آمونیاک به عنوان سوخت

مقدمه

در سالهای اخیر، آمونیاک به عنوان منبع سوختی بدون آلایندگی در صنعت کشتیرانی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. امروزه تقریباً تمام آمونیاک مورد استفاده از هیدروکربن ها تولید می شود و به همین دلیل تقریباً هیچ مزیتی در کاهش کربن ایجاد نمی کند و در واقع صرفاً باعث افزایش هزینه ها می شود.

با این وجود، آمونیاک سبز (Green Ammonia)، یک منبع عالی سوخت بدون انتشار گازهای حاوی کربن است، مشروط بر اینکه انتشار گازهای NOX مرتبط به درستی مدیریت شوند. [آمونیاک سبز به آمونیاکی گفته می شود که به وسیله الکترولیز و منابع انرژی تجدیدپذیر یا هسته‌ای تولید شود]

در حال حاضر آمونیاک سبز تنها در مقادیر ناچیزی تولید می‌شود و یک برنامه سرمایه‌گذاری عظیم نه تنها برای تولید و عرضه معنی‌دار آن، بلکه برای کاهش هزینه‌ها نیز لازم است، به طوری که سوخت از نظر مالی برای استفاده در صنعت حمل و نقل، مقرون به صرفه شود.

امروزه انواع زیادی از سوخت های جایگزین وجود دارند که می توانند در صنعت کشتیرانی استفاده شوند، از این میان می توان به سوخت هایی مانند گاز طبیعی مایع (LNG)، متانول، دی متیل اتر، اتانول، گاز مایع (LPG)، بیودیزل (دیزل های تجدید پذیر، بیودیزل مبتنی بر FAME یا دیزل از فرآیندهای فیشر-تروپش تولید شود)، الکتریسیته، بیوگاز مایع(LBG)، هیدروژن و سوخت های هسته ای، اشاره نمود. البته تاکنون LNG پرمصرف ترین سوخت جایگزین است.

مزیت اصلی آمونیاک به ذخیره سازی آسان تر آن نسبت به هیدروژن برمی گردد، یعنی تقریباً مشابه پروپان یا گاز مایع (LPG) که می توان در فشار کم و در شرایط محیطی آن را ذخیره نمود. از این رو، هزینه ذخیره سازی در هر واحد انرژی به طور قابل توجهی ارزان تر از هیدروژن، برق در باتری ها یا LNG است. علاوه بر این، آمونیاک حاوی کربن نیست و فرآیندهای تولید آن از انرژی های تجدیدپذیر، کاملاً شناخته شده است، حتی اگر به طور معمول در فرآیندهای صنعتی از گاز طبیعی تولید شود.

 بنابراین، می توان آمونیاک را به عنوان سوختی در نظر گرفت که راحت تر از هیدروژن استفاده می شود و در شرایط مناسب بدون انتشار CO2 خواهد بود. در این مقاله، آمونیاک بدون انتشار CO2 که از برق تجدیدپذیر تولید شود، آمونیاک سبز نامگذاری شده است، در حالی که آمونیاک حاصل از منابع فسیلی مانند گاز طبیعی و زغال سنگ، آمونیاک قهوه ای (در برخی منابع خاکستری) گفته می شود. آمونیاک حاصل از منابع فسیلی که با جذب و ذخیره کربن  به وسیله سیستم های کربن گیری (CCS) به عنوان آمونیاک آبی نامگذاری شده است.

با این حال، معایب آمونیاک مانند سمیت، تجربه محدود به عنوان سوخت در موتورهای احتراق داخلی و نرخ کم مصرف انرژی وجود دارد که نیاز به تجزیه و تحلیل بیشتر را آشکار می سازد.

آمونیاک چیست؟

آمونیاک (NH3) گازی بی رنگ بوده که چگالی آن در شرایط محیطی، کمتر از هواست. نقطه جوش آن 33.3- درجه سانتی گراد است و از این رو با اعمال فشار متوسط می توان آن را به عنوان مایع در دمای اتاق کنترل کرد. در فشارهای بالای 8.6 بار و 20 درجه سانتی گراد، مایعی با چگالی 0.61 تن بر متر مکعب خواهیم داشت. چگالی در نقطه جوش،  0.68 تن بر متر مکعب است. مقدار گرمایش آمونیاک بر اساس ارزش حرارتی کمتر 18.6 MJ/kg بیان شده، بنابراین، در مقایسه با MGO، محتوای انرژی به صورت جرمی کمتر از نصف و بر اساس حجم در حالت مایع، حدود 30٪ آن است.

