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船用燃料备受关注“绿色”船舶乘势而上
发布时间:2021-11-19

随着国际海事组织(IMO)全球航运温室气体减排战略持续推进,全球范围内掀起了氨动力船舶、氢动力船舶、氢运输船等新技术新产品的研发竞赛。以往主要在小型特种船领域应用的新型能源动力,如今不断向集装箱船、油船、散货船、汽车运输船等常规船舶领域扩散,新造船市场需求迅速转向绿色船舶。

新造船订单中,双燃料或清洁燃料船舶占比已经达到30%左右,绿色船舶时代已然来临。

LNG船前途无量

11月6日,由中国远洋海运集团有限公司、招商局集团有限公司、株式会社商船三井、上海石油天然气交易中心、中国金融信息中心、上海证券报共同主办的第三届上海国际LNG海运论坛上,壳牌液化天然气市场与贸易副总裁、壳牌下游以及船用LNG全球总经理Tahir Faruqui表示,LNG作为船舶替代燃料不是一种过渡能源,而是一种转型能源,且LNG作为清洁高效的船舶燃料,前景十分广阔。

如今,海运业承担着全球贸易近90%的运输任务,是最具成本效益和能源效益的运输方式,也是全球可持续经济发展的关键支柱。

作为交通运输业的重要组成部分,远洋运输所承载的贸易规模占全球二氧化碳排放量的近3%。LNG燃料在全球范围得到大规模应用,被广泛认可为首选的大规模清洁替代燃料,目前已经在客船、邮轮、LNG运输船、油轮、集装箱船等船型上都取得了较广泛的应用。

据中国船舶集团经济研究中心数据,1—9月全球签约液化气船新船143艘、778万载重吨,同比增加22.0%,具体包括46艘大型LNG船、55艘VLGC和42艘中小型液化气船。

与此同时,内河LNG动力船试点运行近十年,却因与加注站之间难以相互支撑而未能大规模推广。但LNG船作为内河航运减污降碳的重要抓手之一,交通运输部提出,今年年底前要在长江干线建成7座LNG加注站,覆盖沿江各省,并基本具备运营条件。各省市也都在持续关注水上LNG船舶和加注站,积极践行落实国家“长江大保护”战略规划。

近日,《广东省提升内河航运能力和推动内河航运绿色发展总体分工方案》《广东省内河航运绿色发展示范工程实施方案》相继印发,大力推动运输工具装备低碳转型,构建绿色高效交通运输体系。

由中国海油负责提供加注服务、中国船舶集团设计建造的广东省首批50艘LNG单一燃料动力船舶——“达峰3001”“中和2001”两型首制船在广州南沙正式交付。

此外,广东省新能航运有限公司近期与中海油广东水运清洁能源有限公司首批LNG单一燃料动力船舶供气合同签约;港航集团首期新建50艘LNG单一燃料动力内河船舶将于2021年9月至2022年6月相继投产;中海油集团计划在广东省内河建设LNG船舶加注站,并在正式的LNG船舶加注站建成之前专门设置临时加注站,以满足已投产LNG动力船舶的实际用气需求。

甲醇船潜力巨大

全球甲醇行业协会(MI)首席运营官克里斯认为,使用甲醇燃料等多燃料的船用发动机将成为未来主流。作为全球唯一将甲醇作为船舶燃料商业化应用运行的企业,梅赛尼斯公司市场发展总监周莉表示,对于船用发动机来说,甲醇燃料正在迅速发展成为最可行、排放最少且成本最低的一种船用燃料替代品,市场潜力巨大。

目前,全球100个最大港口中,88个都设有甲醇燃料供应,作为海洋燃料,甲醇在全球的地位已经确立。

今年8月,全球最大的甲醇生产商和供应商——全球海洋和能源工程巨头瓦锡兰公司、航运巨头Stena AB公司和Methanex公司为以甲醇为燃料的德国Stena号渡轮庆祝诞生六周年。Stena Germanica是世界上第一台商用甲醇动力船,自推出以来的五年里,以甲醇为动力的船舶市场持续增长。

