一旦船用柴油机必须使用清洁燃料，这就意味着原有的重型、低质量杂质燃油，必将从大型低速柴油机系统中去除。

 

近些年，船东已为船用柴油的节能减排做出了巨大贡献。今年4月份，国际海事组织（IMO）海事环境保护协会（MEPC）在MARPOL例会上通过Annex IV修正草案。根据该修正案，预计到2010年为止，船舶硫氧化物排放量将会创记录地降至3.5%，而原草案规定至2012年1月，硫氧化物排放量为4.5%。这样到2020年1月，硫氧化物排放量将会降至0.5%。硫排放控制区域的限制标准在2010年1月将达1.0%，而在2015年1月该标准将为0.1%。同时，对船舶氮氧化物的排放量也制定了比较严格的标准。新条例中还规定，硫氧化物，氮氧化物和颗粒物质必须在排放控制区域予以标明。为满足IMO新的排放限制标准，船东们最常采取的措施就是在其船用柴油机上采用清洁燃料。尽管新条例仍允许采用以往的排放技术，但这必须在满足硫氧化物、氮氧化物等排放条款的基础上，并按IMO的相关参数进行排放处理。最重要的是，排放技术的应用必须以不影响自身的环境为前提。

船用清洁燃料是否可以应用？Annex VI修正案要求与会的各机构采取合理的步骤以保证适合的燃料供应，同时IMO向ISO征求意见，是否可以重新制定关于船舶燃料的ISO8217标准。目前节能减排遇到了最严峻考验，MEPC曾就船舶温室效应气体排放问题进行了激烈的讨论，尤其是二氧化碳。这次MEPC会议发现，全球船舶燃料征收计划正在悄然兴起，也就是说所有进行国际航行的船舶都需要交纳船舶燃料仓费用。这就意味着如果船东在其船舶上大量排放二氧化碳，那么他必将为此付出高昂的代价。

 

柴油机能否解决此类问题？柴油机技术的革新，是否能解决船舶排放问题？首先，必须明确，柴油机的确可以采用清洁燃料，当然也可以采用可带来污染的燃料。新船舶电子科技使得柴油的再循环不再成为难题，同时限制了氮氧化物的排放。降低船舶二氧化碳排放的关键就是要减少使用燃料，而这正是柴油机所具有的优点。那么柴油机为什么能够减少燃料的使用呢？其中一个重要原因就是船用柴油机采用的是活塞引擎原理。

在最近一期的“全球变暖对策技术分析”刊物中，来自日本三菱重工的一份报告指出，活塞引擎在其工作原理和性能方面毫无疑问具有极大优势。在一台活塞引擎中，一套冲程顺序，包括压缩、燃烧、膨胀都会在一个气缸内重复循环，从而达到高温压力循环。气缸内的工作载体对最高温度的限制要求并不是很严格，这是因为循环燃烧并不稳定。一个活塞引擎之所以具有其他优点，这是因为通过气体缓慢流动可以减少热损失，从而达到高热效果。三菱重工的这篇报告指出，大型低速两冲程船用柴油机之所以可以减少船舶二氧化碳的排放，主要是因为柴油机所具备的高效率。这份报告还说，这些柴油机均具有50%以上的热效能（即低热量标准），比其他引擎和汽轮机都高。这种高效热能是通过大缸径、长冲程、高气体过余率和低转速而获得的。而这些因素也减少了热量损失，并实现燃料循环利用。从燃烧的角度来讲，当活塞引擎内存在静态压缩和膨胀时，就可以在气缸内产生低速气流。因此，尽管工作载体达到高温和高压，但仍然可以减少热量损失。两冲程低速柴油机的非稳定燃烧限制在小型高速柴油机中并不重要。因此气缸内的气流速度可以减少，这对减少热损失和提高燃料效率来说是个巨大的优势。

船舶减排进入电控时代

日本三菱重工近期在大型低速船用柴油机的研发成果，要归功于欧洲设计师引进的新电子控制技术。在三菱重工的UEC Eco-Engine系统，即传动机械控制系统中，燃汽系统、启动系统及气缸润滑系统是电动控制的，这是为了能够根据引擎载荷、周围条件以及燃料性能等来自由改变运行时间和燃料注射率。因此，船舶内部的氮氧化物排放和燃料消耗率间的交替换位可以极大地改善。当选取氮氧化物优先排放模式，并保持恒定的燃油消耗时，同传统的机器比较，这种新型柴油机就可减少10-15%的氮氧化物排放。当选取燃油消耗优先排放模式，并保持恒定的氮氧化物排放时，燃油消耗就可降低1-2%。因此，三菱重工提供的船用柴油机可以根据客户需求而提高经济效率，同时大大保护了全球环境。为更多地减少二氧化碳的排放，在提高柴油机本身的热效率方面必须进行其他研发工作，以恢复在废气中的能量损失，以及废气和冷却水中的热量损失。日本三菱重工在生产废气涡轮增压器的同时，也开始研发混合涡轮增压器。

放缓脚步

船东对日益上涨的燃料价格的反应已经不象以前那么强烈。由于燃料消耗越少，二氧化碳的排放也就越少，任何二氧化碳排放标准的制定将迫使运营商重新检验其二氧化碳的排放性能。不过另一种减排、提高燃料效率的较好方法是使用大型船舶。

在MAN的大缸径设计部经理Mikael C.Jensen的最近一篇文章中，他表示，通过减少大型巴拿马型集装箱船的航行速度，可以大量减少航行所用电力需求。比方说，航速减少4英里/小时，电力需求就可以减少50%。这就意味着如果船舶主机选用足够的电力来处理高航速的问题，那么这艘船也必须能够在低载荷下常时间运行。一般来说，如果某次航行按计划需要8周时间结束，那么通常需要多计划一周，即9周，以补偿由于减少航速所带来的时间增长。

因此许要对以下两个问题进行重点考虑：

1）在低载荷长时间运行状况下的主机运作能力。

2）在低载荷下的燃油消耗

对新造船舶来讲，运营商必须决定是否进行高速运行，这些年来船舶的运行速度已经成为一个热门话题。如何选择小型柴油机以适合低速船舶也成为难点。将来第三个要考虑的问题就是如何让所有尺寸的主机都能安装在船舶上，但要通过优化以达到较低载荷。

MAN公司相关人员表示，迄今为止，船东往往通过选择维持服务灵活性以保留现有船舶的高速航行。MAN柴油机表示，电控的ME/ME-C型柴油机具有一种内在的、突出的优点，即可以在非常低的载荷下无限制地运行。同时，它们提供了相比传统柴油机更低的载荷和更低的燃油消耗。就燃油消耗而言，随着新的Tier II排放标准将于2011年1月1日生效，ME/ME-C型船用柴油机的燃油消耗必须满足该Tier II标准，否则将会面临处罚。MAN柴油机称，电控的ME/ME-C型柴油机使船舶在低载荷情况下的长期运作的可能性大大增加。同时，燃油消耗可以得以改进。这主要归功于其良好的部分燃料消耗性能，以及ME引擎在低频高载荷期内较好的运行能力，从而达到清洁气体的作用。ME/ME-C柴油机同时满足IMO的Tier II条例中的SFOC排放标准，以及低二氧化碳排放标准。