氨、氢与生物燃料的安全过程结论
终期报告已经写在 技术报告 和各燃料页。这里补的是形成那些结论之前的过程文件：氨的物性与事故、氢的危害图谱、生物燃料加注的危害识别，以及生物柴油掺混泄漏后的环境行为。它们不另设一套合规义务。
来源：EMSA NH3SAFE Part 1（2024-06-24）· HSAFE Part 1（2024-06-24）· Safe Bunkering of Biofuels Part 1 与 Tasks 2–3 HAZID（2024-03）· Study on biodiesel-bunker fuel blends
氨：毒性从几十 ppm 就开始
NH3SAFE 第一部分比较的是氨相对常规燃料和 LNG 的差别：主要危险是毒性和腐蚀，不是先看可燃性。对健康有害的浓度可以从 25–50 ppm 开始，300 ppm 被 NIOSH 标为立即危及生命或健康（IDLH，30 分钟）。气味阈值约 2–5 ppm，泄漏时人会先闻到，但气味造成的恐慌本身可能引发次生事故。
欧盟职业接触限值：8 小时 20 ppm，短时 50 ppm。美国 EPA 的 AEGL-2（可能造成不可逆伤害或妨碍逃生）约为 10 分钟 220 ppm、1 小时 160 ppm、8 小时 110 ppm。AEGL-3（危及生命）1 小时为 1 100 ppm。船级社对正常运行的泄漏限值大约在 25–50 ppm，关断限值大约在 150–300 ppm，彼此并不相同。IGF 规则没有氨的可接受泄漏限值。
毒性区域要单独划定，不能只沿用可燃区域。探测器若不能同时覆盖 ppm 级毒性和百分比级可燃浓度，每个位置要装两套。人员在氨相关处所应佩戴个人探测器，进入封闭处所前用便携探测器。液体喷射和浓密气雾需要全封闭气密服；不能用于液体喷射的等级不得拿来处理这类泄漏。应力腐蚀开裂和水、空气中的行为要写进材料选择。
未反应的氨逃逸不破坏臭氧、温室潜势为零，但会增加水体氮、促进富营养化，并作为细颗粒物前体。海上泄漏对藻类和动物的影响取决于浓度、暴露时间和物种。
氢：比天然气更容易点着，也更容易爆
HSAFE 第一部分以天然气和 IGF 规则为对照。氢的可燃范围更宽，最小点火能更低，燃烧速度更高，爆炸可以比天然气更剧烈，并可能转为爆轰。250–700 bar 储存时，高压释放即使不燃烧也有强压力效应，并且可以在没有明显点火源时自燃。
氢气密度低，敞开处会上升，封闭处会在高点聚集，探测器、通风和处所形状都要按这个密度设计。液氢沸点低：空气漏进系统会凝固成氮、氧和冰，堵塞管路；升温后富氧空气蒸发有爆炸风险。真空绝热失效时，外壳可以冷到使空气液化，氧比氮先凝结，接触材料更容易着火，船体钢也可能低温脆断。氢还会使金属脆化。大量泄漏会因缺氧造成窒息，火焰可见度低，表面温度低，会造成灼伤和冻伤。
围护系统损坏有可能一次放出船上全部氢气，所以储存和分配系统要防外部撞击。技术措施比操作措施更有效，但岸上的间距和「泄漏源全部露天」往往做不到船上。HIAD 2.0 的 575 起事故里，原因集中在系统设计与失效、人因；约 49% 涉及安全管理体系，约 35% 涉及材料或制造，约 29% 为个人人为差错，约 27% 为系统设计差错。近一半与人和组织有关。
IGF 规则里为天然气设置的屏障没有覆盖氢的极端可燃性。船级社在 IGF 概念之外增加的事项包括：风险评估范围、封闭处所积聚、液化或固化的空气与水、真空绝热丧失、透气桅、抗氢脆材料、管道泄漏尺寸直至全口径破裂、储罐位置、二次围护，以及人员防护。商用 CFD 可以算到爆燃，但对氢的验证少于天然气；泄漏频率和点火概率的氢专用模型缺少失效数据，是定量风险里不确定度最高的部分。
研究结论 EMSA HSAFE Part 1，2024-06-24。燃料路径见 氢基燃料。
生物燃料加注：危险集中在输送阶段
加注研究覆盖生物甲醇、二甲醚（DME）、费托柴油、氢化植物油（HVO）和脂肪酸甲酯（FAME）。前两者按气体单独评估；后三者按液体合并。费托柴油、HVO，以及在相当程度上 FAME，与馏分船用油的加注危险相近。生物甲醇与化石甲醇相同，可以沿用甲醇燃料船的做法，哥德堡港和 CEN 已有加注规范。生物 DME 在常温下是气体，接近液化石油气。费托柴油的专门规则最少。在经验成熟之前，研究建议用基于风险的加注方法。
