甲醇：下一代LNG？

本刊记者 刘颖

今年4月，国际海事组织（IMO）在伦敦召开的第72届海洋环境保护委员会会议（MEPC 72）上，成员国代表一致同意，至2050年将航运产生的二氧化碳（CO2）总排放量削减50%，并努力逐步实现零排放。在这一意义重大的协议达成3个月后，IMO邀请国际标准化组织（ISO） 针对甲醇作为船用燃料制定标准。甲醇作为下一代环保船用燃料，已然呼之欲出。在海事界不断推进减排的大背景下，近年来，航运业正从单一燃料迈入多燃料时代，甲醇何以脱颖而出？

多种优势获青睐

理论研究证明有优势

早在10余年前，航运业就对于甲醇作为船舶燃料的可能性进行了探索；而自2009年以来，全球已开展7个相关研究项目，参与其中的科研院所、船企、船检、发动机厂商及相关配件供应商达50家左右。其中最新的是名为“可持续的船用甲醇”（SUMMETH）的研究项目，今年6月，甲醇协会（MI）在其官网发布消息称，该项目已完成，其研究成果肯定了甲醇作为船舶燃料的可行性。

据多个科研项目的结果，就用作船舶燃料而言，甲醇在经济性、动力性和节能环保等方面均颇具竞争力。就减排效果而言，甲醇与液化天然气（LNG）相差无几，能使硫化物（SOX）、氮氧化物（NOX）、颗粒物（PM）分别减少99%、60%及95%，从而很好地满足海事法规要求；在室温下呈液态，无需加压即可储存，便于运输，已有逾100年的安全海运历史；即便泄漏，也能够实现可生物降解，且能与水互溶，从而被快速稀释，进而在水波、风力和潮汐的作用下分散到环境中，从而达到无毒的水平。

不仅如此，若海事业仅以减排为目标，则船舶可有多种燃料选择；但若以零排放为目标，那么甲醇便是为数不多的选择之一。2016年，欧盟联合研究中心（JRC）发布的一项研究报告，其结论是，甲醇和LNG目前是最有希望的远洋及内河航运可替代燃料。专家分析，若甲醇以化石燃料来制造，则从能量守恒的角度来看，其碳排放量并不低；然而，通过碳捕获方式生产的绿色甲醇，其碳排放量可以大幅减少，甚至实现零排放。举例来说，瑞典已开始利用纸浆工业的废弃物“黑液”制造甲醇，而目前全球造纸行业每年可形成黑液7亿吨；冰岛亦在尝试利用氢气和二氧化碳生产甲醇。

已有数个实船应用案例

2015年，瑞典船东Stena Line旗下的渡船“Stena Germanica”号通过改装，安装了1台瓦锡兰6ZAL40S双燃料发动机，从而以甲醇为主要燃料，成为全球首艘以甲醇为燃料的船舶。2016年，Waterfront Shipping租用了7艘甲醇运输船，作为全球首批以甲醇为燃料的新建船舶，这7艘船一直安全可靠地运营。鉴于这一成功经验，该公司于今年2月宣布，将再租用4艘明年投入运营的新船，使其船队中以甲醇为燃料的船舶占比增加到40%。

上述甲醇运输船的发动机是能以甲醇为燃料的ME-LGI双燃料发动机，由曼能源方案公司研制。据曼介绍，ME-LGI机在其ME-GI双燃料机的基础上于2013年研发，技术成熟。就量产而言，目前三井造船的玉野发动机工厂、现代重工的发动机部门都成功生产过该型机，为上述7艘甲醇运输船提供动力。不仅如此，曼表示，通过加装燃料增压喷射阀（FBIV）等，其现有二冲程发动机都可以改装为ME-LGI机。

