全球船队改用氨燃料有什么后果？

麻省理工学院主导的一项研究表明，氨是一种几乎无碳的海上燃料，但如果没有新的排放法规，其对空气质量的影响可能会对人类健康产生重大影响。

当巨大的集装箱船漂洋过海运送货物时，柴油发动机会排放出大量空气污染物，导致气候变化并影响人类健康。据估计，海运业的二氧化碳排放量占全球排放量的近3%，该行业对空气质量的负面影响导致每年约10万人过早死亡。

作为监管海上运输的联合国机构，国际海事组织(IMO)的目标之一是使航运业去碳化，以减少这些有害影响。一个可能的解决方案是将全球的燃料从化石燃料转化为可持续燃料，比如氨，在考虑其生产和使用时，氨几乎是零碳的。

但在一项新的研究中，来自麻省理工学院等机构的研究人员组成的跨学科团队警告称，如果不在加强排放法规的同时采用氨作为海上燃料，可能会使空气质量进一步恶化，并导致对公众健康的破坏性影响。

氨燃烧会产生一氧化二氮(N2O)，其温室效应比二氧化碳强300倍。它还会以氮氧化物（NOx）的形式排放氮，未燃烧的氨可能会泄漏，最终在大气中形成细颗粒物。这些细颗粒物会被吸入肺部，导致心脏病发作、中风和哮喘等健康问题。

这项新研究表明，根据目前的法规，全球船队改用氨燃料每年可能导致约60万人过早死亡。不过，如果采用更严格的法规和更清洁的发动机技术，这种燃料转换可能会比目前海运排放造成的过早死亡人数减少约6.6万人，对全球变暖的影响也会小得多。

“并非所有的气候解决方案都是一样的。几乎总是要付出一些代价。我们必须采取更全面的方法，考虑不同气候解决方案的所有成本和收益，而不仅仅是它们的脱碳潜力，”麻省理工学院全球变化科学中心博士后、该研究的主要作者Anthony Wong说。“传统的氨是从天然气中提取氢，然后在极高温度下与氮气结合而制成的。这一过程通常伴随着大量的碳足迹。海运业正致力于开发绿氨，即利用可再生能源通过电解制造氢气并产生热量。理论上，如果在船舶发动机中燃烧绿氨，碳排放几乎为零。”

但是，即使是最环保的氨在燃烧时也会产生一氧化二氮（N2O）和氮氧化物（NOx），一些氨可能会在未燃烧的情况下泄漏。这些一氧化二氮会逸散到大气中，这种温室气体将在大气中存留100多年。此外，以氮氧化物和氨的形式排放的氮也会破坏脆弱的地球生态系统，当这些排放物被细菌分解时，会产生更多的一氧化二氮。

氮氧化物和氨还会与空气中的气体混合，形成细颗粒物。细颗粒物是造成空气污染的主要因素，每年造成约400万人死亡。

“说氨是一种‘清洁’燃料有点言过其实。它仅仅是无碳的，并不意味着它是清洁的和对公众健康有益。”Anthony Wong表示。

研究人员考虑了两种船用发动机。第一种为燃烧纯氨，会产生较多的未燃烧氨，但排放的氮氧化物较少。第二种发动机技术是将氨与氢混合，以改善燃烧并优化催化转化器的性能，从而控制氮氧化物和未燃烧氨的污染。

他们还考虑了三种政策情景：1、现行法规，只有某些地区限制氮氧化物排放。2、在北美和西欧增加氨排放限制。3、在全球范围内限制氨和氮氧化物排放。

研究人员使用船舶轨迹模型来计算每种情景下污染物排放的变化情况，然后将结果输入空气质量模型。空气质量模型计算了船舶排放对颗粒物和臭氧污染的影响。最后，他们估算了对全球公共健康的影响。

最后，该研究的结论是，如果没有新法规、燃烧纯氨的情况下，全球船队更换氨燃料每年将导致68.1万人过早死亡。

不过，该研究还指出，即使没有新的法规，使用更清洁的发动机技术也能将过早死亡的人数大幅减少到约8万人，这比目前海运排放造成的过早死亡人数减少了2万人。