航运虽然对贸易至关重要，但对导致气候变化的排放做出了重大贡献。全球航运排放了全球温室气体(GHG)的3%。由于海运业负责运输不少于90%的世界商业，该行业面临越来越大的压力，要求迅速减少其碳足迹。
“公海的国际航运是欧洲所有排放的主要来源之一，”德国航空航天中心(DLR)科学家赛义德-阿西夫·安萨尔(Syed-Asif Ansar)说。
他说，虽然3%的规模似乎不是巨大的，但全球航运需求的增长意味着海运排放的加速速度快于大多数其他行业。
如果不采取行动，航运可能在几十年内占全球排放量的10-13%。
过渡燃料
今天，大多数远洋班轮和集装箱船依靠柴油发动机发电来推动船舶。国际海事组织(IMO)是联合国负责监管航运的机构，其目标是到2050年将远洋船舶排放量减少一半。这要求该行业朝着更清洁的燃料发展方向发展。
一种方法是抛弃柴油并转向液化天然气(LNG)。当天然气(甲烷)从气态形式冷却到液态形式时，形成液化天然气，使其体积小600倍。这使得它更容易运输和储存。提高温度会将其变回气体。
虽然液化天然气仍然是一种化石燃料，但它被列入欧盟分类法，该分类法将其列为过渡燃料，将有助于在不久的将来转向可再生能源。
排烟
2020年，Nautilus项目着手开发一种基于液化天然气的新型发动机，与柴油相比，该发动机的温室气体排放量将减半，并完全去除柴油机尾气，柴油机尾气含有对海洋生物和人类健康有害的污染物。
鹦鹉螺项目的名字来自希腊语中的水手，现在正在德国的DLR中建造一个特殊的发动机，该发动机将使用液化天然气运行。
该发动机包含一个固体氧化物燃料电池，可将液化天然气转化为电能 - 而不燃烧气体 - 然后为电池供电。燃料电池和电池一起推动船舶。来自气体的化学能比刚刚燃烧时进入推进的化学能要多得多。
“能量转换不是燃烧，而是电化学转换，”鹦鹉螺项目负责人Ansar说。“它的效率要高得多。
固体氧化物燃料已经存在，但还没有用于运输的规模。它们被设想用于发电厂。但现有技术对于船舶来说太笨重了。“重量不是船上的主要问题，”安萨尔说，“但体积才是。
远洋班轮
还要考虑一下，一艘典型的远洋班轮需要40到60兆瓦，与一个拥有约10 000所房屋的城镇的电力消耗大致相同。目前，欧洲的供应商只能提供大部分低于10千瓦的固体氧化物燃料电池单元，只是所需功率的一小部分。
鹦鹉螺项目已经建造了高达30千瓦的大型燃料电池，然后将其捆绑在一起，以实现船舶所需的40至60兆瓦。
该团队的目标是到2024年获得陆上测试认证，到2026年获得船上测试，到2030年获得由发动机驱动的客船。
下一步将是集装箱船。他们想得很远。“我们不想在利基应用中为船舶提供动力，”Ansar说。“我们想瞄准房间里的大象，即货船，大型客船和其他远洋班轮。
由于液化天然气发电仍然会产生二氧化碳排放，该项目还进一步展望了这种过渡性化石燃料何时被低碳替代品所取代。
绿色甲烷
最初，燃料将被混合，然后被使用太阳能或风能产生的可再生形式的液化天然气(绿色甲烷)所取代。绿色甲烷不会向大气中添加排放物。
目前，目标是逐步用利用燃料电池，液化天然气和电池存储的技术取代船上的柴油发动机。进一步的挑战包括使这些装置足够坚固，适合大规模的远洋航行，并能够在不同的载荷下运行。
但是，在为远洋货轮和油轮提供动力时，柴油和液化天然气并不是唯一的选择。另一个项目旨在通过利用氨的潜力来振兴航运业，从而清理全球航运。
氨广泛用于化学工业，最广为人知的是化肥中的关键成分。无色且具有刺鼻的气味，氨分子(NH3)富含氢气的事实使其非常适合作为燃料进行调整。当用作燃料时，唯一的排放物是水，没有碳存在来产生二氧化碳。
“人们非常关注氨作为化石燃料推进燃料的可能替代品，”意大利RINA咨询公司的Andrea Pestarino说，“但现在没有可以安装在船上的商业发动机。他负责协调恩吉氨项目，该项目是全球众多寻求利用氨为航运提供动力的举措之一。
能量密集
氨是一种相对高能量密集的储存和运输可再生能源产生的绿色氢气的手段。液氨将更多的能量装入与液态氢相同的体积中，并且可以储存在零下33°C，而氢气则储存在零下253°C。
“你不是储存氢气，而是储存氨，”佩斯塔里诺说。在实践中，这意味着您不再需要大型加压罐来储存浓缩氢气，而是可以简单地保持冷冻液氨。
尽管如此，仍然需要小心以确保没有泄漏，因为氨是有毒和有异味的。该项目正在应对进一步的挑战。确保在消耗氨时从废气中清除有害的一氧化二氮气体。
这是航运界对小镇的谈论。“氨目前被视为航运业脱碳的最有效方式，尤其是推进，”佩斯塔里诺说。
绿氨
工程氨还用于将陆地上使用的技术转化为为海况做好准备的船形技术。这需要将废热回收用于电力和空调的策略。还有一些实际的挑战，例如将太阳能电池板安装到集装箱船上的位置，这些集装箱船在今天设计时几乎没有自由表面。