På rette spor med ammoniak: Alfa Lavals næste generations produkter tager form

 Ammoniak vinder hurtigt frem som et kulstoffrit brændstof i kapløbet om at dekarbonisere den globale skibsfart. Med sin skalerbarhed, energitæthed og evne til at blive produceret vedvarende udgør ammoniak en af de mest troværdige veje til en bæredygtig fremtid.

I modsætning til andre alternative brændstoffer er forbrænding af ammoniak kulstoffri på grund af dets molekylære struktur. Hvis det produceres ved hjælp af vedvarende energi, udleder det såkaldte »grønne ammoniak« nul kuldioxid fra produktion til forbrænding. Det kan også opbevares som en væske under tryk eller ved lav temperatur, hvilket for eksempel undgår de dyre kryogene krav til LNG.

Men at gøre ammoniakkens fremtid til virkelighed kræver mere end teoretisk engagement. Det kræver betydelige kapitalinvesteringer, grundig ingeniørarbejde, gennemprøvet udstyr og samarbejdspartnerskaber på tværs af værdikæden. Hos Alfa Laval er det netop det, vi har fokuseret på: at omsætte ammoniakkens potentiale til praktiske, gennemførlige løsninger, som rederier kan stole på fra dag ét.

Som et giftigt og nyt brændstof medfører ammoniak naturligvis også store udfordringer. Men vi har stået over for lignende udfordringer før; vores erfaring med at udvikle systemer og produkter til LNG, metanol og andre brændstoffer med lavt flammepunkt har formet vores tilgang og givet os et forspring.

I den første del af vores todelte blog om ammoniak ser vi nærmere på, hvordan vi udvikler to væsentlige komponenter til et ammoniakdrevet skib – FCM Ammonia-brændstofforsyningssystemet og Aalborgs multifuel-kedelløsninger – med fokus på sikkerhed, kontrol og integration i den virkelige verden.

FCM Ammonia – en komplet løsning til sikker og effektiv brændstofforsyning

Det nye Alfa Laval FCM Ammonia, der er designet til sikker brug af ammoniak, omfatter et brændstofforsyningssystem (FSS) som den primære løsning til tilførsel af brændstof til motoren. Dette basissystem er integreret med et brændstofventilsystem (FVT) til isolering af motoren fra opstrøms systemer og et udluftningsbehandlingssystem (VTS) til sikring af en kontrolleret udluftning til atmosfæren. Det dedikerede automatiseringssystem i FCM Ammonia regulerer alle kritiske funktioner i FSS, FVT og VTS.

FCM Ammonia er baseret på Alfa Lavals gennemprøvede FCM-platform og sikrer, at motoren modtager ammoniak ved nøjagtigt det tryk, den temperatur og den gennemstrømningshastighed, der kræves, i takt med variationer i motorbelastningen. Systemets avancerede styringslogik, der er udviklet fuldstændigt internt, muliggør jævn, præcis brændstofopbygning og automatiske skift, hvilket sikrer ensartet ydeevne. Derudover er FCM Ammonia designet til at være så fleksibelt som muligt, hvilket gør det nemt at tilpasse til forskellige skibsdesign – nybygninger eller eftermonteringer – i overensstemmelse med kravene i kundernes skiftende brændstofstrategier.

Sikkerhed er en grundlæggende funktion. Hver komponent er nøje udvalgt for at være kompatibel med ammoniak, og systemet omfatter kontinuerlig overvågning, automatiske sikkerhedsforanstaltninger og dedikerede nødprotokoller. For at forhindre udledning til atmosfæren kan FCM integreres med et VTS baseret på flertrinsabsorption, der sikkert neutraliserer ammoniak i udluftningsstrømme, hvilket giver skibsejere fleksibilitet i forhold til at opfylde kravene til ammoniakemissioner.

Fremadrettet forbereder Alfa Laval sig på at digitalisere FCM-platformen fuldt ud med datafangstfunktioner, der vil understøtte fjernovervågning, ydeevneoptimering og forebyggende vedligeholdelse. Ved at spore brændstofadfærd og systemtilstand over tid vil operatører kunne reducere uplanlagt nedetid og træffe smartere, datadrevne beslutninger.

Aalborg marinekedel – multifunktionelt system til opvarmning og sikkerhed

På mange havgående skibe bruges kedler typisk til dampgenerering – til opvarmning af last, HVAC- og hjælpesystemer samt losning af last, tankrensning osv. Så længe skibene er designet som dual-fuel-skibe, vil dampkedelsystemer være en nødvendig del af deres drift i diesel-tilstand.

Derudover vil den Aalborg multi-fuel-kedel, som vi også udvikler, på ammoniakdrevne skibe blive anvendt til mere kritiske opgaver, herunder forbrænding af den ammoniak/nitrogen-gasblanding, der frigives under skibets drift, samt termisk oxidation af ammoniak, der fordamper fra lagertanken. Disse funktioner er baseret på vores omfattende erfaringer med Aalborg-dobbeltbrændstofkedler på LNG-drevne skibe, hvilket udgør et gennemprøvet og pålideligt udgangspunkt for det nye ammoniak-kedelsystem.

