View Russia / Ukraine conflict updates here

脱碳发展和挑战:使用过渡燃料填补空缺

News & Insights 14 November 2022

Available in:


IMO 2030 年目标逐渐逼近。暂且不论 2050 年的长期目标,要遵守大幅削减二氧化碳 (CO2) 和温室气体 (GHG) 排放量的要求对于船东来说也是一项艰巨的任务。会员的脱碳转型仍在继续,我们的“2022 年替代燃料调查”反映了他们目前的想法。

脱碳发展和挑战:使用过渡燃料填补空缺

IMO 2030 和 IMO 2050

根据国际海事组织 (IMO) 的初步战略,2030 年前航运业需将碳强度(每运输功的二氧化碳排放量)至少降低 40%。到 2050 年,需降低 70%,这一数字几乎翻了一倍。到本世纪末,力争实现完全脱碳。IMO-2050 目标要求,到 2050 年,年度温室气体排放总量至少减少 50%,最终目标是彻底消除温室气体排放。但是,计划于 2023 年进行的战略审查可能会对目标做出调整,有可能要求到 2050 年实现净零排放。

要了解有关《防污公约》附则六中最新规定和修订的更多信息,请参阅我们的“展望 2023 年”博客文章。

探索过渡燃料

尽管船东需要迅速采取行动这一点毋庸置疑,但行业内进展甚微。这主要是因为何种替代燃料可能最佳尚不明确。对每种燃料的潜在安全性、实施预估成本、船上和岸上每种燃料的排放效率以及全生命周期 (well to wake) 碳影响等方面的认识仍需进一步提高。

每种燃料都具备诸多独特的优势和挑战。但就短期和中期目标阶段而言,有两种燃料可以满足当前的要求。同时,行业正在探索和研究更持续的方法从而实现 IMO-2050 目标。这两种“过渡燃料”是生物燃料和液化天然气 (LNG)。

我们的“2022 年替代燃料调查”显示,对于现有船舶,大多数会员目前倾向于使用生物燃料;而对于新船,液化天然气则是首选。替代燃料选择取决于燃料的价格和供应情况,而这些主要受地缘政治局势和市场因素影响。我们在上一篇博客文章中重点介绍了“2022 年替代燃料调查”中收集到的其他障碍和挑战。

生物燃料

生物燃料是一个统称,包括从生物质能燃料或生物废物中提取的各种液体或气体。其根据原料和生产技术进行分类。

第一代生物燃料由传统原料(如粮食作物、糖/淀粉和植物油)加工得来,如脂肪酸甲酯 (FAME)

第二代生物燃料由废物、残渣或非粮食作物原料加工得来,包括使用氢化工艺的食用油,如氢化植物油 (HVO)

第三代生物燃料由种植海藻加工得来。从这些微小植物中提取出油类用作生物燃料,这一工艺产量高,而且几乎不需要维护。

第四代生物燃料由生物工程有机物(即转基因海藻和蓝藻)加工得来,能够提高生物燃料产量。这种生物燃料的生产方法目前处于研究阶段。

大家对于使用生物燃料和生物混合燃料的兴趣日益增加,特别是在 2022 年 6 月 IMO MEPC-78 正式通过 MEPC.1/Circ.795/Rev.6 统一解释后。该统一解释指出,生物燃料含量不超过 30%(按体积算)的燃料可视为从石油精炼的常规船用燃料油。

生物燃料具有许多优势,包括:

碳中性 – 从生物可再生资源(如植物基糖等)中提取。

通常与传统船用燃料混合或用作替代燃料,且与当前常规船用发动机兼容。

无毒、可生物降解,燃烧时温室气体排放较少。

溢油时可生物降解。

有通过多种生产方法大范围提供的潜力。

然而,虽然生物燃料在试验中营运效果良好,但使用生物燃料确实给行业带来了诸多需要克服的困难。这些包括:

与常规化石燃料相比,费用更高。

由于农业等现有行业的竞争,生物燃料原料目前有限。

可使用多种生产方法生产各种生物燃料,这会影响燃料质量、成本和总体生命周期排放。虽然 ISO 8217 是可以用作参考的化石燃料标准,但缺少与生物燃料相关的参数,而且标准中还有一些参数与生物燃料无关。

在与某些常规燃料兼容方面可能出现问题。

现有生物燃料的酸含量较高,这会导致燃料系统腐蚀。通过选择耐酸性较好的材料,可以相对容易地缓解此现象。使用某些生物燃料时,必须更加频繁地更换密封件。

FAME 生物燃料的能量密度可能低于常规化石燃料。燃料的低热值 (LCV) 是指燃烧一定量燃料所释放的热量;这直接影响到发动机的动力输出。FAME 因含氧量较高,其 LCV 低于常规化石燃料。

