March 30, 2020

F+L Week – EV  Workshop | Leaderboard | 600×75
摸清船用燃料行业的“浑水”
article image
从19世纪初到20世纪,蒸汽船一直是全球海洋运输业的霸主,这一新兴船舶技术的出现逐步淘汰了帆船在商用船舶领域的应用。20世纪后期,机动船开始取代蒸汽船,占据主导地位。

鲁道夫·狄塞尔( Rudolf Diesel)研发的实用性柴油发动机在1892年问世,而四冲程柴油机驱动船直到20年后才启动首航。20世纪30年代出现了二冲程发动机,催生了速度更快、更有竞争力的船舶的出现。在两次世界大战期间,发动机驱动的航海船舶已占到海洋运输船舶总吨位的四分之一。之后,柴油机进行了一系列改进,促进了重质燃料油在中速筒状活塞式发动机中的应用。

20世纪中期,研发出了高碱度气缸润滑油,能够中和高硫渣油燃烧产生的酸性物质,其磨损率可与馏出柴油相媲美。

Cargo ship refueling

Photo courtesy of Shell



柴油机船使用柴油运行,在20世纪60年代中期获得了较高关注,与此同时,其在绝对数量和总吨位方面均超过了蒸汽船。到21世纪初期,全球范围内的船舶几乎全部都采用了机动船,比重近100%。

近年来,国际海事组织(IMO)、环境组织和公共健康机构对海上船舶排放的审查也日趋严格。这些团体机构的目标非常一致,就是减少船舶排放,从而提升空气质量,降低气候变化的影响。

早期的规范主要侧重于减少船舶在人类活动区域附近运营时产生的硫氧化物和氮氧化合物排放,比如沿海区域和港口附近区域。国际海事组织的2020年“全球限硫令”将进一步收紧排放标准,更加严格的限制沿海以外区域的硫氧化物排放。

硫氧化物排放主要来自燃料中的硫含量,可以通过采用含硫量较低的燃料油或替代技术(比如排气清洁系统)予以降低。此外,减少硫氧化物排放还可以降低美国环境保护署管控的微粒污染物质的水平。

国际海事组织的《国际防止船舶造成污染公约》(IMO MARPOL)附则VI《防止船舶造成大气污染的规则》是监控船舶排放的主要国际规范机制。该规范规定燃料的含硫量不得超过0.5%,并将从2020年1月1日开始在全球范围内实施。附则VI第2.9条建议硫氧化物排放标准应适用于船用燃烧设备和装置使用的所有燃料,除非安装废气处理系统等许可的排气清洁系统。船舶可能会倾向于使用低硫船用轻柴油(MGO)或专门针对排放控制区研发的0.10%重质燃料油(HFO)。

随着IMO2020限硫令的期限逐步临近,行业内也在考虑可用的燃料方案及其对船舶的影响。

目前运行的大部分船用发动机需使用重质燃料油或船用柴油。发动机和设备使用替代燃料可能还需要对设计规范进行修订,同时调整运行条件。

船用柴油机使用含有化学品添加剂的高度精炼石油产品作为燃料。特定的能量含量、自燃性、独特的比重和其他多个燃料和油品属性都与烃类组分相关。柴油机中燃料的完全燃烧和不完全燃烧会生成气态和颗粒废气排放的复杂混合物。燃烧时,燃料中的硫化合物将发生氧化,生成二氧化硫和三氧化硫(统称为硫氧化物)。

Woman testing Shell marine fuel

Photo courtesy of Shell



微粒物质是微小颗粒和液滴组成的复杂混合物,包含酸性物质、有机化学品、金属和粉尘颗粒。接触排放物中含有的微粒物质可能会引起严重的心血管疾病和呼吸系统并发疾病。通过燃烧清洁剂、低硫燃料油(比如船用轻柴油)和低硫(0.10%-0.50%)重质燃料油,可以大幅降低排放物中含有的硫氧化物和微粒物质水平。从2020年起,使用低硫燃料油将成为全球性强制规定,除非使用排气清洁系统等替代技术。燃料燃烧的类型不会对氮氧化合物产生实质性影响,但是,缓和燃烧过程可以减少氮氧化合物。

环境顾虑推动了生物柴油在运营柴油客车和重型车辆中的自愿应用和强制性应用。这一趋势也正逐步渗入船舶行业的各个领域。可再生生物衍生燃料混合物可以作为一种可行的能源方案,将会有助于降低温室气体和硫氧化物的排放。

美国船级社在2010年3月份首次发布了一份燃料转换建议通告,并在2014年进行了修订。这一通告为船主、建造者和运营方规避燃料转换的风险提供了新的指南,并为他们提供了关于推荐实践和做法的宣贯教育。在发布IMO 2020限硫令指南的同时,还发布了一份最新的船用燃油通告。

本文件针对船用燃料、最知名的燃料规范、质量和使用前和使用中的相关注意事项提出了建议,这些信息数据将会为采用2020限硫令的各领域起到教育宣贯作用,保证该指令的顺利实施。
< Previous

Advertorial: Dorf Ketal milEx and mph

Sustainable aviation fuels prepare for take-off

F+L Webcast | Vertical Rectangle | 390×540
You are using the BNS Add Widget plugin. Thank You!