瓦錫蘭集團正在開發(fā)一系列史無前例的發(fā)動機和燃料氣供應系統(tǒng),以幫助船東們無論他們選擇哪種燃料航行,都能減少溫室氣體的排放。
隨著航運業(yè)尋求大幅度減少排放,它將使用哪些燃料來實現(xiàn)這一目標還遠未明朗。100年來,海運燃料市場幾乎完全由石油主導。現(xiàn)在,一種多樣的潛在清潔燃料正在出現(xiàn)。
許多新燃料的可行性取決于能否在未來10到20年內克服許多挑戰(zhàn)。但航運業(yè)脫碳雄心的緊迫性——特別是國際海事組織到2050年將溫室氣體排放總量至少減少一半的目標——意味著沒有時間等待理想的解決方案。答案在于靈活性,瓦錫蘭海洋技術戰(zhàn)略與創(chuàng)新總經(jīng)理米凱爾·懷特克戈認為。
“每種潛在燃料都存在不確定性,包括何時何地供應以及價格。建造新船時具備燃料靈活性,并在適當?shù)那闆r下,也可在舊船上改裝柔性動力裝置,可以規(guī)避這些風險。”
沒有比內燃機更靈活的能源轉換器了。通過有限的部件更換,今天的船用發(fā)動機可以燃燒任何在未來幾年有望獲得的清潔燃料??紤]到新燃料的特性,儲存、運輸和燃料供應可能會更加復雜,但挑戰(zhàn)是可以控制的,特別是如果船舶建造時考慮到未來的燃料轉換。
無論是何種燃料為船運提供動力,瓦錫蘭集團正在調查所有新燃料,包括生物和合成甲烷、氨、甲醇、氫和生物燃料。它的研究借鑒了它已經(jīng)獲得的珍貴的經(jīng)驗,為包括液化天然氣、液化石油氣、生物柴油、甲醇和揮發(fā)性有機化合物在內的多種燃料建造發(fā)動機、供應和儲存系統(tǒng)。面對一個復雜的燃料未來,瓦錫蘭有一個簡單的目標。
“我們將繼續(xù)為所有未來燃料提供完整的燃料供應和發(fā)動機解決方案??紤]到市場需求,在未來十年里,我們將使發(fā)動機技術和燃料氣供應系統(tǒng)商業(yè)化,這將使船東準備好使用目前正在討論的所有燃料。鑒于現(xiàn)代發(fā)動機的模塊化,這意味著,只要船東考慮到儲存要求,他們就可以計劃在今天建造的船舶上使用新燃料。”
生物和合成液化天然氣
瓦錫蘭認為,對于那些使用液化天然氣(LNG)的船只來說,向清潔燃料的過渡將是最容易、最具成本效益和最快的。從生物質和合成資源中開發(fā)甲烷意味著液化天然氣有一條通向碳中和能源的明確途徑,與重質燃料油相比,液化天然氣已經(jīng)減少了5-21%的溫室氣體排放。生物和合成液化天然氣最初可以與傳統(tǒng)液化天然氣一起用作燃料,以降低其化石碳含量,后來隨著供應量的增加,完全取代傳統(tǒng)液化天然氣。
這在技術上和后勤上都是可行的。為液化天然氣設計的發(fā)動機和燃料供應系統(tǒng)不需要改變就可以使用生物或合成液化天然氣。除了與現(xiàn)有的液化天然氣發(fā)動機兼容外,未來的碳中性品種也可用于已經(jīng)為液化天然氣建立的燃料基礎設施。與其他需要從頭開始建設供應基礎設施的燃料相比,這從一開始就更具有吸引力(無論是在時間上還是經(jīng)濟上)。
懷特克戈說:“已經(jīng)有一些船舶在混合使用生物液化天然氣和化石液化天然氣,而且計劃使用合成液化天然氣進行小型試驗。與其他清潔燃料相比,大規(guī)模供應的前景是有利的,這些燃料可能離商業(yè)供應還有10年或更長的時間。”最近的一項研究表明,生物液化天然氣2030年和2050年的預計可持續(xù)供應可以滿足航運業(yè)的全部能源需求。
液化天然氣途徑面臨的一個挑戰(zhàn)是甲烷的排放,甲烷是伴隨液化天然氣的生產(chǎn)、供應和不完全燃燒而產(chǎn)生的一種強有力的溫室氣體。這可以在一定程度上抵消使用液化天然氣減少的二氧化碳排放。但未來2至3年的發(fā)動機發(fā)展將恢復這一優(yōu)勢,當生物量和合成源出現(xiàn)時,最大的甲烷排放源(化石液化天然氣的生產(chǎn)、儲存和運輸)將顯著降低?;谶@些原因,瓦錫蘭認為,即使面臨甲烷泄漏的挑戰(zhàn),液化天然氣也為航運提供了最快、最具成本效益的脫碳途徑。
氨
液化天然氣并不是清潔運輸?shù)奈ㄒ煌緩?。如果氫基燃料使用可再生電力,它將提供一種無溫室氣體的能源。最突出的兩個是甲醇和氨。
作為燃料的氨的開發(fā)也進展迅速。一些國家正大力支持氨作為未來的燃料。它比氫有幾個優(yōu)點:例如,它有更大的能量密度,不需要在壓縮或非常低的溫度下儲存。
由于氨水有毒且腐蝕性強,處理起來仍然很困難,特別是對于客船。但瓦錫蘭并不是從零開始的。它已經(jīng)設計了幾年的貨物處理系統(tǒng),能夠處理氨氣,用于液化石油氣運輸船。在燃料儲存和供應方面,它正在參與一個歐盟項目ShipFC,以開發(fā)將在2023年前安裝在艾迪斯維克近海供應船“維京能源”上的燃料電池氨供應系統(tǒng)。燃料供應的基本概念與液化天然氣的基本概念類似,氨燃料可以在瓦錫蘭的已建立的LNGPac燃料氣供應系統(tǒng)的不銹鋼版本中處理。
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