8月24日,丹麦马士基集团宣布,该公司已与韩国现代重工签署8艘甲醇双燃料动力16000TEU超大型集装箱船建造合同,该批船舶预计于2024年第一季度开始交付。该合同还包括4艘同型船的选择权。与现有船舶燃料相比,使用甲醇作为动力,可减少99%的硫氧化物排放、80%的氮氧化物排放,并最多可减少25%的二氧化碳排放。按照马士基船队的更新计划,上述新船交付后将替代该公司现有船队中超过15万TEU的旧船,这将每年减少约100万吨的二氧化碳排放。

据悉,今年7月,马士基还在现代重工旗下现代尾浦造船订造了全球首艘甲醇双燃料集装箱船,这艘2100TEU支线箱船计划2023年交付,届时将在北欧航线运营。目前,全球有超过20艘以甲醇作为主要动力的船舶投入运营,其中至少8艘由现代尾浦造船建造。

而中国作为全球最大的甲醇生产国和消费国,中国的造船和航运产业也已启动甲醇在新船制造和船舶航运燃料等领域的应用。10月31日,由中国船舶集团旗下广船国际为瑞典Proman Stena航运公司建造的4.99万吨甲醇双燃料化学品/成品油船首制船顺利按期实现出坞下水。该船是国内建造的首艘采用甲醇/燃油双燃料动力的新型环保船舶,不仅配备了世界首创的甲醇双燃料驱动系统,可采用燃油、燃油水合物、甲醇、甲醇水合物四种燃料模式驱动,是船舶领域首次应用水合物燃料方案,还能够控制燃烧状态以降低废气排放,可满足国际海事组织TierⅢ的排放要求。

氢氨能船逐步发展

数据显示,未来几年世界范围内,船舶用氢燃料电池的市场容量大约有160GW;国内2025年氢燃料电池系统改造船数量和新建氢燃料电池船舶数量分别约400艘和200艘,氢燃料电池系统市场规模将达到200亿元。虽然氢燃料作为未来新一代零碳燃料之一,但在2030年前氢能船舶的应用率还较低,需要经历从无到有逐步发展的阶段。

在我国,氢能船舶(氢动力船/氢燃料电池船)发展获得国家层面的政策支持。2019年底,中国船舶集团有限公司发布了全球首艘氢燃料试点船舶设计方案,这艘2000吨级定点航线内河自卸货船由七一二所自主设计研发,采用4组125kW氢燃料电池作为船舶主动力源,辅以4组250kWh锂电池组调峰补偿,同时载有35MPa高压氢气瓶组储存氢气燃料。随后在2020年6月,交通运输部发布《内河航运发展纲要》,提出鼓励探索发展燃料电池动力船舶,研究推进氢能等应用。

除此之外,“零排放联盟”(Getting to Zero Coalition)在其发布的“海事零排放试点示范项目报告(第二版)”中,提到了“绿色航运”的一个重要趋势——氨燃料动力系统产业研发和应用发展受到更多关注。

11月4日,日本商船三井宣布与名村造船和三菱造船签署协议,将联合开发氨动力大型液化氨运输船。目前,氨气主要作生物化肥原料,其海上运输量相对有限。不过,作为一种在燃烧过程中不排放二氧化碳的新一代清洁能源,氨气在未来将有很大的需求。据估计,到2030年日本每年将需要300万吨氨气,到2050年将增至500万吨。

为了满足急剧增长的需求,商船三井将与名村造船和三菱造船分别建立合作框架,订购大型液化氨运输船的主机,着手开发大型液化氨运输船。

此外,氨气也是很有前景的船用燃料,商船三井将努力推进氨动力船舶的过渡。根据商船三井提出的“环境愿景2.1”规划,该公司将氨燃料视为净零排放船舶首选的新一代零碳燃料。

而我国作为造船大国,同样走在氨动力船型开发项目的前列。2019年,上海船舶研究设计院设计的18万吨级氨动力散货船和大连船舶重工集团有限公司联合曼恩公司设计的23000TEU型氨动力集装箱船方案均获得原则性批准,这是我国开发绿色船舶和清洁能源应用方面的开创性举措,也是海事界探索和测试氨燃料作为大型动力的关键。

2021年8月初,外高桥造船有限公司最新研发的氨动力21万吨级散货船成功获得AiP证书,该船型由我国自主研发设计,配置相应的氨燃料存储和供应系统,针对船舶线型、总体布置、船体结构、燃料舱和设备配置进行一系列优化,并开展风险识别分析(HAZID),以确保航行过程中氨燃料使用安全。

(信息来源:中国水运报)

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