未來的燃料

海洋業(yè)正面臨著如何大幅減少廢氣排放的挑戰(zhàn)。國際海事組織的目標(biāo)是，到2030年，將碳排放強(qiáng)度在2008 年的基礎(chǔ)上降低40%，到2050 年降低50%。這一目標(biāo)加速了替代燃料的發(fā)展。

現(xiàn)有的一些方法可以實(shí)現(xiàn)在零排放或幾乎零排放的情況下推動(dòng)船舶前進(jìn)，其中電力驅(qū)動(dòng)是典型代表。目前的儲(chǔ)能能力能夠滿足短途航行的需要，但仍需進(jìn)一步發(fā)展，使其成為技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的大型船舶解決方案。因此，如果要實(shí)現(xiàn)海事組織的目標(biāo)，就必須找到其他方法。最可行的解決辦法是開發(fā)能夠使用現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的替代燃料。在不久的將來，新建造的船舶使用LNG作為燃料將成為趨勢。LNG幾乎不含硫，而且與重油相比，其排放的氮氧化物和微粒要少得多，溫室氣體排放量也降低了25%。

對于生物質(zhì)燃料推廣，主要的挑戰(zhàn)是原料的可獲得性。生物L(fēng)NG的優(yōu)勢是能夠利用各種各樣的原料，包括肥料、污水殘?jiān)土謽I(yè)廢料等。其被認(rèn)為是一種先進(jìn)的生物燃料，可與LNG實(shí)現(xiàn)不同比例混合，以滿足特定的要求和不同的應(yīng)用場景。

液態(tài)沼氣與LNG 的混合減少了二氧化碳排放，同時(shí)促進(jìn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)。沼氣的升級(jí)和液化技術(shù)已經(jīng)成熟。從使用LNG到生物燃料，可以在不改變發(fā)動(dòng)機(jī)或基礎(chǔ)設(shè)施的情況下進(jìn)行。

Wartsila 專注于替代燃料的開發(fā)，包括液化和沼氣升級(jí)技術(shù)。液化技術(shù)可擴(kuò)展到至少60 噸/日的能力。升級(jí)技術(shù)利用其內(nèi)部的CApure 工藝，可以回收原料沼氣中99.9%以上的生物甲烷。這個(gè)過程通過化學(xué)吸附將二氧化碳從沼氣中分離出來。該工藝對原料氣體成分的變化具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。

使用升級(jí)后的沼氣作為公路運(yùn)輸燃料已經(jīng)相當(dāng)成熟。例如，美國俄勒岡州的一家大型奶牛場使用了CApure 技術(shù)，利用糞便的厭氧消化生產(chǎn)生物甲烷。這種可再生天然氣隨后被注入到鄰近的加州的管道中，用作運(yùn)輸燃料。

挪威奧斯陸市有部分城市公交車使用生活垃圾制備的沼氣燃料，這將使二氧化碳排放量減少約1 萬噸/年。凈化后的沼氣冷卻至-160℃變?yōu)橐后w，后儲(chǔ)存在保溫罐中。這種液體存儲(chǔ)方式或可使其成為重型車輛的燃料。

生物燃料在船舶上的使用也正在推廣?？偛课挥谂餐泥]輪運(yùn)營商Hurtigruten正在用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)和大型電池組取代傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，這些混動(dòng)船舶將使用清潔電力、LNG和沼氣作為動(dòng)力來源。此外，荷蘭Boskalis公司于2016年在一艘挖泥船上使用50%的混合生物燃料，未來該公司計(jì)劃將船隊(duì)和設(shè)備的碳排放量減少35%。

LNG作為船用燃料的推廣，是雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)及LNGPac 燃料存儲(chǔ)、供應(yīng)和控制系統(tǒng)發(fā)展的結(jié)果。對于新建造的船舶，船舶設(shè)計(jì)師與燃料存儲(chǔ)、供應(yīng)和控制系統(tǒng)供應(yīng)商的合作需要在最初的規(guī)劃階段就開始。通過這種方式，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的良好集成。國際海事組織要實(shí)現(xiàn)減少溫室氣體排放的目標(biāo)，就需要技術(shù)和低碳燃料結(jié)合。需要注意的是，新的替代燃料，如合成甲烷、氨和氫燃料電池，還需要幾年的時(shí)間才能被船級(jí)社所接受。

全球航運(yùn)業(yè)正在被重塑，若要實(shí)現(xiàn)生物和合成燃料在2030 年的推廣應(yīng)用，就需要進(jìn)行持續(xù)的投資。如今，LNG 以其清潔燃燒、價(jià)格合理和供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施成熟，成為脫碳的最佳和最經(jīng)濟(jì)的途徑之一。因此，考慮到燃料靈活性，內(nèi)燃機(jī)仍是航運(yùn)業(yè)的中流砥柱。