本刊記者 劉穎

今年4月，國(guó)際海事組織（IMO）在倫敦召開(kāi)的第72屆海洋環(huán)境保護(hù)委員會(huì)會(huì)議（MEPC 72）上，成員國(guó)代表一致同意，至2050年將航運(yùn)產(chǎn)生的二氧化碳（CO2）總排放量削減50%，并努力逐步實(shí)現(xiàn)零排放。在這一意義重大的協(xié)議達(dá)成3個(gè)月后，IMO邀請(qǐng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO） 針對(duì)甲醇作為船用燃料制定標(biāo)準(zhǔn)。甲醇作為下一代環(huán)保船用燃料，已然呼之欲出。在海事界不斷推進(jìn)減排的大背景下，近年來(lái)，航運(yùn)業(yè)正從單一燃料邁入多燃料時(shí)代，甲醇何以脫穎而出？

多種優(yōu)勢(shì)獲青睞

理論研究證明有優(yōu)勢(shì)

早在10余年前，航運(yùn)業(yè)就對(duì)于甲醇作為船舶燃料的可能性進(jìn)行了探索；而自2009年以來(lái)，全球已開(kāi)展7個(gè)相關(guān)研究項(xiàng)目，參與其中的科研院所、船企、船檢、發(fā)動(dòng)機(jī)廠商及相關(guān)配件供應(yīng)商達(dá)50家左右。其中最新的是名為“可持續(xù)的船用甲醇”（SUMMETH）的研究項(xiàng)目，今年6月，甲醇協(xié)會(huì)（MI）在其官網(wǎng)發(fā)布消息稱(chēng)，該項(xiàng)目已完成，其研究成果肯定了甲醇作為船舶燃料的可行性。

據(jù)多個(gè)科研項(xiàng)目的結(jié)果，就用作船舶燃料而言，甲醇在經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和節(jié)能環(huán)保等方面均頗具競(jìng)爭(zhēng)力。就減排效果而言，甲醇與液化天然氣（LNG）相差無(wú)幾，能使硫化物（SOX）、氮氧化物（NOX）、顆粒物（PM）分別減少99%、60%及95%，從而很好地滿足海事法規(guī)要求；在室溫下呈液態(tài)，無(wú)需加壓即可儲(chǔ)存，便于運(yùn)輸，已有逾100年的安全海運(yùn)歷史；即便泄漏，也能夠?qū)崿F(xiàn)可生物降解，且能與水互溶，從而被快速稀釋?zhuān)M(jìn)而在水波、風(fēng)力和潮汐的作用下分散到環(huán)境中，從而達(dá)到無(wú)毒的水平。

不僅如此，若海事業(yè)僅以減排為目標(biāo)，則船舶可有多種燃料選擇；但若以零排放為目標(biāo)，那么甲醇便是為數(shù)不多的選擇之一。2016年，歐盟聯(lián)合研究中心（JRC）發(fā)布的一項(xiàng)研究報(bào)告，其結(jié)論是，甲醇和LNG目前是最有希望的遠(yuǎn)洋及內(nèi)河航運(yùn)可替代燃料。專(zhuān)家分析，若甲醇以化石燃料來(lái)制造，則從能量守恒的角度來(lái)看，其碳排放量并不低；然而，通過(guò)碳捕獲方式生產(chǎn)的綠色甲醇，其碳排放量可以大幅減少，甚至實(shí)現(xiàn)零排放。舉例來(lái)說(shuō)，瑞典已開(kāi)始利用紙漿工業(yè)的廢棄物“黑液”制造甲醇，而目前全球造紙行業(yè)每年可形成黑液7億噸；冰島亦在嘗試?yán)脷錃夂投趸忌a(chǎn)甲醇。

已有數(shù)個(gè)實(shí)船應(yīng)用案例

2015年，瑞典船東Stena Line旗下的渡船“Stena Germanica”號(hào)通過(guò)改裝，安裝了1臺(tái)瓦錫蘭6ZAL40S雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，從而以甲醇為主要燃料，成為全球首艘以甲醇為燃料的船舶。2016年，Waterfront Shipping租用了7艘甲醇運(yùn)輸船，作為全球首批以甲醇為燃料的新建船舶，這7艘船一直安全可靠地運(yùn)營(yíng)。鑒于這一成功經(jīng)驗(yàn)，該公司于今年2月宣布，將再租用4艘明年投入運(yùn)營(yíng)的新船，使其船隊(duì)中以甲醇為燃料的船舶占比增加到40%。

上述甲醇運(yùn)輸船的發(fā)動(dòng)機(jī)是能以甲醇為燃料的ME-LGI雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，由曼能源方案公司研制。據(jù)曼介紹，ME-LGI機(jī)在其ME-GI雙燃料機(jī)的基礎(chǔ)上于2013年研發(fā)，技術(shù)成熟。就量產(chǎn)而言，目前三井造船的玉野發(fā)動(dòng)機(jī)工廠、現(xiàn)代重工的發(fā)動(dòng)機(jī)部門(mén)都成功生產(chǎn)過(guò)該型機(jī)，為上述7艘甲醇運(yùn)輸船提供動(dòng)力。不僅如此，曼表示，通過(guò)加裝燃料增壓噴射閥（FBIV）等，其現(xiàn)有二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)都可以改裝為ME-LGI機(jī)。