هنگامی که آمونیاک تحت فشار در مخازن نوع C ذخیره می شود، چگالی انرژی حجمی را می توان با MGO، LPG و هیدروژن مقایسه کرد. علاوه بر چگالی سوخت، جریمه حجمی (Penalty in Volume) نیز مربوط به شکل استوانه ای مخزن خواهد بود و در صورت نیاز به سیستم عایق، این مقدار بیشتر هم خواهد شد.

علیرغم محتوای انرژی کمتر آمونیاک در هر تن نسبت به هیدروژن،  به دلیل تفاوت چگالی، برای دریافت انرژی یکسان به حجم  ذخیره سازی کمتری در مقایسه با هیدروژن نیاز دارد. این نکته به ویژه در مورد هیدروژن فشرده شده و حتی برای هیدروژن مایع نیز صادق است. از سوی دیگر، در مقایسه با MGO و LPG، فضای مورد نیاز ذخیره سازی به طور قابل توجهی بیشتر است.

اطلاعاتی در مورد تولید و استفاده آمونیاک در صنایع عمومی

بر اساس توضیحات بخش قبلی، آمونیاک به عنوان یک گاز بی رنگ و با بوی تند در دمای اتاق شناخته می شود که از نیتروژن و هیدروژن تشکیل شده است. آمونیاک خالص به راحتی در آب و رطوبت حل می شود. به دلیل خواص قلیایی آن خورنده بوده و یکی از رایج ترین مواد شیمیایی صنعتی تولید شده در سراسر جهان است. بیش از 75 درصد از آمونیاک تولید شده در بخش کشاورزی به عنوان کود مصرف شده و همچنین می توان از آن به عنوان یک سیال عامل (Working Fluid) در چرخه تبرید نیز استفاده نمود. کاربرد رایج دیگر آمونیاک در محلول های تمیز کننده خانگی است. تصویر1 میزان آمونیاک تولید شده در سراسر جهان را نشان می دهد.

 داده های تصویر 1 بین سال های 1945 تا 2017 (به عنوان خط آبی) به دست آمده است. در سطح جهانی، حدود 146 میلیون تن آمونیاک در سال 2019 تولید شد. تنها بخش کوچکی از آن (تقریباً 4٪) به طور مستقیم استفاده می شود و بخش عمده باقی مانده به عنوان ماده ای شیمیایی در کاربردهای صنعتی یا کود کشاورزی، مصرف می گردد. انتظار می رود با استفاده از آمونیاک در بخش انرژی به دلیل نگرانی های زیست محیطی و تلاش برای کاهش انتشار CO2، مصرف این ماده شیمیایی افزایش یابد. تلاش های زیادی در سراسر جهان برای استفاده از آمونیاک به عنوان سوخت بدون کربن وجود دارد. بسیاری از کشورها پروژه‌های زیادی را در ارتباط با آمونیاک به منظور تولید برق، کاربردهای خارج از شبکه، موتورهای احتراق داخلی و غیره اعلام کرده‌اند. بر این اساس، پیش بینی می شود که تولید و مصرف آمونیاک به طور تصاعدی افزایش یابد. در سال 2050، حدود 1.2 میلیارد تن آمونیاک در سطح جهان تولید خواهد شد. این مقدار تقریباً 8.2 برابر بیشتر از میزان تولید شده در سال 2019 است.

تصویر 1: آمونیاک تولید شده تاکنون و پیش بینی تولید تا سال 2050

از آنجایی که امکان تولید به وسیله انرژی های تجدید پذیر نیز وجود دارد، آمونیاک را می توان کلید نهایی جستجوی فزاینده برای سوخت های جایگزین نامید. آمونیاک یک ماده شیمیایی است که می تواند در بسیاری از بخش ها و برای اهداف مختلف مورد استفاده قرار گیرد. می تواند به عنوان سوخت در تولید انرژی، یک ماده شیمیایی کلیدی در مواد اولیه و تولید مواد شیمیایی، ماده اصلی برای تمیز کردن مواد، سوخت برای موتورها و مبرد برای سیستم های خنک کننده عمل کند. پتانسیل کاربرد همه کاره و گسترده آن، آمونیاک را به یک جایگزین مهم و بدون کربن تبدیل می کند. برخی از مزایای کلیدی استفاده از آمونیاک به عنوان یک جایگزین پاک به شرح زیر است:

