6月13日,大船集團牽頭承擔的“風帆技術示范應用開發(fā)”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(jīng)過前期申報、評審、答辯等環(huán)節(jié)后,亮相全國雙創(chuàng)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(jié)能減排技術的發(fā)展具有重大意義。為了滿足日益嚴格的國際規(guī)則,降低船舶污染,業(yè)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(yè)去碳化運動中的一員大將呢?小編為業(yè)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(jīng)有許多年了,LNG動力船舶也有了成熟的商業(yè)化運用實例。有數(shù)據(jù)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(fā)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(xiàn)航運業(yè)的碳減排目標也比較困難。
氫燃料
相比于傳統(tǒng)船舶燃料,氫能源具有清潔環(huán)保等多種優(yōu)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(tǒng)供應商開始加大氫燃料動力船舶的研發(fā),并且取得了實質(zhì)性的進展。目前全球范圍內(nèi)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(fā)當中。早在2009年,德國Alster-Touristik GmbH公司就研發(fā)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(xiàn)IMO 2050航運業(yè)碳減排目標的一種燃料選項。氫能源發(fā)展過程中的一大挑戰(zhàn)就是生產(chǎn)成本高,尤其是通過可再生途徑制氫。據(jù)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(tǒng)船舶燃油能量密度較低以及能量損失較大等挑戰(zhàn)。
風帆動力
近幾年來,內(nèi)河安裝輔助風帆的船舶數(shù)量正在不斷增加,遠洋運輸?shù)拇耙查_始向風力助航方向發(fā)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(jié)省燃油消耗。亮相全國雙創(chuàng)周的“凱力”輪是風帆助推節(jié)能技術在大型船舶上的首次推廣應用,是對全球節(jié)能減排趨勢的積極響應,算得上是航運史上的一次創(chuàng)舉。據(jù)相關人員介紹,風帆動力裝置能顯著減少船舶油耗,初步統(tǒng)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(xié)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(tǒng)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(chǎn)商Methanex子公司W(wǎng)aterfront Shipping總裁Paul Hexter表示:“甲醇和現(xiàn)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(fā)動機的改裝成本只有LNG動力的25%。除了節(jié)省成本之外,甲醇也是目前限硫令合規(guī)燃油之中唯一能夠從本質(zhì)上達到氮氧化物排放Tier III標準要求的燃料。短期內(nèi),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(guī)的應對方案?!?/p>
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(fā)生重大故障而導致停租或閑置,而且截止目前已經(jīng)依靠甲醇動力成功運營了超過45000小時。
05
根據(jù)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(yè)減輕環(huán)境污染的一種可靠燃料。接下來10年內(nèi),船用氨氣燃料的發(fā)展可能取得突破。2030年或?qū)⒊霈F(xiàn)首艘使用氨氣燃料的遠洋油輪。
C-Job發(fā)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(yè)的綠色替代燃料。氨氣動力船舶可能在10年內(nèi)成為現(xiàn)實。短期之內(nèi),能夠同時燃燒傳統(tǒng)燃油和氨氣的發(fā)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(yōu)點。人類在制作肥料時已經(jīng)大批量生產(chǎn)氨氣了,而且,氨氣能量密度大,同等數(shù)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(fā)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(xié)議。Biokraft將為海達路德提供從有機廢棄物中生產(chǎn)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(fā)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(jù)悉,液化生物氣適用于使用LNG的油罐和發(fā)動機,因此可以利用現(xiàn)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?!?/p>