天然气将作船用燃料

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LNG用作船用燃料或许正是航运业为应对当今的排放挑战而一直在寻找的解决方案。

根据IMO(国际海事组织)临时指南,内燃机动力装置可以是单一燃料(即天然气)或双燃料(天然气和燃油),天然气可以气态或液态贮存。6月10日,德国劳氏(GL)已根据IMO规则了有关天然气用作船用燃料的指南。该指南自5月1日生效,适用于液化气运输船之外的所有船舶。

“随着新的排放控制规定的生效,曾被禁止用作船用燃料的天然气,现在再度成为一种在环保和经济上都有吸引力的选择。”德国劳氏执行总裁Hermann J. Klein博士表示。与燃油相比,天然气有两大优势:效率高,对环境的影响较小。对于转而使用天然气作为船用燃料的船东来说,劣质重油导致的发动机故障和损坏将成为过去。与传统船用燃料有关的风险主要包括燃油质量问题、点火和燃烧不良以及热量和压力在活塞、活塞环和气缸套上的分布不均。

据了解,2009年6月初,IMO海事安全委员会(MSC)通过了“有关船上天然气燃料发动机装置安全性的临时指南”,撤销了天然气不得用作船用燃料的禁令。该指南是过去几年中,IMO散装液体和气体燃料分委员会(BLG)在GL的协助下制定的,是向设想中的以天然气作为船用燃料的通用规则(即“IGF规则”)迈出的第一步。目前,IMO正在制定该规则,并有望与SOLAS公约2014年修正案一起生效。

环境与预算友好

液化天然气(LNG)是一种压缩成液体以便贮存和运输的气体,主要成分为甲烷CH4,无味、无色、无毒、无腐蚀性。体积的减少使其长距离运输更节省费用。LNG的能量密度为柴油的60%,所以在计算时必须把油箱容量加倍。

据了解,越来越多新的LNG运输船装备了高效的双燃料发动机。这一新趋势始于世纪之交的商业运输,并推动了LNG作为船用燃料的使用。虽然能在港口供给LNG燃料的基础设施尚待建设,但在减少大气排放,特别是氧化硫、二氧化碳和氧化氮的排放方面,LNG绝对是优胜者。“LNG用作船用燃料或许正是航运业为应对当今的排放挑战而一直在寻找的解决方案。”Klein博士强调说。

LNG的使用在增加

长期以来,LNG主要供给那些需要天然气却无法或很难获得管道天然气的用户。而且,装备了低效蒸汽轮机的LNG运输船要部分使用自身运输的LNG作为燃料。目前,越来越多的LNG运输船使用高效的双燃料发动机驱动。这一商业运输中的发展变化,推动了LNG作为船用燃料的使用。

但是,将LNG作为燃料引进航运业还需要在港口能获得LNG,并使环境免于排放污染,特别是二氧化碳和氧化氮的排放。不过,不断增多的人口、新增人口的工业发展、化石类燃料的局限等因素将推动燃料朝着低碳和高效的方向发展,这有可能通过正在开发的一些科技手段来实现。

未来长期使用重燃料油作为船用燃料,不管是从石油依赖角度,还是从排放的角度,都是令人质疑的。天然气与之相反,其燃烧对环境的影响要小得多,而且储量也比石油丰富。因此,LNG用作船用燃料有可能成为航运业未来应对排放挑战的一个解决办法。

未来船舶技术发展趋势

在国际航运业界,减少温室气体排放的建议是建立在燃耗和气体排放量的关系的基础上。燃耗越多,排放量也越多。

据统计资料显示,世界上大部分船舶是在油价每吨约为150美元时建造或订购的。船舶的使用年限一般为25年,我们必须考虑此间的油价变化以及和环境相关的规范的变更。毕竟,长远来看,油价仍将继续上扬。

事实上,能源效率与燃耗直接相关,减少燃料使用和提高能源效率是现在和未来要关注的问题,并应当反映在我们的技术解决方案之中。

能源效率是航运盈利的关键。目前有许多减少在役船和新造船燃料成本的措施。

此外,人们还在考虑将天然气和燃料电池等新能源作为替代燃料,以推动船舶效率并降低对环境的影响。德国劳氏是世界上第一家制定船舶燃料电池使用指南的船级社。同时也是一家服务于能源行业的国际技术保障和咨询公司。公司拥有6900多名工程师、验船师和各类专业技术人员。去年,GL在中国推出首个船舶绿色回收培训课程。

马士基率先革新节能减排

马士基航运已证实集装箱货轮上使用的二冲程发动机能持续保持低负荷运转,从而确保更加灵活高效的货轮运营。

业界传统一向规定集装箱货轮发动机最低负荷率应维持在40%-60%之间,以确保船只安全运营。马士基航运在2007年就发起了一项针对110艘货轮的综合性研究。结果表明,即使发动机最低负荷率降至10%,也仍然安全。这一发现使得货轮以半速行驶成为可能,并直接带来燃油成本的大幅降低和CO2排放的减少。

据了解,马士基航运与领先的发动机制造商通力协作,适时推出了可行有效的应用方案。当发动机负荷率降至10%时,货轮能够选取任何既定速度行驶,从而使航程与船期部署更加灵活;同时还能节省10%-30%的燃油消耗和CO2排放。以超巴拿马型集装箱船为例,就能因此节省成本100万美元,相当于每年节省3500吨燃油的消耗和10000吨CO2的排放。马士基航运有超过100艘货轮使用了超低速蒸汽,目前整个船队都能够以新的低速航行。这让其船队在降低燃油的时候,也减少造成温室效应的气体排放,节省了成本。

事实上,马士基航运自2006年起在船舶停靠港口时,主动用更加环保的低硫燃油替换主引擎和辅助引擎上所用的普通燃油,以减少船舶废气的排放。马士基航运坚信,机动的船舶气体排放控制措施,如燃油转换及使用催化式排气净化器等,能够对船舶在港口区域中实现废气减排起到很大作用。这些措施简单易行,无需昂贵的岸上基础设施支持,并且废气的排放也不会转化为其它形式的污染。

马士基航运要求船舶在靠港时主动以低硫燃油替换含硫量较高的普通燃油。在具体执行时可因各港口的地理位置和特定安排而采取不同的方式。例如在驶入加州港口区域的途中,在主引擎和辅助引擎上都使用了低硫燃油;在港口等待时,则在辅助引擎上使用了低硫燃油;而在船舶停靠塔克马和温哥华的时候,则在辅助引擎上使用了低硫燃油。

该举措推出以来,单单在美国加州的洛杉矶和奥克兰、华盛顿州的塔克马以及加拿大的温哥华,马士基航运船舶所导致的空气污染减排数量目前就已达2400吨。除此之外,马士基航运还成功实现了每年颗粒物质86%的减排,硫氧化物(Sox)95%的减排以及氮氧化物(NOx)12%的减排。