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未來船舶動力,誰主沉浮?

2019-06-20 09:48:00     作者:

  6月13日,大船集團牽頭承擔的“風帆技術示范應用開發”項目成果——全球首艘安裝風帆裝置的30.8萬噸超大型原油船(VLCC)在經過前期申報、評審、答辯等環節后,亮相全國雙創周展會,并通過展板、視頻、可動模型的展示方式與全國觀眾見面。該項目對船舶節能減排技術的發展具有重大意義。為了滿足日益嚴格的國際規則,降低船舶污染,業界正在努力探索更為清潔高效的船舶動力,并開展了各種各樣的實船試驗項目。未來到底有哪些新型燃料和動力能夠成為航運業去碳化運動中的一員大將呢?小編為業界盤點了一些未來船舶動力的潛在“候選人”,誰會最終成為“佼佼者”呢,我們拭目以待。

  LNG 

  LNG被視為一種清潔的替代船用燃料已經有許多年了,LNG動力船舶也有了成熟的商業化運用實例。有數據顯示,截止2018年底,共有782艘LNG運輸船或者非氣體運輸船要么使用LNG作為燃料,要么具備使用LNG動力的能力。LNG燃料也獲得了許多船東的支持,包括新加坡油輪船東AET、俄羅斯航運公司Sovcomflot,以及集運公司達飛輪船和赫伯羅特等。達飛已選擇LNG作為船舶燃料,赫伯羅特也啟動了集裝箱船改裝LNG動力的項目。

  盡管LNG作為船用燃料的使用份額正在不斷擴大,但其發展道路上仍有許多障礙。目前LNG加注基礎設施有限,新造LNG動力船和改裝LNG動力的成本都相對較高,而且僅憑LNG燃料就想實現航運業的碳減排目標也比較困難。

  氫燃料 

  相比于傳統船舶燃料,氫能源具有清潔環保等多種優勢,隨著技術的進步,近年來越來也多船廠、能源公司以及動力系統供應商開始加大氫燃料動力船舶的研發,并且取得了實質性的進展。目前全球范圍內已有多種船型采用了氫燃料電池動力,還有更多大型項目正在開發當中。早在2009年,德國Alster-Touristik GmbH公司就研發出了全球首艘氫動力船舶FCS Alsterwasser,證明了氫燃料電池的可靠性。

  國際能源署(IEA)最新報告指出,氫能源可能成為實現IMO 2050航運業碳減排目標的一種燃料選項。氫能源發展過程中的一大挑戰就是生產成本高,尤其是通過可再生途徑制氫。據國際能源署預測,到2030年使用可再生原料制造氫的成本將下降30%。除了成本之外,氫能源還具有儲存運輸困難、相比傳統船舶燃油能量密度較低以及能量損失較大等挑戰。

  風帆動力 

  近幾年來,內河安裝輔助風帆的船舶數量正在不斷增加,遠洋運輸的船舶也開始向風力助航方向發展。風帆動力雖然無法替代船舶燃料,但卻可以減少船舶二氧化碳排放,節省燃油消耗。亮相全國雙創周的“凱力”輪是風帆助推節能技術在大型船舶上的首次推廣應用,是對全球節能減排趨勢的積極響應,算得上是航運史上的一次創舉。據相關人員介紹,風帆動力裝置能顯著減少船舶油耗,初步統計每天減少3%左右的油耗。

  最近,川崎汽船與空客集團旗下風能品牌Airseas簽訂了一項為期20年的協議,將為50艘船舶安裝一種名為Seawing的自動化風箏帆。該裝置是由一種可折疊組織構成,利用纜繩與甲板上的絞車連在一起,工作人員只需按下系統按鈕,風箏帆就會自動展開并開始飛行,展開后面積可達1000平方米。船上安裝這種風箏帆可以有效減少油耗,并將二氧化碳排放量降低20%。川崎汽船第一艘安裝風箏帆裝置的船舶將于2021年開始運營。

  甲醇 

  在5月末舉行的一場船用甲醇燃料研討會上,加拿大甲醇生產商Methanex子公司Waterfront Shipping總裁Paul Hexter表示:“甲醇和現有的液體船用燃料類似,而且在操作方面比LNG簡單得多,甲醇動力發動機的改裝成本只有LNG動力的25%。除了節省成本之外,甲醇也是目前限硫令合規燃油之中唯一能夠從本質上達到氮氧化物排放Tier III標準要求的燃料。短期內,生物甲醇的二氧化碳足跡接近于零,因此能夠作為IMO碳減排法規的應對方案。”

  全球首艘甲醇動力船舶——Stena Line公司旗下渡輪“Stena Germanica”號已在2015年完成改裝并投入運營。Waterfront Shipping表示,該公司在2016年接收的4艘甲醇動力船舶從來沒有因為發生重大故障而導致停租或閑置,而且截止目前已經依靠甲醇動力成功運營了超過45000小時。

  05 氨氣 

  根據荷蘭獨立船舶設計和工程公司C-Job Naval Architects的最新研究,氨氣可能成為有助于航運業減輕環境污染的一種可靠燃料。接下來10年內,船用氨氣燃料的發展可能取得突破。2030年或將出現首艘使用氨氣燃料的遠洋油輪。

  C-Job發言人表示,該研究顯示氨氣可以作為一種安全高效的船用燃料,未來有望成為海運業的綠色替代燃料。氨氣動力船舶可能在10年內成為現實。短期之內,能夠同時燃燒傳統燃油和氨氣的發動機是利用氨氣的最佳方式,未來氨氣燃料電池可能會成為更有效的方案。

  相比氫氣,氨氣具有許多優點。人類在制作肥料時已經大批量生產氨氣了,而且,氨氣能量密度大,同等數量氨氣中包含的能量比液化氫氣高出了50%,更容易存儲和運輸。

  不過氨氣的應用發展還需進一步研究,而且還有一些障礙需要破除。氨氣易燃且有毒,在通風、溫度和氣壓控制方面需要特殊的安全防御措施。目前,船用氨氣燃料的價格是低硫油的3.2倍。雖然氨氣能量密度相比氫氣較大,但在普通船用燃油面前仍然難以匹敵,船舶憑借一罐氨氣所能達到的行程只有燃油的一半。

  液化生物氣 

  去年年底,挪威郵輪公司海達路德(Hurtigruten)宣布將使用死魚和其他有機廢棄物為船舶提供動力。近期,海達路德與本土能源公司Biokraft簽訂了7.5年液化生物氣(LBG)供應協議。Biokraft將為海達路德提供從有機廢棄物中生產的液化生物氣。海達路德計劃到2021年為旗下6艘船舶改裝燃氣和電池動力發動機,這些船舶將使用電力、LNG以及液化生物氣等混合動力。據悉,液化生物氣適用于使用LNG的油罐和發動機,因此可以利用現有的基礎設施和技術之便。

  海達路德CEO Daniel Skjeldam表示:“其他人眼中的麻煩在我們這里變成了一種資源和解決方案。通過引進生物氣作為郵輪燃料,海達路德將成為首家使用非化石燃料的郵輪公司。”

編輯:宋玉錚

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