1. آمونیاک دارای سه اتم هیدروژن و یک اتم نیتروژن بوده و می تواند به صورت انعطاف پذیر با منابع معمولی یا تجدید پذیر تولید شود.
2. ذخیره و حامل بالقوه هیدروژن است.
3. حمل و نقل آمونیاک در مقایسه با هیدروژن بسیار ایمن تر است.
4. هنگامی که به مایع تبدیل می شود، تقریباً 48 درصد حجمی هیدروژن بیشتری نسبت به گاز هیدروژن خالص دارد.
5. در طول استفاده از آن دی اکسید کربن منتشر نمی شود زیرا بدون کربن است.
6. می توان از آن برای طیف وسیعی از کاربردها به عنوان سوخت، سیال عامل، مبرد، حامل هیدروژن، کود، مواد اولیه، مواد شیمیایی، پاک کننده و بسیاری موارد دیگر استفاده کرد.
7. در صورت بروز هرگونه نشتی به دلیل بوی متمایز آن به راحتی قابل تشخیص است.
8. یک کاندید سوخت قوی برای موتورها، توربین های گازی، ژنراتورهای برق و مشعل ها است. به گونه ای که تغییرات مورد نیاز برای چنین موتورهایی نسبتاً کم خواهد بود.

تصویر 2: چرخه اقتصادی آمونیاک از تولید تا مصرف

اگرچه آمونیاک سال‌ها است که به‌طور گسترده در سیستم‌های تبرید به عنوان مبرد، تولید کودها، مواد شیمیایی پاک‌کننده خانگی و ضدعفونی‌کننده‌ها استفاده می‌شود، اما به دلیل ماهیت بدون کربن آن دوباره مورد توجه محققان، دانشمندان، مهندسان و فن‌آوران قرار گرفته است. زیرا که می تواند به عنوان سوختی بالقوه برای کاهش انتشار CO2 استفاده شود. این نکته می تواند نقش مهمی در حل چالش های مختلف مربوط به استفاده از هیدروژن، ایفا کند. در حال حاضر به دلیل وجود امکانات حمل و نقل و توزیع بدون نیاز به تغییرات در زیرساخت ها، استفاده از آمونیاک بسیار مناسب می نماید. بر این اساس و طی دهه گذشته، تلاش ها برای استفاده از آن در موتورهای احتراق داخلی و توربین های گازی به طور قابل توجهی افزایش یافته است.

در جدول 1، سوخت های رایج مورد استفاده در موتورهای احتراق داخلی به همراه خواص آنها ذکر شده است.

از مزایای مهم آمونیاک به عنوان سوختی بالقوه می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. بدون کربن بوده و برای محیط زیست بی خطر است.
2. دارای سه اتم هیدروژن است و می تواند از آن به عنوان حامل هیدروژن استفاده کرد.
3. تولید، ذخیره سازی، حمل و نقل و توزیع آن نسبت به بسیاری از سوخت های دیگر ساده تر و دارای پیچیدگی های کمتری است.
4. استفاده از آن امکان پذیر و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است.
5. می توان آن را جایگزینی بالقوه برای بنزین، گازوئیل و نفت سفید دانست.
6. می توان آن را برای تمامی سیستم های احتراق از موتور تا توربین گازی به کار برد.
7. می تواند یک راه حل بالقوه برای تولید برق پاک در مناطق دور افتاده باشد.

جدول 1: مقایسه سوخت های مورد استفاده در موتورهای احتراق داخلی

در جدول 1 مقایسه ای بین سوخت های رایج و آمونیاک انجام شده است. اگرچه چگالی انرژی آمونیاک در مخازن تحت فشار 2.5 برابر کمتر از بنزین است، اما با توجه به سوخت های سنتی از نظر هزینه انرژی دارای مزیت بزرگی است. همچنین، وقتی آمونیاک با انرژی‌های تجدیدپذیر تولید می‌شود، هزینه‌های چرخه عمر سیستم‌های ترکیبی سوخت آمونیاک را می‌توان به میزان قابل توجهی کاهش داد.

