首艘纯氨燃料内燃机动力示范船“氨晖号”在安徽巢湖水域成功首航，这标志着氨燃料在船舶领域的工业化应用取得重大突破，为航运业节能减排、绿色发展开辟出一条新路径。

航运业托举着全球80%以上的国际贸易，其绿色低碳化迫在眉睫。

这两年，与航运燃料低碳化有关的新闻不绝于耳——特斯拉的Megapack储能系统开始为远洋货轮供电，全球首艘氢燃料电池渡轮“MF Hydra”已在挪威峡湾实现数百次往返，珠江口试航的甲醇双燃料集装箱船碳排放直降15%，硫氧化物近乎绝迹……

相比人们熟知的LNG、甲醇、氢等燃料，作为新型船舶燃料的氨何以“后来者居上”？巢湖上这艘纯氨船，又将如何携手国内船企和科研机构，激荡起新能源船舶万亿蓝海的创新涟漪？

没有黑烟的船

7月3日下午3时30分许，气温飙升到38℃。当我们来到位于巢湖东南角的散兵镇时，合肥综合性国家科学中心能源研究院副主任吴殿武正带领团队成员，在闷热的码头办公室开碰头会。距此不远的岸边，“氨晖号”身披首航成功横幅静静靠泊着。

“首航很成功，但相关参数还有继续优化的空间。我们要继续开展试验，找出最为经济可靠的方案。”吴殿武说。

顶着烈日，我们登上“氨晖号”。沿舷梯下到船舱，一组管线纵横的动力装备映入眼帘。这就是氨晖号的“心脏”——一台200千瓦的高速气体内燃发电机组、2台100千瓦推进电机及双桨推进系统。

氨，是化学工业的重要原料，由于其能量密度高，以及不含碳元素等特性，作为燃料应用潜力巨大。但相比甲烷等燃料，氨的燃烧性很弱，燃点更高达651℃。直到2020年以前，很多人还认为氨是不可能在内燃机里被点燃的。

化“不可能”为可能。为激活氨的高燃点，能源研究院团队选择了当时行业内还没有先例的等离子点体火方式。

吴殿武形象地解释：“借助等离子体的高能量，不仅可以迅速让内燃机温度升高，还能将有些‘害羞’的氨燃料的微观结构进行改变，使其变得更加‘热情奔放’，进而提升燃烧性。”　

从实验室样机到重卡内燃机，从点火头材料研发到储氨装置个性化设计……伴随相关技术方案的持续迭代，氨燃料内燃机功率越做越大。2023年，团队与深圳海旭新能源有限公司开展合作，将目标瞄准了纯氨燃料在船用内燃机上的应用。

“之前的设计方案是将柴油等传统燃料与氨混合，但纯氨才是真正的零碳排放。”吴殿武告诉我们，当马士基等巨头纷纷开始布局氨燃料，国内科研团队更不能满足于眼前的小突破，“快马加鞭，争取早日形成先发技术优势。”

内燃机本质上是一个精密的燃烧腔体。为了能在封闭腔体内实现长时间的稳定燃烧，除点火能量要大，氨还必须从自己的“身体”里裂解出更多的氢。

氨、氢两种气体“个性”迥异，但一旦结合，却能形成有趣的互补效应，为内燃机注入源源不断的动力。

道理不难理解，真正付诸实施却遇到了许多新问题。首当其冲的是，氢、氨比例如何控制？

“必须要有个能即时读取氢浓度的灵敏装置。”研究员陈龙威钻研氨燃料内燃机动力系统多年，他告诉我们，内燃机在结构上大同小异，最大的考验在于燃烧工艺和设备的适配性。

以测氢仪为例，铅笔盒大小的装置里布满精密的气体探头，在堪比超级“高压锅”的内燃机里，这些探头如何稳定工作？

为解决这个技术难题，陈龙威和同事们加班加点，在项目合作伙伴的助力下，他们仅用不到三个月就拿出了纯氨内燃机测氢仪的设计方案，“修改过的图稿足有上百份。”

没有黑烟、没有异味，监测数据显示：二氧化碳排放近乎为零，氮氧化物浓度不到国家标准四分之一，噪音比图书馆还低。

近一个小时的首航，“氨晖号”实现了纯氨燃料的稳定充分燃烧、二氧化碳的近零排放和氮氧化物的有效控制等预期目标，验证了氨氢融合燃料的潜力。

不含碳的燃料“新星”

航运业每年排放多少二氧化碳？约10亿吨。

这个数字相当于每年全球汽车排放量总和的530倍，而一艘超大型集装箱船（VLCC）烧重油一天的排放量，相当于3万辆家用轿车。

脱碳“生死劫”之下，世界各国纷纷押注零碳排放的新燃料。氨就是其中之一。

氨燃料的崛起堪称一场从“增收明星”到“零碳新贵”的华丽跨界。1727年，英国化学家哈尔斯首次通过分解铵盐制得氨（NH?），它由一个氮原子与三个氢原子紧密相拥，其核心优势源于“零碳基因”——不含碳元素，燃烧时主要生成氮气与水，这就从根源上阻断了二氧化碳排放。

但氨独特的分子结构也导致了燃烧速度慢、点火要求高等缺陷。此后两百多年，虽然合成氨技术不断突破，但其还是主要被应用于化肥领域。直到进入新世纪，当气候危机敲响警钟，当绿电消纳成为必答之题，氨才以“绿色燃料”身份在航运业翻红。