當(dāng)前,全球航運業(yè)正大力推進(jìn)綠色替代燃料應(yīng)用。相比傳統(tǒng)燃料,可再生甲醇在生命周期評估(LCA)中可將溫室氣體排放量減少高達(dá)95%,且作為常溫液體燃料,相比LNG、氨、氫等更具安全性,已成為航運業(yè)未來新型綠色燃料的一種發(fā)展方向。
今年3月,中遠(yuǎn)??嘏c中遠(yuǎn)海運重工簽署了2艘13800TEU和2艘20000TEU現(xiàn)有集裝箱船甲醇雙燃料改造合同,這是全球首例同時進(jìn)行MAN主機(jī)和WARTSILA副機(jī)雙燃料改造項目。
而此前,中遠(yuǎn)海運集團(tuán)下屬主營船隊已簽訂多艘甲醇燃料船舶建造訂單,包括中遠(yuǎn)???艘在建16000TEU和12艘24000TEU甲醇雙燃料動力集裝箱船舶;中遠(yuǎn)海運能源簽訂3艘11.4萬噸阿芙拉型綠色甲醇雙燃料原油運輸船、2艘巴拿馬型甲醇Ready原油船以及1艘MR型甲醇Ready成品油/原油船建造合同;中遠(yuǎn)海運散運訂造了兩艘32.5萬噸甲醇雙燃料動力大型礦砂船,其首制船預(yù)計于2026年第四季度交付運營,屆時將成為全球最早實際投入運營的大型甲醇雙燃料動力礦砂船。
根據(jù)克拉克森(Clarksons)出示的一份分析報告顯示,2023年全球新造船訂單中,共有539艘船舶采用替代燃料,總噸位占當(dāng)年所有新造船訂單的45%,其中包括130艘甲醇動力船,總噸位約占總訂單量的13%,僅次于液化天然氣(LNG)動力船。
2023年以來甲醇燃料船訂單增速已超過LNG動力船,甲醇已成為船舶未來燃料的重要選項。
甲醇是如何走進(jìn)人們視野的?
2020年以來,“脫碳”成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展無法繞行的話題。航運業(yè)也對未來燃料選擇進(jìn)行了積極研究,包括氫、氨、甲醇、LNG、電能等多種能源形式都得到了航運業(yè)的廣泛關(guān)注和大膽嘗試。
在2023年7月舉行的海洋環(huán)境保護(hù)委員會(MEPC 80)會議上,國際海事組織(IMO)通過了《IMO2023年船舶溫室氣體減排戰(zhàn)略》,該戰(zhàn)略為國際航運業(yè)的溫室氣體減排工作設(shè)定了新的愿景目標(biāo)及指標(biāo)性校核點。
在《IMO2023年船舶溫室氣體減排戰(zhàn)略》的指引下,IMO發(fā)布并實施了很多航運相關(guān)低碳政策,推動航運業(yè)溫室氣體減排,促進(jìn)全球可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)。
甲醇燃料的主要特性
甲醇(Methanol)又稱羥基甲烷,因在干餾木材中首次發(fā)現(xiàn),故又稱“木醇”或“木精”。甲醇為無色透明液體,有刺激性氣味。沸點為64.7℃,常溫下呈液態(tài)。作為燃料,甲醇燃燒后會形成水與少量的二氧化碳,二氧化氮等顆粒物幾乎沒有。使用甲醇燃料的發(fā)動機(jī)燃燒也更充分,幾乎不產(chǎn)生積碳。熱值上,2升甲醇等效1升異辛烷(可以看成100號標(biāo)準(zhǔn)汽油)。
與航運業(yè)的傳統(tǒng)燃料及其他替代燃料相比,甲醇在SOx、NOx以及可吸入顆粒物(PM)方面減排方面效果顯著,僅次于目前炙手可熱的氫與氨。從全生命周期考慮,通過綠色方式(生物質(zhì)或綠色電制)制取甲醇,在減碳效果方面幾乎與氨和氫具備同樣的效果。
中國船燃牽頭發(fā)起的《船用甲醇燃料水上加注規(guī)程》《船用甲醇燃料》兩個團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)于2023年9月25日在第十五屆國際交通技術(shù)與設(shè)備展覽會上召開發(fā)布會正式發(fā)布。
甲醇具備明顯優(yōu)勢的方面是:甲醇在常溫下呈液態(tài),這與液氫(-253℃)、LNG(-162℃)、LPG(-42℃)、液氨(-33℃)等需要低溫或者極低溫才能保持液態(tài)的燃料相比,在儲運及建設(shè)加注網(wǎng)絡(luò)方面將具備無以倫比的優(yōu)勢。
