航运业脱碳使用双燃料需重视三个因素
2022-05-10 16:10 | 中国船检 船舷内外
双燃料发动机、船载燃料储存的可选性和改装准备是支持绿色航运过渡路径的三个因素,技术、风险评估、培训和解决方案部署方面的灵活性是创建一系列合理选项的关键。
瓦锡兰(Wärtsilä)商业智能主管Matteo Nathalie说,在探索新的发动机和燃烧技术时,重点应该放在整个系统上。“燃料的灵活性取决于发动机和油箱——这关乎燃料的燃烧和储存。如果发动机采用模块化设计,则可以改装以适应其他燃料。第二种燃料的燃料箱和辅助系统可在未来阶段添加,前提是油箱设计能够满足需求,并具有可用空间和适当的结构加固。
在业界看来,首批订单、供需合作和关键驱动因素将加速下一代引擎的商业化部署。正如MAN Energy Solutions发动机子系统和排放控制部门负责人Dorthe Jacobsen所言,从研发阶段到成功实施,开发新发动机可能需要长达10年的时间,而监管机构的批准或会让这个过程变得更长。在监管、开发和技术部署有改变的情况下,即使是减排技术的简单变化也可能需要五年时间。以氮氧化物三级监管实施为例,MAN Energy Solutions从测试到2016年推出双燃料发动机用了5年时间才达到这些规定要求。如今,一些双燃料发动机已经投入运行,其喷射系统能够处理多种燃料。
在脱碳的道路上,为了缓解与燃料相关的不确定性相关的商业风险,投资于燃料灵活的解决方案至关重要。未来,二冲程和双燃料发动机可以满足新设计和改装的需求。例如,完全电子控制的发动机可以重建,以适应液化天然气和甲醇等燃料。
当然,最灵活的解决方案仍然是使用重油和替代燃料的双燃料发动机。双燃料发动机使奥托循环和迪塞尔循环同时燃烧液体和气体燃料。通过小改造,双燃料发动机可以平稳、不间断地燃烧多种燃料,就像液化天然气和液化石油气可以共用同一台发动机一样。另一种替代燃料可以使用甲醇或氨。然而,双燃料发动机不会是万灵药,例如,甲醇/氨发动机就不可能“同机”。Ardmore Shipping船队管理总监Gerry Docherty说:“要向前推进,对船东来说,最重要的是可用性和基础设施,这是船舶能够使用双燃料发动机运行的重中之重。”
大宇造船执行副总裁兼首席技术官Odin Kwon就氨燃料可能面临的挑战分享了一些见解。事实上,对于每种不同的燃料,这些挑战都值得考虑和解决。为了识别可能的偏差,审查预防的有效性,并提高安全操作,该公司举办了风险管理研讨会。在Odin Kwon看来,选择使用另一种燃料运行船舶时,必须考虑船上系统、加油和储存。无论是新船还是改装船都是如此。“改变装载和储存新燃料的设施必须列入议程,而密度和温度要求对燃料箱的尺寸和规格起着重要作用。储罐尺寸也会影响可运输货物的容量。燃油箱是双燃料发动机改装过程中最难更换的部件。由于燃料中的能量密度不同,必须提前考虑燃料箱的尺寸。例如,氨需要的体积是石油燃料所需体积的四倍以上,并且需要加压罐。液化天然气或液化石油气储罐也是加压的,可以很容易地适应氨气。由于毒性、易燃性和腐蚀性的水平,还存在与每种燃料的特殊性相关的固有风险。”
以集装箱作为载体的解决方案正在被关注,即对自给自足的发动机、油箱和辅助系统采用模块化设计,以实现所需技术的快速切换或升级。作为一个模块化的电动发动机使用不同类型的能源,油箱可以集装箱化,以增加灵活性,并在提高燃料加注效率的同时降低油箱的资本成本。以这种方式提供燃料将减少对船上维护的需求和相关的运营成本。维护工作可以在岸上进行,因为集装箱可以从船上取下。虽然燃料选择将取决于路线和港口,但燃料存储的集装箱化可以为能源供应商开辟一条新的道路。