去年8月，德國(guó)首艘甲醇燃料電池動(dòng)力船“MS innogy”號(hào)開(kāi)始運(yùn)營(yíng)。該船是一艘小型游船，原以柴油機(jī)為動(dòng)力，經(jīng)過(guò)5個(gè)月的改裝，安裝了丹麥SerEnergy公司的甲醇燃料電池系統(tǒng)及甲醇儲(chǔ)罐，其存儲(chǔ)的330升甲醇可供該船航行10小時(shí)。值得關(guān)注的是，該船使用并非由化石燃料生產(chǎn)的甲醇，而是利用大氣中的CO2及水、廢熱、生物催化酶生產(chǎn)的綠色甲醇。這種甲醇在燃料電池中反應(yīng)后排放的CO2與生產(chǎn)其所需的CO2等量，完全實(shí)現(xiàn)了CO2零排放。

如果說(shuō)“Stena Germanica”號(hào)等船舶證明了甲醇能夠用作功率6000千瓦以上的大型發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，那么，“MS innogy”號(hào)則證明其也可作為小型船舶的燃料；且同時(shí)適用于發(fā)動(dòng)機(jī)及燃料電池這兩種動(dòng)力系統(tǒng)方案。

商用障礙較少

對(duì)航運(yùn)企業(yè)而言，一種新型能源能夠成功商用，不僅取決于技術(shù)成熟與否、相關(guān)設(shè)備的價(jià)格，還關(guān)乎于其是否易于加注。而在這些方面，甲醇推廣中使用的障礙也并不大。

曼市場(chǎng)推廣方面的負(fù)責(zé)人表示，其ME-LGI機(jī)不僅技術(shù)成熟，且自2016年進(jìn)入市場(chǎng)以來(lái)價(jià)格已大幅下降；其現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)改裝為該型機(jī)的成本也相對(duì)較低。就配套設(shè)備而言，與超低溫下才能呈液態(tài)的LNG相比，甲醇的儲(chǔ)罐技術(shù)難度小，因而成本較低。甲醇協(xié)會(huì)首席執(zhí)行官Chris Chatterton認(rèn)為，與在航船舶通過(guò)改裝使用LNG燃料相比，使用甲醇所需的改裝費(fèi)用可減少75%。

此外，甲醇加注也不算難題。不少業(yè)界人士認(rèn)為，作為被廣泛使用、運(yùn)輸?shù)幕瘜W(xué)品——2017年運(yùn)輸量約2670萬(wàn)噸——甲醇在全球港口或傳統(tǒng)的船用燃料補(bǔ)給中心都較易獲取，加裝加注設(shè)施的難度、成本均較??；在海上亦能以類(lèi)似LNG的模式，通過(guò)加注船來(lái)獲取；整體而言其儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)碾y度、危險(xiǎn)性都較小。

未來(lái)仍有難題待解

相關(guān)法規(guī)待出臺(tái)

甲醇是一種低閃點(diǎn)燃料（LFL），其閃點(diǎn)僅為12℃左右。閃點(diǎn)是揮發(fā)性液體在空氣中蒸發(fā)形成可燃混合物的最低溫度，船舶的傳統(tǒng)燃料重油（HFO）的閃點(diǎn)為60℃。這意味著，與其相比，甲醇燃料更加易燃，較難滿足相關(guān)海事法規(guī)要求。

不過(guò)，在這方面，隨著使用甲醇燃料船舶的出現(xiàn)，DNV GL及英國(guó)勞氏船級(jí)社（LR）均推出了使用低閃點(diǎn)燃料船舶的入級(jí)規(guī)范。此外，有業(yè)界專(zhuān)家表示，IMO《使用氣體或低閃點(diǎn)燃料船舶國(guó)際安全規(guī)則》（IGF Code）將會(huì)進(jìn)一步修訂，有望在2023年前完成。屆時(shí)，甲醇燃料在海事業(yè)的推廣應(yīng)用有望不再受閃點(diǎn)問(wèn)題的制約。

全球首艘以甲醇為燃料的船舶“Stena Germanica”號(hào)

價(jià)格限制推廣使用

盡管甲醇協(xié)會(huì)認(rèn)為，與其他低硫燃料相比甲醇具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但仍有專(zhuān)家表示，價(jià)格是限制甲醇在航運(yùn)業(yè)大規(guī)模使用的主要因素。原因何在？一項(xiàng)10年來(lái)的甲醇價(jià)格統(tǒng)計(jì)顯示，鹿特丹現(xiàn)貨市場(chǎng)（FOB）上的甲醇價(jià)格曾在每噸100至500歐元間波動(dòng)，較為合理的價(jià)格是去年11月的每噸260歐元。相比同一市場(chǎng)上每噸460歐元的低硫燃油，甲醇看似有一定的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。然而，甲醇是一種低熱值（LHV）燃料，其熱值僅為低硫燃油的一半左右，這意味著，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，2噸甲醇的當(dāng)量為1噸低硫燃油，則二者的價(jià)格比變?yōu)?20歐元與460歐元。

不過(guò)，上述每噸260歐元的甲醇并非綠色甲醇。后者目前在鹿特丹現(xiàn)貨市場(chǎng)（FOB）上的價(jià)格約為每噸550歐元。考慮到目前荷蘭政府向綠色甲醇生產(chǎn)商提供每噸340歐元的補(bǔ)貼，則在與1噸低硫燃油當(dāng)量相同的情況下，綠色甲醇補(bǔ)貼前的價(jià)格為1100歐元，補(bǔ)貼后的價(jià)格為420歐元。因此，盡管當(dāng)前綠色甲醇與低硫燃油相比具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但一旦荷蘭政府在2023年停止補(bǔ)貼，則甲醇在價(jià)格、環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)都要打折扣，而這樣的變數(shù)將大大降低船東使用甲醇的熱情。這意味著，只有待綠色甲醇生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)一步提高、價(jià)格下降至有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的水平后，其在航運(yùn)業(yè)大規(guī)模商用的時(shí)代才會(huì)到來(lái)。★