چالش های سوخت آمونیاک

سوختن آمونیاک دارای مشکلات و عوارض جانبی است. این عوارض یا به اصطلاح چالش ها را می توان به شرح زیر بیان نمود:

1. دمای اشتعال بالا (High ignition temperature)
2. سرعت سوختن کم (Low flame velocity)
3. سینتیک شیمیایی کند (Slow chemical kinetics)

یکی از مهمترین چالش های موتورهای احتراق داخلی در استفاده از این نوع سوخت، احتمال وجود آمونیاک نسوخته در گاز خروجی است که حتی در مقادیر کم، سمی و دارای بوی بسیار تندی است. اگر این اتفاق در حین کارکرد معمولی موتور ها رخ دهد، می توان با یک سیستم جاذب آمونیاک، مانند سیستم پرده آب (Water Curtain)، مقدار آن را کاهش داد. با این حال، اگر این مقدار برابر یا کمتر از انتشار گازهای NOX باشد، می‌توان آن را در SCR پالایش و جداسازی نمود. همچنین، پیشنهاد شده است که لغزش آمونیاک (Ammonia slip) ممکن است باعث کاهش گازهای NOX در کورس انبساط (expansion stroke) موتورها شود.

در ادامه به راه حل هایی برای چالشهای مربوط به سوختن آمونیاک می پردازیم:

دمای اشتعال بالا (High ignition temperature)

رایج ترین روش برای حل مشکل اشتعال آمونیاک، مخلوط کردن آن با سوخت‌های سنتی در موتورهای احتراق داخلی مانند بنزین، دیزل، LPG، CNG، اتانول، متانول، هیدروژن و غیره است. تصویر 3 به صورت کلی به این روش اشاره می کند. آمونیاک به دو صورت می تواند به محفظه احتراق موتور ها تزریق شود. روش اول به صورت مایع و جداگانه به سیلندر تزریق شود یا در روش دوم، آن را می توان به شکل گاز و از مجرای ورودی هوا وارد نمود. از آنجایی که سوخت های متعارف در دمای پایین تری مشتعل می شوند، برای کمک به احتراق آمونیاک می توان دمای سیلندر را افزایش داد. 

تصویر 3: شماتیک ترکیب سوختی آمونیاک

استفاده از مخلوط سوخت آمونیاک می تواند نیاز به تجهیزات اضافی یا تغییرات در موتورها را کاهش دهد. بنابراین، گذار به اقتصاد هیدروژنی را می توان به طور مقرون به صرفه در موتورهای احتراق داخلی به دست آورد. راه متداول برای استفاده از آمونیاک در موتور های درون سوز، ترکیب آن با هوا به صورت گاز و تزریق از منیفولد ورودی هوا است. (قسمت A تصویر 3)

 برای دستیابی به حداکثر قدرت ممکن و کمترین میزان آلایندگی، مخلوط آمونیاک، سوخت و هوا باید با دقت تنظیم شوند و رسیدن به این هدف نیاز به طراحی جامع ترکیب کننده سوخت و سیستمی برای کنترل خودکار آن، اهمیت بسیاری دارد. بنابراین، یک مخلوط کننده بهینه باید برای هر نوع سوخت متعارف طراحی شده تا ضمن ترکیب آن با آمونیاک، نسبت اختلاط بهینه آمونیاک، سوخت و هوا را نیز تنظیم کند. همانطور که در قسمت B تصویر 3 مشاهده می شود، می توان به طور معادل، آمونیاک و سوخت را در فاز مایع و به صورت جداگانه به منیفولد ورودی محفظه احتراق تزریق نمود. در این روش، دبی آمونیاک و سوخت باید به خوبی تنظیم شوند. همچنین برای جلوگیری از لغزش آمونیاک (Ammonia slip) باید از انژکتور های یا سیستم پاشش مناسب آمونیاک استفاده گردد.

از سوی دیگر، بر اساس تجربیات موجود، ترکیبات سوخت آمونیاک باعث کاهش توان ناشی از احتراق می شود. محققانی به نام های Yapicioglu و Dincer، مطالعه ای جامع در ارتباط با بررسی ترکیبات موثر آمونیاک-سوخت در یک ژنراتور انجام داده‌اند. تصویر 4 اثر مربوط به تغییر نسبت ترکیبات سوخت آمونیاک را بر توان خروجی نشان می دهد. همانطور که انتظار می رفت، توان خروجی از ژنراتور با افزایش نسبت آمونیاک در مخلوط سوخت کاهش یافته است. همچنین بیشترین توان خروجی نیز با ترکیب آمونیاک-هیدروژن به دست آمده است. علاوه بر این، دمای گاز های خروجی با افزایش نسبت آمونیاک در مخلوط سوخت کاهش می یابد. در حالی که نسبت آمونیاک در ترکیب سوخت از 0.20 به 0.80 تغییر می کند، این دما حدود 60 درجه سانتی گراد در گازوئیل، 150 درجه سانتی گراد در هیدروژن و 100 درجه سانتی گراد در مخلوط پروپان و گاز طبیعی کاهش یافته است.