在航運界比較關(guān)心的能量密度和所需倉容方面,甲醇的質(zhì)量能量密度和體積能量密度都比較低,與燃油比較,甲醇提供相同能量所需艙容是燃油的2.27倍(LNG所需艙容為燃油的1.6倍,氫為4.2倍),但與氨、氫相比,可以常溫儲存。
甲醇燃料的生產(chǎn)現(xiàn)狀
目前工業(yè)上主要采用一氧化碳、二氧化碳加壓催化氫化法合成甲醇,天然氣、煤、焦炭、煤層氣、石腦油、重油等都可以成為制取甲醇的原料。
我國是全球最大的甲醇生產(chǎn)國,也是最大的消費國。2023年,我國甲醇產(chǎn)能達(dá)到10131.5萬噸/年,產(chǎn)量約8424萬噸,表觀消費量為9334萬噸,進(jìn)口量為1455.9萬噸,進(jìn)口量創(chuàng)歷史新高。預(yù)計2024年,國內(nèi)甲醇需求大概率穩(wěn)中有升。中國已成為全球上最大的甲醇生產(chǎn)國和消費國。
2023年9月20日,中國遠(yuǎn)洋海運集團(tuán)有限公司、上海國際港務(wù)(集團(tuán))股份有限公司、國家電力投資集團(tuán)有限公司、中國檢驗認(rèn)證(集團(tuán))有限公司,共同簽署了《關(guān)于開展綠色甲醇產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)合作備忘錄》。標(biāo)志著國內(nèi)首個涵蓋生產(chǎn)、運輸、加注、認(rèn)證等各個環(huán)節(jié)的船用綠色甲醇全產(chǎn)業(yè)鏈項目,已進(jìn)入實際建設(shè)階段,為航運業(yè)的新能源應(yīng)用和綠色轉(zhuǎn)型,開啟了嶄新的篇章。
2023年12月29日,中遠(yuǎn)海運國際香港、上港能源、吉電股份成立綠色甲醇合資公司。新合營企業(yè)專注于包括綠色甲醇在內(nèi)的可再生燃料的投資平臺,將進(jìn)一步服務(wù)船用可再生燃料布局與推動能源轉(zhuǎn)型。
從價格上看,目前綠氫制備的“綠色甲醇”供應(yīng)還未成規(guī)模,再加上同等熱值相對于兩倍燃油的用量,成本會更高。
目前生產(chǎn)甲醇的工藝重要是天然氣制甲醇,還是會有二氧化碳的排放。目前業(yè)界普遍認(rèn)為,用可再生能源產(chǎn)生的氫氣與綠色碳源反應(yīng)生成的甲醇,才被稱為“綠色甲醇”。綠色碳源包括由秸稈、城市垃圾廢棄物等制取的二氧化碳。
甲醇作為未來替代燃料的前景
國際可再生能源署(IRENA)報告《到2050年實現(xiàn)航運業(yè)脫碳的途徑》認(rèn)為的,最適合國際航運的可再生燃料是甲醇和氨。由于工業(yè)界還在努力攻克氨燃料的毒性、低熱值和加注等問題,使得甲醇正在迅速發(fā)展成為當(dāng)下最可行、排放較少且成本最低的一種船用燃料替代品。
隨著氮氧化物減排技術(shù)的發(fā)展,與LNG相比,甲醇的“缺點”已有所減少;相反,使用LNG所需的高壓、超低溫維持設(shè)備的缺點正在凸顯。因為甲醇在一般的大氣壓和常溫下也能維持液體狀態(tài),不需要低溫設(shè)備,很容易安全存儲和運順,對港口及船舶現(xiàn)有燃料供應(yīng)相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行簡單的改造后即可采用,改裝和新造醇基燃料動力船比LNG更簡單也更便宜。
此前,清潔能源金融服務(wù)商Longspur Research發(fā)布的報告《甲醇和航運》,從減排能力、能源密度、成本、易用程度四方面對比不同船用燃料,因甲醇技術(shù)成熟、基礎(chǔ)設(shè)施改造難度小費用低、使用安全、加注便利、成本低,被綜合判定為目前海事業(yè)船用綠色燃料的最佳選擇。(來源:中國遠(yuǎn)洋海運報)
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