船用燃料供氣系統(tǒng):哪種燃料是首選?LING,氫,甲醇,氨氣,還是太陽能光伏系統(tǒng)和風(fēng)帆動(dòng)力?
液化天然氣(LNG)
在全球航運(yùn)業(yè)排控背景下,應(yīng)用LNG作為船用燃料是在排放控制區(qū)內(nèi)同時(shí)滿足SOx和NOx排放要求,解決排放污染問題的有效方法之一。
LNG以綠色、環(huán)保和節(jié)能等優(yōu)勢(shì)受到越來越多的航運(yùn)大國(guó)和航運(yùn)企業(yè)的關(guān)注。目前,船舶采用LNG燃料技術(shù)已經(jīng)較為成熟,主要國(guó)家都已出臺(tái)船舶LNG加注相關(guān)支持政策,國(guó)際上也成立了多個(gè)船舶LNG加注產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,船舶LNG加注產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,船舶運(yùn)營(yíng)區(qū)域也從內(nèi)河、近海向遠(yuǎn)洋海運(yùn)進(jìn)一步延伸。
江蘇海企港華已在內(nèi)河投資興建“海港星01號(hào)”“海港星02”兩艘LNG加注躉船,新奧能源投資建造一艘8500立方米LNG加注船,中海油、中石油控股昆侖能源公司、中石化等能源企業(yè)也在大力推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和行業(yè)規(guī)范建立。
DNV-GL預(yù)測(cè),到2025年,全球LNG加注市場(chǎng)的規(guī)模或?qū)⑦_(dá)到約300億美元。在不考慮今后新增LNG燃料動(dòng)力船舶訂單的情況下,到2026年全球共有357艘LNG燃料動(dòng)力船以及111艘LNG-ready船舶。此外,港口LNG加注基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)同樣被看好。為積極搶占市場(chǎng)份額,歐盟、新加坡、韓國(guó)、中國(guó)展開激烈競(jìng)爭(zhēng),為爭(zhēng)奪LNG加注市場(chǎng)摩拳擦掌。
氫
氫是通過一定的方法用其它能源制取的、一種不依賴化石燃料的、儲(chǔ)量豐富的可再生能源。氫氣除了作為燃料,作為碳排放的中性替代方案也極具意義,它基本規(guī)避了船舶業(yè)亟待解決的碳排放問題。部分專家認(rèn)為,氫燃料電池技術(shù)是利用氫能解決未來人類能源危機(jī)的終極方案。
氫能源發(fā)展過程中的一大挑戰(zhàn)是生產(chǎn)成本高,此外,氫能源還具有儲(chǔ)存運(yùn)輸困難、相比傳統(tǒng)船舶燃油能量密度較低以及能量損失較大等問題。
近年來,越來越多船廠、能源公司以及動(dòng)力系統(tǒng)供應(yīng)商開始加大氫燃料動(dòng)力船舶的研發(fā)。
今年2月初,搭載大連化物所氫燃料電池電堆的燃料電池游艇成功試航行;巴拉德動(dòng)力也于今年2月份宣布與GEV合作開發(fā)新型燃料電池動(dòng)力船舶,用于運(yùn)輸壓縮綠色氫;殼牌于今年4月份表示與LMG Marin及Penguin國(guó)際公司合作進(jìn)行可行性研究,以試驗(yàn)在新加坡的船舶上使用氫燃料電池。
甲醇(4054, 128.00, 3.26%)
甲醇在常溫下呈液態(tài),不含硫,并且二氧化碳含量低于重油和船用輕柴油,因此能夠滿足IMO排放控制區(qū)的要求。
目前,全球已有11艘甲醇動(dòng)力船舶從事國(guó)際貿(mào)易活動(dòng)(均由Methanex全資子公司運(yùn)營(yíng)),另外還有20多艘正在訂造當(dāng)中。
根據(jù)FCMI提供的甲醇船舶燃料報(bào)告,一項(xiàng)年柴油燃料消耗量小于10000立方米的大規(guī)模渡船甲醇改裝項(xiàng)目可在三到五年內(nèi)收回成本,但如需準(zhǔn)確了解船舶甲醇的成本和優(yōu)勢(shì),需要對(duì)每艘船只及其具體運(yùn)行情況進(jìn)行評(píng)估。
氨氣
目前,多家航運(yùn)和能源企業(yè)聯(lián)合發(fā)布船用氨氣燃料研究白皮書,闡明氨氣是一種價(jià)值高、風(fēng)險(xiǎn)低的船用燃料。
氨氣能量密度大,更容易存儲(chǔ)和運(yùn)輸。不過氨氣易燃且有毒,在通風(fēng)、溫度和氣壓控制方面需要特殊的安全防御措施。
航運(yùn)業(yè)正在大力開發(fā)氨氣雙動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī),并且已有明確的路線圖可在2024年之內(nèi)實(shí)施。目前,馬來西亞國(guó)際船運(yùn)有限公司、韓國(guó)三星重工、英國(guó)勞氏船級(jí)社和德國(guó)船機(jī)制造商曼恩達(dá)成合作意向,將在未來3-4年進(jìn)行氨燃料油輪聯(lián)合開發(fā)項(xiàng)目,助力航運(yùn)業(yè)邁向低碳化未來。
中國(guó)船舶集團(tuán)江南造船研發(fā)的智能型氨燃料動(dòng)力超大型液化氣體運(yùn)輸船獲得了英國(guó)勞氏船級(jí)社原則性認(rèn)可,這在全球范圍內(nèi)尚屬首次。
太陽能光伏系統(tǒng)和風(fēng)帆動(dòng)力
太陽能光伏系統(tǒng)和風(fēng)帆動(dòng)力也在船舶動(dòng)力系統(tǒng)上進(jìn)行研究應(yīng)用,但是由于受制于外在陽光、風(fēng)等因素,所以能量具有不穩(wěn)定性,同時(shí)產(chǎn)生的電能如不能用掉還存在存儲(chǔ)問題,目前只是作為船用動(dòng)力中的部分能源或輔助能源來使用。
但基于光伏與風(fēng)電技術(shù)的逐步成熟,相信未來在船舶動(dòng)力系統(tǒng)的應(yīng)用上也會(huì)有長(zhǎng)足發(fā)展。
隨著全球航運(yùn)業(yè)排控政策的進(jìn)一步收緊,船舶燃料將面臨從燃料油向清潔燃料的轉(zhuǎn)變,同時(shí)還包括約100個(gè)港口的加注基礎(chǔ)設(shè)施調(diào)整以及約2.5萬艘船舶的改裝。目前,全球近60%的燃料油銷售來自7個(gè)港口,僅新加坡一國(guó)就提供了目前全球22%的燃料供應(yīng)。散貨船、集裝箱船、油輪和化學(xué)品船,占全球船舶總量的四分之一,占全球船舶排放總量的85%。
從技術(shù)方面來講,液化天然氣在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用最為普遍,技術(shù)也最為成熟,而其余清潔能源的應(yīng)用都尚在前期探索中。
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