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甲醇燃料船舶的发展-绿芒船员学苑

甲醇燃料船舶的发展

01甲醇燃料悄然兴起 先看一组新闻: 2022年10月,马士基与韩国现代重工签约,再订6艘17000TEU的绿色甲醇燃料的集装箱船。一艘造价1.9亿美元,共计约11.4亿美元。东方海外和中远海集运与中远...

01甲醇燃料悄然兴起

先看一组新闻:

2022年10月,马士基与韩国现代重工签约,再订6艘17000TEU的绿色甲醇燃料的集装箱船。一艘造价1.9亿美元,共计约11.4亿美元。东方海外和中远海集运与中远海川崎签订了12艘24000TEU甲醇双燃料集装箱船。

2023年8月,招商轮船在大连船厂建造甲醇双燃料VLCC,这是全球第一艘以甲醇为燃料的 VLCC 订单。

2023年9月,新加坡韦立集团和中船集团,签订了2艘32.5万吨绿色甲醇矿砂船项目。

DNV 最新发布的数据显示,2023年 1 至 7 月,全球成交甲醇动力船 122 艘。仅在2023年 7 月,全球就签订了 48 艘甲醇动力船新船建造合同,全球甲醇动力船舶新增订单首次超过 LNG 动力船舶。

上面几个比较有代表性的数据,说明了绿色甲醇燃料船,可能要火了。主要原因,还是以欧洲为代表的一些国家,降低船舶废气排放对大气的污染和温室气体排放的愿景。 

LNG不是很好了吗?为啥还要折腾甲醇燃料的呢? 

02甲醇燃料简单分类 

从制造的角度上说,甲醇有两种。一种是灰色甲醇,一种是绿色甲醇。
甲醇的制备过程十分复杂,而且不同的原料制备灰色甲醇的方法也不相同。为了方便理解,这里只是简单的说一下,目的是区分什么是灰色甲醇什么是绿色甲醇。

煤炭,天然气,石脑油等燃烧后,产生了一氧化碳,二氧化碳等碳氧化合物。将一氧化碳和二氧化碳加压后再加入氢合成甲醇。通过这种方式制备的甲醇,就是灰色甲醇。

而绿色甲醇通常有两种:一种是生物甲醇,一种是电子甲醇。

生物原料热解气化,产生含有一氧化碳、二氧化碳、氢气的合成气,再经过催化剂催化后,合成生物甲醇。

将生物原料发酵产生沼气,直接重整,或者把沼气中的二氧化碳分离,加氢重整,也可合成生物甲醇。

电子甲醇,就是利用风电等绿电,电解水产生氢气,再和二氧化碳合成的甲醇,也叫生物电子甲醇。

03甲醇燃料的优缺点

从甲醇燃料的制备和分类可以看出,绿色甲醇和灰色甲醇,是有区别的。显然绿色甲醇作为船用燃料,二氧化碳的排放量更低,完全符合IMO最严格减排法规的要求。

绿色甲醇基本上不含有硫元素,这对于航运业和限制硫排放的每一个国家来说,绿色甲醇的硫排放绝对是达标的。

与重油相比,绿色甲醇燃烧后,可减少99%氮氧化合物,95%的颗粒物质。

从绿色甲醇本身的特点上看,无疑是相当绿色环保非常理想的船用燃料,而且在技术上已经很成熟。

那么,绿色甲醇燃料的商船造价如何?

有数据显示:在建造和运营成本上,甲醇动力船造价比同规格LNG船低 22%,比同规格燃油船造价高出约 10%,但可免征柴油碳税每吨二氧化碳 250 至 450 美元。

说明绿色甲醇燃料船的造价比LNG低,比传统燃油的造价高,但是可以不用缴纳碳税了。综合算一下总账,还是可以的。

LNG比较,绿色甲醇还有一个非常省钱的特点,甲醇常温下就是液态的,不需要像LNG那样降温加压才能保持液态。这样在造船和日常使用上,就省了很多的钱。

从船员日常使用上来说,相对更加安全和简便,显然甲醇更有吸引力。

甲醇燃料对应的主机必然是甲醇主机,现有的双燃料主机只需要进行小幅度的改动,就可以成为甲醇主机。在技术上其实也很复杂,而且改装费用也不低。 

因为甲醇动力改装,就需增大燃料舱、重新设计燃烧系统、发动机适配等一系列关键技术问题。赫伯罗特Sajir号LNG双燃料改装项目,整个改装费用高达3500万美元。

此外,与目前的柴油和其他燃油相比,甲醇的能量密度较低,船舶在特定消耗量下所需的甲醇是燃油的 2.5 倍。这也是阻碍甲醇广泛用作船用燃料的原因之一。

灰色甲醇的减排效果有限,而绿色甲醇只能由生物质裂解、绿电制氢+二氧化碳捕集两种方式进行生产。这样就导致绿色甲醇的产量,是一个很大的问题,而且制备的成本也比较高。

04发展前景 

现阶段,LNG燃料还是能持续一段时间的,未来甲醇燃料会逐渐兴起,如果技术研发和成本控制较好,最后应该是氨燃料的天下。

LNG和甲醇双燃料主机的技术都比较成熟了,达到了随时可用的商业状态。因此,鉴于LNG和甲醇各自的特点,未来一段时间内,虽然甲醇燃料船会兴起,但是大部分航运公司应该采取多种选择并行的路线。

就好像当年达飞主张LNG双燃料一样,现在马士基主张甲醇燃料。而现在达飞也在布局甲醇燃料船了。

氨燃料虽然是真正的0碳原料,但是氨这种物质更加的危险,有剧毒,容易爆炸,使用上更加的不便;另外更重要的是,氨燃料的主机正在研发,在技术上尚未成熟。同时,氨的能量密度比甲醇还低,船上储存的燃料舱将更大。

05总结陈词 

船舶大型化,且运输量巨大的背景下,船用能源需求量巨大。同时船舶运营对环境的污染等不利影响也越来越显著。 

这就要求全世界的技术人才和产业链,综合考虑成本和污染控制的各种因素,达到经济和环保的平衡点。

技术的不断进步,呼唤甲醇燃料船在一段时间内的涌现。这是技术和时代的进步,对于保护地球环境,改善环保压力,对于人类文明的延续,具有重大的价值。

  • 发表于 2023-10-08 18:12
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