谁是未来船用燃料最优解?

Who is the future Marine fuel optimal solution?

发布者:KnowMi 发布时间: 2022-12-09 09:12:18 点击量: 794 来源:IINO san


       国际海事组织(IMO)2020年的数据显示,全球航运业产生的二氧化碳、甲烷、氮氧化物等温室气体的排放每年已超过10亿吨其中,航运业的碳排放占全球人为活动排放总量的比重已逼近3%

根据IMO制定的温室气体减排初步战略,到2030年,全球海运每单位运输活动的平均二氧化碳排放量与2008年相比至少需降低40%。为满足日益严格的排放标准,船舶替代燃料的使用一直备受关注。



液化天然气、氨、氢气、甲醇,到底谁才是未来船用燃料的主角?


优点
缺点

液化天然气

(LNG)

减少约26%的CO2排放

减少约30%的NOX(氮氧化物)排放

消除SOX(硫氧化物)排放

存在甲烷逃逸问题

无法彻底实现“脱碳”

消除CO2排放

运输和储存方便

本身有毒且具有腐蚀性

燃烧产生N2O(一氧化二氮)

不易燃烧

体积是重油的2.7倍

氢气

消除CO2排放

消除SOX(硫氧化物)排放

储量丰富

燃烧产生NOX(氮氧化物)

极易燃烧

体积是重油的4.5倍

需要冷却到-253℃才能以液态形式储存

甲醇

从可再生能源中制取,能显著降低CO2排放

减少约30%的NOX(氮氧化物)

消除SOX(硫氧化物)排放

体积是重油的2.4倍

价格昂贵

汽化潜热高,冷启动性能差



船舶燃料应用现状及发展前景

一、LNG(液化天然气)

    LNG燃料已在全球范围得到大规模应用,被公认为首选的清洁替代燃料,在邮轮、LNG运输船、油轮、集装箱船等船型上均取得了广泛应用。但其发展也受到了不少障碍:加注基础设施有限、新造LNG动力船和改装LNG动力的成本相对较高。目前,业界更倾向于将LNG视作船舶减排的关键过渡燃料,在船队完全转向可再生零碳燃料前扮演重要角色。



达飞雅克·萨德:由沪东中华建造的全球最大LNG动力集装箱船


二、氨

    尽管氨作为燃料在船上的实际应用仍处起步阶段,却是航运业走向“终极理想”最具潜力的燃料,主要是因为其在燃烧时不会排放二氧化碳,具备“零碳”的可能性,且相比起氢气更易存储和运输。不过氨气易燃且有毒,在通风、温度和气压控制方面需采用严格的安全防护措施,尚缺乏技术标准支撑。目前,业界正在开展氨燃料内燃机、氨燃料电池的研发。



Viking Energy:世界上第一艘配备氨基燃料电池的船


三、氢气

    氢能源具有清洁环保等多种优势,近年来越来越多船厂、能源公司以及动力系统供应商开始加大对氢燃料动力船舶的研发,并且取得了实质性的进展。但氢能源的生产成本较高,尤其是通过可再生途径制氢。除此之外,还存在储存运输困难、能量密度较低以及能量损失较大等问题。因此,氢能源还不具备规模化应用的条件,中短期内应用到大型远洋船舶上的可能性不大。



三峡氢舟1号:国内首艘内河氢燃料电池动力工作船(概念图) 


四、甲醇:

    甲醇几乎不含氮氧化物和硫,PM排放量很低。与LNG相比,甲醇最大的优势在于其不需要低温储存和绝热。制造甲醇的原料来源非常广泛,2020年全球甲醇产量已达到1亿吨,比十年前翻了一番。由于其技术成熟、基础设施改造难度小且费用低、使用安全、加注便利、成本低,甲醇被综合判定为目前海事业船用绿色燃料的最佳选择。目前,应用甲醇燃料最大的船舶是瑞典的“Stena Germanica”号客滚渡船。



Stena Germanica:全球首艘使用甲醇作为船用燃料的船舶