Ammonia as a fuel in maritime decarbonization

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli kerätä tietoa ammoniakista ja sen potentiaalista kestävänä merenkulun polttoaineena. Työssä pyritään esittelemään ammoniakin mahdollisuuksia merenkulussa, vertailemaan sen ominaisuuksia muihin polttoaineisiin sekä tutkimaan mahdollisia haasteita, jotka liittyvät teknisiin ratkaisuihin ja turvallisuuteen.

Tutkimus toteutettiin laajalla kirjallisuuskatsauksella, jossa analysoitiin olemassa olevia säädöksiä, merenkulun hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen tähtääviä keinoja sekä teknisiä ratkaisuja, kuten bunkrausta, varastointia, polttoaineen syöttöä ja moottorien jälkiasennusta. Lisäksi arvioitiin turvallisuusnäkökohtia, kuten henkilöstön turvallisuutta, vuotojen havaitsemista, ilmanvaihtoa ja paloturvallisuutta. Keskeisimmät lähteet, joihin selvitys perustuu, ovat Det Norske Veritas (DNV), International Maritime Organization (IMO), International Renewable Energy Agency (IRENA), European Maritime Safety Agency (EMSA), Society for Gas as a Marine Fuel (SGMF) sekä laitevalmistajat MAN Energy Solutions ja Wärtsilä.

Tutkimuksen tulokset osoittavat, että ammoniakilla on merkittävää potentiaalia merenkulun polttoaineena, mutta sen käyttöön liittyy myös huomattavia haasteita. Erityisesti teknisten ratkaisujen ja turvallisuustoimenpiteiden kannalta on vielä ratkaisemattomia kysymyksiä, jotka on otettava huomioon ennen laajamittaista käyttöönottoa.

The objective of this thesis was to gather information about ammonia and its potential as a sustainable maritime fuel. The study aims to present the possibilities of using ammonia in maritime applications, compare its properties with other fuels, and examine potential challenges related to technical solutions and safety. The research was conducted through an extensive literature review, analyzing existing regulations, measures for reducing maritime carbon emissions, and technical solutions such as bunkering, storage, fuel supply, and engine retrofitting. Additionally, safety aspects, such as personnel safety, leak detection, ventilation, and fire safety were assessed. The key sources for this study include Det Norske Veritas (DNV), the International Maritime Organization (IMO), the International Renewable Energy Agency (IRENA), the European Maritime Safety Agency (EMSA), the Society for Gas as a Marine Fuel (SGMF), and equipment manufacturers MAN Energy Solutions and Wärtsilä. The research findings indicate that ammonia has a significant potential as a maritime fuel, but its use also presents considerable challenges. Unresolved issues related to technical solutions and safety measures need to be addressed before widespread adoption can occur.