在全球淨零轉型與碳排放法規日益嚴格的趨勢下，海事航運產業正加速推動減碳進程。Nikkiso Clean Energy & Industrial Gases（CE&IG）產品管理與創新副總裁 Mike Wells 指出，除了轉向液化天然氣（LNG）等低碳燃料之外，透過提升燃氣供應系統（Fuel Gas Supply System, FGSS）的壓力，亦是降低船舶排放的重要途徑之一。
隨著 International Maritime Organization（IMO）於 2023 年更新脫碳目標，以及歐盟相關法規逐步收緊，全球航運業正從長期承諾邁向實質行動。傳統以重油（HFO）為主的推進海事系統逐漸顯現限制，市場對於能有效降低碳排的船舶替代燃料需求持續攀升。
在眾多替代方案中，液化天然氣（LNG）已成為目前最具可行性的選項之一。自 1960 年代起，LNG 即廣泛應用於液化天然氣運輸船，利用常壓貨艙中自然蒸發氣（boil-off gas）作為燃料，以滿足推進與發電需求。不僅提升能源使用效率，也較傳統燃料大幅降低排放。自 2008 年以來，全球航運排放法規持續趨嚴，排放標準逐步納入硫氧化物、氮氧化物及二氧化碳，這些由歐盟排放交易系統（EU ETS）、FuelEU Maritime 以及 IMO 所制定的規範，旨在於 2050 年實現溫室氣體淨零排放。因此LNG應用已從利基市場轉為主流，並帶動燃氣供應系統（FGSS）的需求成長。
高壓燃氣供應系統（FGSS）的核心在於將儲存在低溫儲槽（無論為加壓或常壓）的 LNG，轉換為符合主機與發電設備所需之溫度與壓力條件，其中關鍵且技術要求最高的元件為泵浦。泵浦透過高壓輸送能力（最高可達 385 bar），提供船舶推進所需動力，其中低溫往復式活塞泵已被證實為最有效率且最可靠的解決方案，可應對海事船舶領域的嚴苛運轉條件。
每一套 FGSS 由多組備援的往復式活塞泵浦組成，由電動馬達透過齒輪箱或皮帶直接驅動，並搭配專用潤滑系統，為泵浦的常溫端（曲軸箱）提供潤滑。所有控制系統、管線、閥件、安全裝置與儀表皆整合於同一鋼製底座（skid）上，形成模組化的整體一站式解決方案（Turnkey Solutions），便於船舶整合安裝。
FGSS 系統核心為低溫往復式泵浦，主要由「常溫端」與「低溫端」構成。常溫端負責將馬達的旋轉動力轉換為往復運動；低溫端則負責將低溫液體由低壓加壓至高壓。透過模組化設計，可依不同需求靈活配置對應的低溫端數量。
為避免極低溫影響機械運作，FGSS 系統設計有中間殼體，將常溫端與低溫端進行熱隔離。常溫端的軸承、十字頭與連桿銷等關鍵元件，透過外部潤滑系統施加壓力潤滑，以確保長時間穩定運行；低溫端則採用專用活塞密封設計，在提升加壓效率的同時，降低氣體蒸發損失。
隨著排放法規日益趨嚴，提升 LNG、乙烷等燃料壓力已被證實可進一步提高引擎效率並降低碳排放，目前產業已朝 380 bar、420 bar 甚至更高壓力發展。然而，高壓系統在設計與製造上亦帶來挑戰。當 FGSS 系統運行壓力超過 380 bar 時，泵浦元件所承受的機械負載明顯增加，對密封性能與運作效率的要求也較為嚴格，同時對材料的耐用性提出更高標準，特別是軸承、活塞密封與填料密封等易損元件，以及閥件、法蘭與儀表等關鍵系統組件。
在長時間高壓運轉下，系統必須具備精確的泵浦設計、嚴謹的製造精度，以及良好的熱隔離機制，以確保常溫端與低溫端能穩定運作。即使是微小的組裝或對中誤差，也可能對整體可靠性與設備壽命造成顯著影響。
從實際應用於 LNG 船舶的高壓 FGSS 系統來看，長期運行所累積的數據對於驗證設計與優化性能至關重要。在超過 380 bar、甚至接近 500 bar 的經驗中，已逐步掌握關於元件磨耗、密封表現、潤滑狀況與維護需求的關鍵資訊，並持續推動系統設計的優化，以因應航運產業對高效率與低碳船舶燃料應用的需求。
此外，針對 FGSS 系統的標準化也變得尤為重要。透過建立可支援最高約 500 bar 的標準設計，不僅能在未來造船過程中持續應用，也能降低因燃料壓力提升而需重新設計船舶燃料系統的風險，提升整體建造效率與彈性。同時，隨著法規要求船隊整體排放表現，傳統船舶將逐步汰換，高壓與替代燃料技術的導入將持續加速。
在海事船舶轉型過程中，兼具效率、可靠性與彈性的燃氣供應系統，將成為推動航運產業邁向低碳未來的重要基石。
大儀為 Nikkiso 台灣總代理，並引領新能源的轉型，提供 Nikkiso CE&IG 氫能源、氨能源、二氧化碳回收純化、海事船舶燃料系統新技術設備與套裝系統解決方案。