تصویر 4: تأثیرات مرتبط با تغییر در درصد ترکیبی سوخت های حاوی آمونیاک

به منظور بهبود فرآیندهای احتراق و توان خروجی، می توان از سوپرشارژر در موتور استفاده کرد. موتور هایی که از این ترکیب سوخت استفاده می کنند به دلیل اکتان بالای آمونیاک می توانند بیشتر از موتورهای سنتی سوپرشارژ شوند. نسبت تراکم بالاتر نیز می تواند به حل مشکل جرقه زنی کمک کند. افزایش فشار باعث افزایش دمای مخلوط سوخت در سیلندر می شود. بنابراین، احتراق می تواند آسان تر رخ دهد. پیش گرم کردن برای آمونیاک نیز می تواند به احتراق خودکار کمک کند. بر این اساس، مصرف آمونیاک در دمای بالاتر می تواند به شروع و پیشرفت احتراق کمک نماید.

از سوی دیگر، استفاده از سوخت دوم در این ترکیب باعث انتشار گازهای CO2 و NOx می شود. با مقایسه انتشار گازهای گلخانه‌ای در سوخت های سنتی و ترکیبی آمونیاکی، می توان پیشرفت قابل‌توجهی در کاهش انتشار در ترکیبات سوختی حاوی آمونیاک را مشاهده نمود. در اینجا، استفاده از هیدروژن در ترکیب سوخت آمونیاک، انتشار کربن را کاملاً سرکوب می کند، زیرا مخلوط سوخت حاوی ترکیبات کربنی نیست. اثر مخلوط سوخت آمونیاک بر انتشار CO2 و NOx در تصویر 5 نشان داده شده است.

تصویر 5: انتشارات دی اکسید کربن و اکسید های نیتروژن در ترکیبات سوختی مختلف

سرعت شعله کم (Low flame velocity)

چالش دوم برای استفاده از آمونیاک در موتورهای احتراق داخلی، سرعت شعله کمتر آن در مقایسه با سایر سوخت‌های سنتی است. سرعت پایین شعله، توزیع گرما در سیلندر را در حین حرکت شعله مهار کرده و باعث کاهش توان موتور می شود. این مشکل هم در موتورهای جرقه زن و هم در موتورهای تراکمی دیده می شود. در نتیجه، استفاده از آمونیاک در موتورهای معمولی بدون تلفات توان آنها، امکان پذیر نیست. با این حال، هنگامی که سوخت بدون کربن و پتانسیل آن برای کاهش انتشار کربن در نظر گرفته شود، آمونیاک هنوز یک سوخت جایگزین ارزشمند و قابل توجه برای موتورهای احتراق داخلی خواهد بود. تمام راه حل های فوق نیز می توانند به حل کردن مشکلات ناشی از سرعت شعله کم کمک کنند. بدین معنا که ترکیب سوخت آمونیاک، آمونیاک پیش گرم شده و نسبت تراکم بالاتر می تواند سرعت شعله را بهبود بخشد.

در موتورهای با سیستم جرقه زنی، می توان آمونیاک و بنزین را به صورت جداگانه و در فاز مایع وارد محفظه احتراق کرد. از آنجایی که آمونیاک یک پنجم کندتر از بنزین می سوزد، زمان بندی جرقه نیاز به ترتیب خاصی از زاویه میل لنگ/موقعیت پیستون دارد. هنگامی که 70 درصد بنزین با آمونیاک جایگزین می شود، به همان نسبت مقدار انتشار دی اکسید کربن نیز کاهش می یابد. تزریق آمونیاک همواره باید در فشاری بالاتر از فشار سیلندر انجام بپذیرد.

در موتورهای احتراق تراکمی، آمونیاک از قبل با هوا مخلوط شده و از طریق منیفولد ورودی وارد می شود و مقدار کمی سوخت دیزل یا محرک (Promoter) دیگری به داخل سیلندر تزریق شده تا مخلوط آمونیاک-هوا مشتعل گردد. همانطور که قبلا ذکر شد، در اینجا، تنظیم و کنترل خودکار نسبت مخلوط آمونیاک، سوخت و هوا مهم است.

