甲醇发动机:船舶动能新机遇
发布时间:2018-06-15     作者:    浏览量:4528    分享到:

2018-06-15  本报综合

        航运业产生的二氧化碳(CO2)总排放量至2050年应减少50%,并努力逐步实现“零”排放,这是近日召开的国际海事组织(IMO)海上环境保护委员会第72届会议上确定的目标。在这样的背景下,是选择低硫燃油和液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG),还是甲醇、生物燃料和氢等清洁燃料,成为业界热议的话题。对此,业内人士认为,近年来的多个研究项目及成功装船应用的案例表明,在航运业从应用单一燃料迈向多燃料的过程中,甲醇发动机这一此前较为“小众”的动力系统,有望成为船舶动能新机遇。

甲醇更具竞争力

  甲醇协会首席运营官Chris Chatterton在近日受访时谈到了航运界面临船舶燃料选择问题时表示,甲醇“已经准备好成为船用燃料”,而且可以在2020年后扮演更重要的角色。这首先得益于船用燃料市场从即期市场转向合同市场,从而使甲醇相比低硫燃油或者柴油更具竞争力。

  事实上,在新造船上使用甲醇作为燃料,或改造现有船舶燃油的技术挑战要比LNG少得多。Chatterton指出,“MAN二冲程和Wrtsil四冲程甲醇双燃料发动机内部不需要任何改动,只需要加上新的喷油器和燃料共轨系统。而且燃料供给系统通常会安装双层管,有时会往燃料存储舱注入氮气以保证安全,因为甲醇在室温下呈液态,即便泄漏,也能够实现生物降解,尤其是在水中可迅速稀释至“无毒级别”,对环境和海洋生物的负面影响较小。

  根据多个科研项目的结果,就用作船舶燃料而言,甲醇颇具竞争力。就减排效果来说,甲醇发动机与LNG发动机相差无几,能使硫化物(SOX)、氮氧化物(NOX)、颗粒物(PM)排放分别减少99%、60%及95%,从而很好地满足海事法规要求。

  Chatterton还强调甲醇带来的低成本,“甲醇动力船的费用比天然气动力船要相对少一点,主要是因为其液体燃料的属性,而不需要利用深冷技术。在转换现有船舶方面,我们预计甲醇也比LNG少75%的费用。”

  诺贝尔化学奖获得者乔治•A•奥拉所著的《跨越油气时代:甲醇经济》一书阐述,与汽油和柴油相比,甲醇对环境的影响更加安全,毒害更小。由于甲醇与水互溶,遇水会被快速稀释,通过水波、风力和潮汐作用驱散到环境中,以达到一个无毒的水平。据估算,把10000吨甲醇泄漏在远海中,泄漏1小时后,甲醇的浓度仅仅达到0.36%,并随着时间推移,浓度会更小。

技术日益成熟

  采用甲醇发动机除了清洁环保、低成本等优势外,其技术也日渐成熟。

  今年2月,Waterfront Shipping公司宣布,将再租用4艘计划于明年交付的甲醇运输船,其动力系统便是能够以甲醇为燃料的ME-LGI双燃料发动机,由曼柴油机与透平公司(MDT)研发。而在2016年,这家航运公司就租用了7艘安装ME-LGI机的甲醇运输船,后者是全球首批采用甲醇发动机的新建船舶。Waterfront Shipping总裁Paul Hexter表示,自2016年以来,7艘甲醇运输船一直安全可靠地运营。这一成功经验使得该公司再次租用4艘新船,使其船队中以甲醇为燃料的船舶的占比增加到40%。

  现代尾浦造船近日和瑞典油船船东Marinvest签约建造2艘50000载重吨MR型成品油船,新船预计将在2019年交付。这2艘成品油船将由加拿大甲醇生产商Methanex及其子公司Waterfront Shipping长期租赁。

  据了解,该船型和此前交付的MR型成品油船类似,是全球首批甲醇动力运输船。与传统柴油动力船舶相比,该型甲醇运输船能够减少95%的硫氧化物排放和30%的氮氧化物排放。

  此外,甲醇船舶的设计得到了WFS、MAN、Marinvest等公司支持。采用MAN双冲程, ME-LGI甲醇灵活燃料引擎,可使用甲醇、重燃料油、船用柴油或汽油作为燃料。

  WFS公司总裁Jone Hognestad表示:“对甲醇船用燃料的投资彰显了我们致力于投资可持续发展技术的承诺,这不仅有利于环境保护,而且在经济上也是切实可行的。建造新船或改装现有船舶使之能用甲醇作为燃料的费用显著低于改装成使用其他替代燃料的费用。”

推广使用障碍较少

对航运企业而言,一种新型动力系统能够成功商用,不仅取决于其技术是否成熟,还关乎其使用成本及燃料是否易于加注。而在这些方面,甲醇发动机推广的障碍并不大。

据曼市场推广方面的负责人介绍,其ME-LGI机于2016年进入市场以来,价格已大幅下降。不仅如此,曼已装船的发动机改装为ME-LGI机的成本也相对较低。就配套设备而言,与超低温下才能呈液态的LNG相比,甲醇的储罐技术难度小,因而成本较低。Chris Chatterton分析认为,与在航船舶通过改装使用LNG燃料相比,使用甲醇所需的改装费用可减少75%。此外,就价格来说,与其他低硫船用燃料相比,甲醇也具有一定的成本优势。

  那么,曾经困扰LNG发动机的“燃料加注难”问题,是否也会限制甲醇发动机的推广使用?对此,不少业界人士认为,作为被广泛使用、运输的化学品——2017年运输量约2670万吨——甲醇在全球港口或传统的船用燃料补给中心都较易获取,在这些地点加装加注设施难度较小、成本较低;在海上亦能以类似LNG的模式,通过加注船来获取;储存运输的难度、危险性都较小。

我国加紧推动甲醇船舶发展

  为应对国际海事组织的环保要求,严控船舶污染,结合当前国际甲醇船舶市场发展状况,我国也加紧推动甲醇船舶发展。我国于今年颁布了《船舶发动排气污染物排放限值及测量方法》标准,进一步限制了船舶燃料的排放,由此催生甲醇等替代燃料的机遇。

  为适应上述需求,中国船级社编制了《船舶应用替代燃料指南》,为甲醇/乙醇、燃料电池、生物柴油等替代燃料在船舶上的使用提供技术标准。指南分为3篇,包括甲醇/乙醇燃料、燃料电池系统、生物柴油三种替代燃料在船上应用的技术要求。《船舶应用替代燃料指南》已于2017年12月1日正式实施,为包括甲醇在内的替代燃料在船舶上的使用提供技术标准。

  与此同时,政府部门也在加紧推进甲醇在船舶中应用。日前,工信部组成专家组赴江龙船艇科技股份有限公司考察甲醇船舶研发工作进展情况。双方就清洁能源动力、甲醇船舶产业链研发合作等详细情况进行了沟通交流。双方希望通过产业链整合,加快推进甲醇船舶在国内的市场应用。此前, 江龙船艇科技股份有限公司与广西玉柴机器股份有限公司就甲醇双燃料船舶战略签署合作协议,将共同打造甲醇双燃料船舶的产业平台。


 


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