2024 年 3 月 11–13 日的危害识别把危险主要放在输送阶段。两项关键保障是相容性评估和加注程序。生物甲醇和生物 DME 的事故严重度高于直接掺用的 HVO、费托柴油和 FAME。低闪点燃料船应按 IGF 规则另做包含加注情景的风险评估；生物甲醇另有临时指南。
工作坊没有标出高风险项。生物甲醇：中风险 9 项、低风险 9 项，其中「把甲醇加进常规燃油舱」严重度最高但被认为极不可能。生物 DME：中风险 19 项、低风险 5 项，较严重且较可能的是旅客或车辆干扰加注导致的火灾或爆炸。HVO、费托柴油和 FAME：中风险 2 项（相容性评估不完整，以及同样的旅客或车辆干扰），低风险 21 项。DME 要单独考虑热膨胀：低温供液会在接收船内膨胀溢出；环境温度供液可能超出冷冻船的再液化能力。这三种直接掺用燃料没有额外的安全风险项，但储存期可能短于常规燃油，变质和污染是操作问题。
陆上事故里反复出现的是燃料设施附近动火，以及维护不足导致的设备失效。个人防护以安全数据单为准，常见的是护目镜、耐化学品手套，以及按暴露风险加身体和呼吸防护。工作坊共提出 59 条建议，其中多条可能已包含在现行加注惯例里，逐条列在下一节。
研究结论 EMSA Safe Bunkering of Biofuels，Part 1 与 Tasks 2–3。加注终期报告见 技术报告。
加注工作坊的 59 条建议
下面按燃料列出工作坊写入报告的全部建议。多数是「考虑」或「调查」，不是已经生效的强制条文。注释里反复出现的依据是 IGF 规则、MSC.1/Circ.1621（甲醇）、MSC.1/Circ.1666（与 LPG 相近的布置）和哥德堡港甲醇加注规定。
生物甲醇（1–16）
- 交付时取样，核对约定规格。
- 加注前由供应商提供质量分析，船员或第三方做相容性评估。这是良好实践，不是强制要求。
- 研究泄漏入海后的收集措施。甲醇溶于水，报告认为有效收集手段有限。
- 研究软管电气连接能否降低静电点火。SIGTTO 和 OCIMF 不推荐跨接导线，建议在软管一端装绝缘法兰。甲醇不是静电积聚介质。
- 加注前确认有足够氮气用于吹扫。
- 考虑便携氧分析取样，确认管路和舱在加注前已惰化。
- 调查船对船加注是否必须有系泊计划。波罗的海油类过驳的 HELCOM 建议 28/3 要求系泊计划。
- 考虑高压紧急切断，经船岸应急切断链路自动停泵。
- 调查远控阀关闭时间会不会造成水锤。加注阀关闭时间为 5 秒，除非压力涌浪计算要求延长；其他自动阀在 IGF 规则里是 30 秒。
- 考虑降低供应船目标舱压，减少甲醇蒸气意外排放到接收船危险区以外。
- 考虑禁止加注期间在供应船内倒舱。
- 考虑使甲醇软管和集管与燃油接口物理上不能互接，并用颜色区分。
- 调查生物甲醇及其掺混物的静电性质是否与烃制甲醇相同。
- 同时作业不得进入已划定的安全区。哥德堡港甲醇规定第 3.2 节有同类要求。
- 限制旅客进入加注一侧的露天甲板和阳台。
- 考虑用实体或视觉屏障拦住旅客进入安全区。
二甲醚（17–46）
- 调查船岸应急切断链路是否应成为要求。替代设计里通常会把它视为强制。
- 适用时，加注前冷却舱和管，避免热应力。IGF 规则要求操作程序覆盖冷却。
- 考虑在驱气前用便携氧分析确认惰化。
- 考虑能验证驱气已经完成的手段。
- 交付时取样，防止损坏发动机。气体取样比油品取样复杂。
- 考虑由供应商在加注前分享质量分析。
- 研究软管电气连续性。IGF 第 18.4.5 款要求连续、适当绝缘，并符合 API RP 2003 或 ISGOTT。跨接导线同样不被 SIGTTO 和 OCIMF 推荐。
- 橡胶和弹性体密封、垫片、软管不得使用与二甲醚不相容的材料。
- 考虑水幕，减轻液态泄漏对船壳的低温影响。
- 集液盘按 MSC.1/Circ.1666。
- 考虑干式拉断接头，紧急脱开时减少入海量。IGF 第 8.4.1 款已对同类接头有强制要求。
- 加注前确认氮气足够吹扫。