Når det gælder termisk oxidation af fordampet ammoniak, ser vi muligheder for at forbedre brændstofeffektiviteten samt forenkle skibsdesignet. To-takts ammoniakmotorer producerer udstødningsgas med lavere temperatur, hvilket reducerer potentialet for varmegenvinding, og derfor vil forbrænding af brændstof i kedlen være nødvendig for at dække skibets varmebehov. Hvis kedlen bruger ammoniak fra brændstoftanken, kan skibet både styre brændstoftemperaturen og tanktrykket og samtidig dække varmebehovet. Desuden kan andre systemer til styring af brændstoftemperatur og tanktryk udelades, hvilket kræver mindre ekstraudstyr i forbindelse med brugen af ammoniakbrændstof.

Først på banen på flere fronter

Som en førende aktør i ammoniakomstillingen har Alfa Laval spillet en nøglerolle i at forme, hvordan dette lovende brændstof kan anvendes sikkert og praktisk til søs. Vores engagement spænder over branchefælles forskning, samarbejdsbaserede skibskoncepter, live pilotprojekter og systemvalidering i fuld skala.

Vi var en vigtig bidragyder til Maersk Mc-Kinney Møller Center for Zero Carbon Shippings banebrydende rapport fra marts 2023, »Managing Emissions from Ammonia-Fueled Vessels« – en teknisk dybdegående analyse af emissioner, sikkerhed og lovgivningsmæssige veje for ammoniak. Vi bidrog også med ekspertise inden for kedelteknologi til pilotprojektet »Ammonia powered tanker«, der blev ledet af Equinor under Norges Green Shipping Programme, og hjalp med at definere, hvordan ammoniak kan håndteres om bord både i drift og i nødsituationer.

På nybygningssiden har vi arbejdet tæt sammen med K Shipbuilding i Sydkorea om et design til et MR1-tankskib med dobbeltbrændstof, der har modtaget principgodkendelse (AiP) fra klassifikationsselskabet ABS. Dette projekt dækkede hele omfanget af designet til ammoniakbrændstof – FCM Ammonia, Aalborg multifuel-kedel, FVT og et kombineret VTS. På teknologiudviklingsniveau bevæger vi os fra teori til praksis. Vores partnerskab med motorproducenten WinGD har resulteret i et testanlæg til brændstofsystem og injektorer i drift på WinGD's forskningscenter i Winterthur, Schweiz. Testanlægget har allerede bestået valideringen, og det komplette FCM er i øjeblikket ved at blive idriftsat – en vigtig milepæl på vejen mod kommerciel klarhed. Dette samarbejde er baseret på gensidig testning, datavalidering og iterativt systemdesign, hvilket giver os mulighed for at finjustere styringslogik, rensningsprocedurer og sikkerhedsfunktioner under dynamiske belastningsforhold.

Dette arbejde understøttes af pilotprojekter i den virkelige verden. I slutningen af 2024 bestilte det kinesiske rederi Tianjin Southwest Maritime syv LPG/ammoniak-tankskibe, der skal bygges på CSSC Huangpu Wenchong Shipyard, hvor Alfa Laval skal levere de komplette FCM-ammoniaksystemer. Og i et separat gennembrud i Sydkorea har vi sikret os den første ordre nogensinde på et marint kedelsystem, der er designet specifikt til forbrænding af ammoniak-spildgas – hvilket skaber præcedens for reduktion af ammoniakudledning om bord.

Alle disse bestræbelser understøttes af fuldskala-validering på vores opgraderede Test & Training Centre i Aalborg, Danmark. Anlægget er mere end blot en testplads for individuelle komponenter – det simulerer komplette skibssystemkonfigurationer, hvor FCM, kedel, udluftningsbehandling og motorinterface integreres under reelle driftsforhold til søs. Det er her, vi samler teori, modellering og fysiske tests for at optimere systemets funktionalitet.

Uanset om det er gennem hvidbøger fra branchen, fælles teknologiudvikling eller kommercielle pilotordrer, indgår disse samarbejder direkte i produktudviklingen, hjælper med at fremskynde markedsføringstiden og giver os – og vores kunder – et klarere billede af, hvor brændstofomstillingen er på vej hen.

Tillid til kompleksitet

At indføre ammoniak er ikke bare plug-and-play. Det kræver koordineret udstyr, intelligente styresystemer og tilpasning til lovgivningen – og derfor fokuserer Alfa Laval på integration på systemniveau, ikke på isolerede komponenter. Uanset om det drejer sig om at sikre brændstofforsyning, styre energi eller mindske udledningen af giftige stoffer, udvikler vi løsninger, der ikke bare fungerer, men som fungerer sammen.

Og selvom vores nuværende fokus er på ammoniak, rækker tankegangen længere. De systemer, vi udvikler, afspejler en brændstof-agnostisk tankegang: designet til at understøtte nutidens brændstoffer, men klar til at tilpasse sig, når nye kulstoffrie løsninger dukker op. For når det gælder om at navigere i et komplekst og hurtigt skiftende brændstoflandskab, går tillid og fleksibilitet hånd i hånd.

Hvad er det næste skridt for ammoniaksikkerhed?

I den kommende del 2 af vores ammoniakblog dykker vi dybere ned i det afgørende spørgsmål om sikkerhed – herunder hvordan Alfa Lavals integrerede ARMS-strategier omdefinerer håndteringen af ammoniak om bord. Opdag, hvordan kedelbaserede og vandbaserede løsninger kan arbejde sammen for større robusthed, overholdelse af lovgivningen og fleksibilitet i praksis.