去年8月，德国首艘甲醇燃料电池动力船“MS innogy”号开始运营。该船是一艘小型游船，原以柴油机为动力，经过5个月的改装，安装了丹麦SerEnergy公司的甲醇燃料电池系统及甲醇储罐，其存储的330升甲醇可供该船航行10小时。值得关注的是，该船使用并非由化石燃料生产的甲醇，而是利用大气中的CO2及水、废热、生物催化酶生产的绿色甲醇。这种甲醇在燃料电池中反应后排放的CO2与生产其所需的CO2等量，完全实现了CO2零排放。

如果说“Stena Germanica”号等船舶证明了甲醇能够用作功率6000千瓦以上的大型发动机的燃料，那么，“MS innogy”号则证明其也可作为小型船舶的燃料；且同时适用于发动机及燃料电池这两种动力系统方案。

商用障碍较少

对航运企业而言，一种新型能源能够成功商用，不仅取决于技术成熟与否、相关设备的价格，还关乎于其是否易于加注。而在这些方面，甲醇推广中使用的障碍也并不大。

曼市场推广方面的负责人表示，其ME-LGI机不仅技术成熟，且自2016年进入市场以来价格已大幅下降；其现有发动机改装为该型机的成本也相对较低。就配套设备而言，与超低温下才能呈液态的LNG相比，甲醇的储罐技术难度小，因而成本较低。甲醇协会首席执行官Chris Chatterton认为，与在航船舶通过改装使用LNG燃料相比，使用甲醇所需的改装费用可减少75%。

此外，甲醇加注也不算难题。不少业界人士认为，作为被广泛使用、运输的化学品——2017年运输量约2670万吨——甲醇在全球港口或传统的船用燃料补给中心都较易获取，加装加注设施的难度、成本均较小；在海上亦能以类似LNG的模式，通过加注船来获取；整体而言其储存运输的难度、危险性都较小。

未来仍有难题待解

相关法规待出台

甲醇是一种低闪点燃料（LFL），其闪点仅为12℃左右。闪点是挥发性液体在空气中蒸发形成可燃混合物的最低温度，船舶的传统燃料重油（HFO）的闪点为60℃。这意味着，与其相比，甲醇燃料更加易燃，较难满足相关海事法规要求。

不过，在这方面，随着使用甲醇燃料船舶的出现，DNV GL及英国劳氏船级社（LR）均推出了使用低闪点燃料船舶的入级规范。此外，有业界专家表示，IMO《使用气体或低闪点燃料船舶国际安全规则》（IGF Code）将会进一步修订，有望在2023年前完成。届时，甲醇燃料在海事业的推广应用有望不再受闪点问题的制约。

全球首艘以甲醇为燃料的船舶“Stena Germanica”号

价格限制推广使用

尽管甲醇协会认为，与其他低硫燃料相比甲醇具有价格优势，但仍有专家表示，价格是限制甲醇在航运业大规模使用的主要因素。原因何在？一项10年来的甲醇价格统计显示，鹿特丹现货市场（FOB）上的甲醇价格曾在每吨100至500欧元间波动，较为合理的价格是去年11月的每吨260欧元。相比同一市场上每吨460欧元的低硫燃油，甲醇看似有一定的价格优势。然而，甲醇是一种低热值（LHV）燃料，其热值仅为低硫燃油的一半左右，这意味着，对发动机来说，2吨甲醇的当量为1吨低硫燃油，则二者的价格比变为520欧元与460欧元。

不过，上述每吨260欧元的甲醇并非绿色甲醇。后者目前在鹿特丹现货市场（FOB）上的价格约为每吨550欧元。考虑到目前荷兰政府向绿色甲醇生产商提供每吨340欧元的补贴，则在与1吨低硫燃油当量相同的情况下，绿色甲醇补贴前的价格为1100欧元，补贴后的价格为420欧元。因此，尽管当前绿色甲醇与低硫燃油相比具有价格优势，但一旦荷兰政府在2023年停止补贴，则甲醇在价格、环保方面的优势都要打折扣，而这样的变数将大大降低船东使用甲醇的热情。这意味着，只有待绿色甲醇生产技术进一步提高、价格下降至有市场竞争力的水平后，其在航运业大规模商用的时代才会到来。★