甲醇因其低碳排放、高效能以及可再生性等優(yōu)勢，獲得了航運(yùn)業(yè)和造船業(yè)的一致青睞，成為航運(yùn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型替代燃料的呼聲也越來越高。各方要在實(shí)際操作中正視甲醇動力改裝面臨的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的挑戰(zhàn)，加強(qiáng)技術(shù)研究和創(chuàng)新，有效推動船舶甲醇動力的推廣和應(yīng)用，
記者 郭佳泰
日前，航運(yùn)巨頭馬士基宣布，計(jì)劃對一艘現(xiàn)有集裝箱船進(jìn)行甲醇動力改裝，已與曼恩能源方案（MAN Energy Solutions）簽訂協(xié)議，預(yù)計(jì)從2024年中期開始執(zhí)行，這將成為行業(yè)內(nèi)首個(gè)集裝箱船甲醇動力改裝項(xiàng)目；MAN ES與西斯班公司（Seaspan Corporation）和德國班輪公司赫伯羅特（Hapag Lloyd）簽訂改造承諾協(xié)議，為其提供15種船用發(fā)動機(jī)改造解決方案，用于將其船隊(duì)的燃料發(fā)動機(jī)改造為能夠使用甲醇運(yùn)行的雙燃料發(fā)動機(jī)；瑞典渡船運(yùn)營商Stena Line已與瓦錫蘭簽署合同，計(jì)劃在2025年將部分船舶改裝為甲醇動力。種種跡象表明，船舶甲醇動力改裝“風(fēng)口已至”。
甲醇已露“尖尖角”
隨著環(huán)境保護(hù)意識和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整需求的增強(qiáng)，面對日趨嚴(yán)峻的全球航運(yùn)業(yè)碳減排形勢，全球造船業(yè)都加速了對液化天然氣（LNG）、氫、甲醇等清潔燃料作為船用替代燃料的探索。甲醇因其低碳排放、高效能以及可再生性等優(yōu)勢，獲得了航運(yùn)業(yè)和造船業(yè)的一致青睞，成為航運(yùn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型替代燃料的呼聲也越來越高。
研究表明，按從油罐到尾流，通過用甲醇代替重油（HFO），二氧化碳排放可減少7%、硫氧化物排放可減少99%、氮氧化物排放可減少60%。同時(shí)，甲醇作為高能量密度的燃料，可以提供良好的動力性能，滿足船舶航行的需求；可以通過多種方式生產(chǎn)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)能源來源多元化，還具備可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)。這些都表明，甲醇作為船用替代燃料具有絕對優(yōu)勢，且對減少船舶碳足跡具有重要意義。
近些年，國內(nèi)外航運(yùn)業(yè)、造船業(yè)都在積極推動船舶甲醇動力的應(yīng)用，甲醇作為船用替代燃料在航運(yùn)業(yè)去碳化進(jìn)程中的作用越來越突出。數(shù)據(jù)顯示，2021年以來，全球甲醇燃料動力船舶訂單新增49艘，其中2021年19艘、2022年30艘。今年6月，揚(yáng)子江船業(yè)集團(tuán)公司與馬士基簽署6艘9000TEU甲醇雙燃料中型集裝箱船建造合同；7月11日，長榮海運(yùn)擬購入24艘16000TEU甲醇雙燃料集裝箱船，其中16艘由韓國三星重工建造，另外8艘由日本船廠建造。另外，根據(jù)挪威船級社（DNV）的統(tǒng)計(jì)，目前全球有89艘甲醇雙燃料船將于2028年前交付使用，預(yù)計(jì)甲醇將超過LNG成為主要的替代燃料候選者。
除新造船之外，甲醇動力改裝也如“小荷尖尖角”探出水面。早在2015年投入運(yùn)營的全球首艘使用甲醇作為船用燃料的船舶“Stena Germanica”號便是改裝而來。資料顯示，該船總長240米，可運(yùn)輸1500名乘客和300輛小汽車。2015年年初，該船在波蘭Remontowa船廠被改造成能夠使用甲醇燃料的船舶，采用了瓦錫蘭提供的雙燃料四沖程發(fā)動機(jī)。該雙燃料發(fā)動機(jī)采用甲醇作為船舶主要燃料，同時(shí)也可使用船用輕柴油（MGO）作為備用燃料。2015年3月底，這艘渡船開始在瑞典哥德堡和德國基爾之間進(jìn)行全球首次甲醇動力航行。
在今年7月10日接收了全球首艘甲醇動力集裝箱船的馬士基也于日前宣布計(jì)劃將一艘現(xiàn)有集裝箱船改裝為雙燃料甲醇動力船。其實(shí)，早在2021年，馬士基就承諾原則上只訂造可以使用綠色燃料航行的新建船舶，同時(shí)開始探索對船舶發(fā)動機(jī)進(jìn)行改造、使其成為使用雙燃料甲醇發(fā)動機(jī)的可能性。當(dāng)前，馬士基已與MAN ES簽署了發(fā)動機(jī)改造項(xiàng)目協(xié)議，計(jì)劃于2024年中期開始對一艘現(xiàn)有集裝箱船進(jìn)行甲醇動力改裝，并計(jì)劃在2027年進(jìn)行的船舶特殊檢驗(yàn)過程中對其他同等級船舶進(jìn)行相同改裝。在與MAN ES合作后，馬士基表示，他們現(xiàn)在已經(jīng)做好準(zhǔn)備，證明使用甲醇雙燃料動力的船舶可以通過發(fā)動機(jī)改造完成。他們希望，通過驗(yàn)證發(fā)動機(jī)改造能成為新建甲醇船舶的可行替代方案，為行業(yè)未來大規(guī)模船舶改造計(jì)劃鋪平道路，從而加速從化石燃料到綠色燃料的過渡。