某些等级的生物燃料中含水时,存在微生物滋生的风险。可通过使用清洁的燃料箱存储燃料、防止进水、定期取样检测和经常排空燃料箱来降低这种风险。或者,可以在生物燃料或生物混合燃料中添加抗微生物剂或抗菌剂,避免微生物繁殖。

与常规燃料相比,生物燃料中的氧含量较高,这会导致氧化稳定性降低。燃料质量随着存放时间的增长更容易降低。长期储存某些生物燃料可能会导致燃料箱中的细菌和真菌滋生、聚沉,导致过滤器堵塞。更加频繁地加注燃料,或者使用防止细菌滋生的新燃料箱涂层,可以解决这些问题。也可以使用抗氧剂减缓这一过程。

生物燃料的低温流动性较差,即在较低的环境温度下,燃料容易变浑、结胶。如果不能适当控制燃料温度,可能会加剧不稳定性,影响保质期和燃料使用的适宜性。建议对燃料箱、管道和过滤器进行加热。如果温度不能保持在浊点以上,建议使用低温流动改进剂或抗凝剂处理燃油。

就使用生物燃料面临的大多数挑战而言,可以考虑所选生物燃料的特性,实施燃料管理程序,从而予以解决。对于生物燃料使用的具体事宜,建议咨询燃料供应商和机械制造商。

生物燃料具备碳中性特质,显然这对船东来说极具吸引力,尤其是在 IMO 正式通过碳强度指标 (CII) 规定后。但组织还需要监控其供应链的质量、可靠性和可持续性。

目前,还没有全球公认的标准或证明来验证端到端绿色生产。但是,已经实行了诸多生物燃料管理的自愿方案,公司可以证明自身遵守相关规定,并且在可持续生物燃料/生物质能燃料生产、加工和采购方面履行了企业承诺。

液化天然气

液化天然气是一种化石燃料,主要由甲烷 (CH4) 构成。与重质燃料相比,它可以大幅减少尾气排放量。具体而言,可减少超过 99% 的硫氧化物 (SOx) ,80% 的氮氧化物 (NOx)、颗粒物 (PM) 和最多 20% 的二氧化碳排放。

其他新兴替代燃料选项正在研究当中且尚未得到验证;与之相对地,行业趋势表明,以液化天然气为燃料的新造船订单激增。

液化天然气的其他潜在优势包括:

已投入实际使用,且可随时提供。

加注基础设施数量正迅速增长。

能量密度高。

IMO《使用气体或其它低闪点燃料船舶国际安全规则》(IGF 规则)中对液化天然气已做出具体规定。

虽然液化天然气具有一些优势,但也存在一些难题,例如:

在低温状态 (-162C) 下储存才能保持液态。

体积密度低,储存空间几乎是传统船用燃料的 2 倍。

加注、储存和处理时需更加小心。

存在甲烷逃逸的风险,即未燃烧甲烷从发动机排出的风险,其潜在温室气体影响比二氧化碳排放大 25 倍。

使用化石燃料可能受到批评。

目前仅限于大型港口。

在 -162°C 左右的液态时,天然气的体积将减少到气态时所需的 1/600。尽管燃料箱有隔热保护,但仍会发生小幅升温,导致液化天然气在达到沸点时蒸发。这种自然蒸发也称气化损耗,不可避免。必须去除产生的蒸发气体 (BOG),从而将燃料箱压力保持在可接受的范围内。

无论会员决定选用哪种方案,都需要关注一些关键因素,确保自身合规。对船上和岸上人员培训的投资非常关键,与合作伙伴和同行密切合作也至关重要。

此外,我们建议会员审查总体燃料管理计划和程序,积极主动地对合规程序进行定期、有效的管理监督和审计。

Standard Club 的支持

我们以 IMO 目标为基准,帮助全球会员和船东实现安全、成功、可持续的绿色能源转型。

我们专注于提供支持,致力于为会员和经纪人做出明智选择和决定提供其所需的全部信息。

访问我们的替代燃料专题页面,通过视频、播客、活动和网络研讨会了解海量替代燃料信息,包括绿色燃料(过渡燃料和新兴燃料)、文章、建议和支持工具,还可以联系在替代燃料领域拥有丰富专业知识和经验的联系人。

类别: Alternative Fuels

You are currently offline. Some pages or content may fail to load.