- 船上要能验证管路和软管已经惰化和吹扫。
- 考虑在舱和管上加壳温传感器，发现冷却不足。
- 调查船对船加注的系泊计划。
- 考虑按地点做定量风险分析。二甲醚比空气重，安全区不能照搬上升气体的布置。
- 若程序里还没有，加入密封性试验。
- 调查可用于二甲醚的软管认证，对照 IGC 规则第 5.11.7 款。
- 考虑在加注隔离阀外侧加液体泄放阀，防止软管落水后超压。
- 考虑接近泄放阀设定值时的高压紧急切断，避免液体从透气桅喷出。
- 调查关闭时间造成的水锤，必要时延长。
- 加注前降低供应船和接收船的目标舱压。
- 考虑在供应船透气桅出口设气体探测。
- 考虑禁止加注期间在供应船内倒舱。
- 相容性评估发现危险区冲突时，清除该区域内的点火源。
- 调查发动机能否互换燃用液化石油气和二甲醚。二甲醚热值更低、密度更高，设定会不同。
- 考虑在加注阀外侧设压力传感器，区分软管里还有残液和已经排空。
- 同时作业不得进入安全区。
- 限制旅客进入加注一侧的露天甲板和阳台。
- 考虑安全区的实体或视觉屏障。
费托柴油、氢化植物油和脂肪酸甲酯（47–59）
- 加注程序检查加注区，并考虑把高于 200°C 的热表面防护写进去。现行要求是 220°C 以上，这一条针对费托柴油和氢化植物油。
- 供应商在加注前提供纯生物燃料和掺混油的分析报告，交付时再提供一份。
- 在腐蚀性经验不足之前，考虑缩短检查间隔。
- 调查不同掺混比例对无防护钢舱的腐蚀，尤其是加热和长期储存。
- 供应商核对自己的密封、垫片，特别是加注软管。
- 接收方核对自己的垫片、密封和涂层与该燃料相容。
- 燃料被加热到闪点以下 10°C 以内时要特别小心，闪点高于 60°C 的也一样。
- 燃油舱设置独立溢流报警。
- 按可能的材料不相容，修订软管认证和检查。目前加注软管常用 EN 1765（2016）。
- 考虑在接收船和供应商之间设带远程停止按钮的手动紧急切断。
- 考虑远控阀的故障模式，限制水锤。
- 调查供应船和这些燃料的静电，以及对闪点高于 60°C 燃料的影响。
- 加注期间若要同时作业，对该作业单独做风险评估。
研究结论 EMSA《Safe Bunkering of Biofuels》工作坊，2024-03-11 至 13 日，第 6.3 节。
生物柴油掺混泄漏后会留下什么
掺混油在水上漂浮并铺展，蒸发通常少于化石柴油，生物降解更快。Cedre 水槽试验里，B0 和 B10 的油膜大约两到三天还能维持，第六天湍流把它打成白色液滴云，所以围油栏和撇油器要在泄漏后马上部署才有回收量。试验燃料的密度低于海水，除非吸附到悬浮颗粒，否则沉底的可能性低。B0 和 B10 的粘度不超过约 200 mPa·s，纯 FAME 接近 400 mPa·s，仍在堰式和亲油转鼓撇油器的工作范围内。风化会产生不溶于溶剂的泡沫和白色团聚物，可能堵塞设备。
质量平衡：约四周内 B0 和 B10 大约 30% 蒸发、至少 30% 生物降解；FAME 几乎不蒸发但近乎完全降解。B30 FAME/VLSFO 约 36% 生物降解、1% 蒸发，约 63% 仍留在环境中。B30 HVO/VLSFO 约 32% 生物降解、1% 蒸发，约 67% 留存。B30 FAME/MGO 约 68% 生物降解、22% 蒸发，约 10% 留存。柴油组分先挥发，FAME 馏分几乎不挥发，机械回收要针对剩下的黏性膜。
FAME 有轻度表面活性，会稳定细小油滴，使水中的烷烃和多环芳烃降解变慢，暴露从表面转到水下。厚度小于约 50 微米的油膜不把化学分散剂当作必要手段。现场焚烧会留下难以回收、可在海底存留多年的残渣。B5 的水溶性部分在人肝细胞和肺细胞试验里已出现线粒体去极化和凋亡，响应时仍应按柴油级别防护。土壤中这些掺混物会下渗并保持毒性。
研究指出，现有溢油计划很少包含生物柴油情景；生物燃料是否算《燃油公约》里的「油」，以及甲醇、乙醇是否要靠 2010 年 HNS 公约，目前并不清楚。应急计划、设备和赔偿基金需要按这类泄漏重估。
研究结论 EMSA / WMU / Cedre，生物柴油与船用燃油掺混作为海洋污染物的研究。数字来自报告所引的水槽与文献试验，不是某一艘船的排放因子。