除此之外，今年4月，新加坡船東Berge Bulk聯(lián)合美國船級社（ABS）啟動了一項(xiàng)為期6個(gè)月的可行性研究項(xiàng)目，計(jì)劃將正在建造的使用重油的21萬載重噸紐卡斯?fàn)栃蜕⒇洿癇erge Mauna Kea”號改裝成甲醇動力，這一聯(lián)合研究將探討甲醇燃料可用性和甲醇燃料加注實(shí)用性以及改裝的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性等方面的問題；2022年10月，挪威郵輪公司與MAN ES簽訂諒解備忘錄，計(jì)劃將一臺中速四沖程發(fā)動機(jī)改裝為甲醇雙燃料動力，改裝后的發(fā)動機(jī)將交付給挪威郵輪公司進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)營。
動力改裝“剛剛好”
2021年，中國船舶集團(tuán)有限公司旗下滬東中華所屬上海華潤大東船務(wù)工程有限公司，完成了赫伯羅特全球首個(gè)超大型集裝箱船“Sajir”號LNG雙燃料改裝項(xiàng)目，當(dāng)時(shí)引起不少業(yè)界人士的關(guān)注。而在近日，赫伯羅特和西斯班一起與MAN ES達(dá)成了甲醇動力改裝協(xié)議，由MAN ES旗下部門MAN PrimeServ提供發(fā)動機(jī)改造解決方案，將赫伯羅特和西斯班船隊(duì)的燃料發(fā)動機(jī)改造為能夠使用甲醇運(yùn)行的雙燃料發(fā)動機(jī)。從同一家公司的兩個(gè)改裝項(xiàng)目可以看出，在驗(yàn)證了各類船用替代燃料的優(yōu)劣勢后，各相關(guān)方已開始探索除了LNG外的其他船用替代燃料的動力改裝的可能性，以加速推動船用替代燃料的推廣使用。
根據(jù)赫伯羅特和西斯班與MAN ES簽訂的協(xié)議，MAN PrimeServ將提供15種發(fā)動機(jī)改造解決方案，用于將赫伯羅特和西斯班船隊(duì)中配備的單個(gè)MAN B&W S90型燃油發(fā)動機(jī)，改造為MAN ES研發(fā)的能夠同時(shí)使用甲醇燃料和傳統(tǒng)燃料運(yùn)行的液態(tài)氣噴甲醇（ME-LGIM）雙燃料發(fā)動機(jī)。據(jù)悉，當(dāng)使用甲醇燃料運(yùn)行時(shí)，該發(fā)動機(jī)可為大型商船提供碳中和動力。目前，ME-LGIM雙燃料發(fā)動機(jī)已經(jīng)被訂購或安裝了超過100臺，其中超過50臺是G95ME-C10.5-LGIM的升級版。
更換發(fā)動機(jī)組件，使船舶能夠使用甲醇燃料航行是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的任務(wù)。但是，這也僅僅只是更大型的改裝過程的一部分，增加新的燃料艙、設(shè)置燃料準(zhǔn)備室以及配備燃料供應(yīng)系統(tǒng)都是船舶甲醇動力改造工程的組成部分。同時(shí)，由于甲醇的燃燒特性與傳統(tǒng)燃油不同，需要對船舶的燃燒系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)改進(jìn)，以適應(yīng)甲醇的特性；為確保持續(xù)穩(wěn)定的燃料供應(yīng)，需安裝合適的甲醇儲存罐和供應(yīng)系統(tǒng)等。總體來說，想要更順利地進(jìn)行甲醇動力改裝，就需有效解決燃料儲存與供應(yīng)、燃燒系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)適配等一系列關(guān)鍵技術(shù)問題。當(dāng)前，船舶甲醇動力技術(shù)在某些方面仍處于發(fā)展階段，例如燃燒效率、儲存技術(shù)和排放控制等，還需加強(qiáng)進(jìn)一步的研究和技術(shù)創(chuàng)新，以克服這些技術(shù)挑戰(zhàn)。
除此之外，船舶甲醇動力改裝還需要相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施支持，包括甲醇供應(yīng)站和儲存設(shè)施等。鑒于甲醇是一種易燃液體，對船舶動力系統(tǒng)的安全性要求較高，在改裝過程中，必須采取相應(yīng)的安全措施，包括防火、泄漏和排風(fēng)系統(tǒng)等。最后還要考慮改裝的經(jīng)濟(jì)性問題。以赫伯羅特“Sajir”號LNG雙燃料改裝項(xiàng)目為例，整個(gè)改裝費(fèi)用高達(dá)3500萬美元，實(shí)屬是一筆“大開銷”。船舶甲醇動力改裝也需要一定資金的投入，盡管甲醇燃料價(jià)格相對較低，但改裝過程中的初期投資仍然是一項(xiàng)巨大的投入。因此，需要評估改裝成本與運(yùn)營成本之間的平衡，確保甲醇動力改裝的經(jīng)濟(jì)可行性。
船舶甲醇動力改裝是減少碳足跡、助力航運(yùn)業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。業(yè)內(nèi)專家建議，要在實(shí)際操作中正視甲醇動力改裝面臨的技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的挑戰(zhàn)，加強(qiáng)技術(shù)研究和創(chuàng)新，有效推動船舶甲醇動力的推廣和應(yīng)用，為航運(yùn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。這些經(jīng)驗(yàn)也將為后續(xù)甲醇動力的推廣提供借鑒和啟示，以推動全球航運(yùn)業(yè)、造船業(yè)向更清潔和可持續(xù)的未來發(fā)展。
來源：全球甲醇行業(yè)協(xié)會北京代表處
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