سینتیک شیمیایی کند (Slow chemical kinetics)

نرخ واکنش شیمیایی سرعتی است که یک واکنش شیمیایی در آن رخ می دهد. همچنین به عنوان سرعتی که در آن واکنش دهنده به محصولات تبدیل می شود، نیز تعریف می شود. هنگامی که آمونیاک در موتورهای احتراق داخلی به عنوان سوخت استفاده می گردد، نرخ واکنش شیمیایی به دلیل دمای اشتعال بالا و سرعت کم شعله نسبت به سوخت های سنتی کندتر است. این خاصیت باعث می شود که آمونیاک بدون سوختن به همراه گازهای ناشی از احتراق از مجاری خروجی، خارج شود. راه متداول برای افزایش نرخ واکنش شیمیایی احتراق آمونیاک، استفاده از محرک(Promoter) در مخلوط آمونیاک-هوا است. همانطور که در بخش قبل بیان شد، معمولاً از سوخت‌های سنتی و هیدروژن به عنوان یک محرک در موتورهای با سوخت آمونیاک استفاده می‌شود. ترکیبات سوخت آمونیاک می تواند نرخ واکنش شیمیایی آن را افزایش دهد. همچنین از NaCl، BaCL2 و NaF به منظور کاتالیزور و برای افزایش سینتیک شیمیایی احتراق آمونیاک استفاده می شود.

انتشارات CO2 و NOX

تصویر 5 مقدار انتشار CO2 و NOx را برای مخلوط های مختلف سوخت آمونیاک با توجه به نسبت ترکیبات، نشان می دهد. مطابق با این تصویر، واضح است که با افزایش مقدار آمونیاک در مخلوط سوختی، به طور قابل ملاحظه ای انتشار CO2 و NOx کاهش پیدا می کند. در ترکیبات آمونیاک خالص و آمونیاک-سوخت، به ویژه موتورهای احتراقی آمونیاک-هیدروژن، انتشار NOx مشکلی بزرگ و حیاتی است. برای جلوگیری از این مشکل می توان از کاتالیزور اکسیداسیون آمونیاک و احیای کاتالیستی استفاده کرد. بنابراین، خروج هر دو نوع گاز NOx و NH3 را می توان کاهش داد. استفاده از ترکیب آمونیاک-هیدروژن می تواند انتشار کربن را از بین ببرد. همچنین، افزایش احتراق آمونیاک می تواند انتشار NOx را کاهش دهد.

فناوری های موجود فعلی

در حال حاضر، فرآیندهای متنوعی برای تبدیل آمونیاک به عنوان سوخت وجود دارد. به عنوان مثال آمونیاک به عنوان سوخت در پیل‌های سوختی. بدین منظور عمدتاً پیل‌های سوختی اکسید جامدSOFC)) در نظر گرفته می‌شود، زیرا یک پیل سوختی PEM به تجزیه آمونیاک نیاز دارد و به ناخالصی‌های آمونیاک بسیار حساس است. تحقیقات روی SOFC انجام شده است، اما در حال حاضر چنین پیل سوختی در فاز تجاری موجود نیست.

موتورهای احتراق داخلی به دلایلی مانند هزینه، توان، پاسخ به بار و استحکام، گزینه بهتری نسبت به پیل سوختی در آینده نزدیک هستند.

در موتورهای دو زمانه، MAN ES سری موتورهای دوگانه سوز ME-GI و ME-LGI را توسعه داده است که برای مصرف برخی سوخت های جدید از جمله LNG، متانول، LPG و اتان توسعه یافته اند. آمونیاک به عنوان سوختی چالش برانگیز تلقی می شود و انتظار می رود که سوخت آزمایشی مانند دیزل مورد نیاز باشد و احتمالاً در سوخت ترکیبی درصد بیشتری نسبت به LPG را خواهیم دید. MAN ES شروع به توسعه موتورهای دو زمانه برای آمونیاک کرده که احتمالاً بر اساس موتور ME-LGI با سوخت LPG ساخته خواهد شد و انتظار می‌رود تا سال 2024 تحویل داده شود. تصویر 6 برنامه زمانی توسعه موتور این سازنده سازگار با ترکیبات سوختی آمونیاک را نشان می دهد.

تصویر 6: برنامه زمانی توسعه و تحویل اولین موتور دوزمانه دریایی با سوخت آمونیاک (شرکت MAN)