24000TEU的箱船如何选择替代燃料?LNG、甲醇、乙醇、氨、氢

2022-08-01  来源:网络 浏览次数:
“本周,航运咨询机构Alphaliner发布周报,重点关注绿色替代燃料在MGX-24型集装箱船上的应用。MGX-24型集装箱船指的是目前最大集装箱船,所载集装箱24排,载箱量约为24000TEU。该报告针对大”

本周,航运咨询机构Alphaliner发布周报,重点关注绿色替代燃料在MGX-24型集装箱船上的应用。

MGX-24型集装箱船指的是目前最大集装箱船,所载集装箱24排,载箱量约为24000TEU。

24000TEU的箱船如何选择替代燃料?LNG、甲醇、乙醇、氨、氢

该报告针对大型集装箱船的绿色燃料应用提供了以下的观点:

1、零碳燃料的成本将是传统低硫重油VLSFO的2.5~4.0倍

2、绿色燃料可以从生物质能或通过电力多元化转换(Power-to-X)获得

3、“Power-to-X”是最昂贵的选择,但似乎是唯一真正可实现零碳的途径

4、绿色燃料船舶投资成本会增加,但占船舶总成本的比例会下降。因为未来绿色燃料成本将比今天贵得多。

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目前,有7种左右比较现实的选择可以为一艘大型干线船提供长距离的动力。这些都是符合标准的燃料,包括低硫重油(VLSFO),安装脱硫塔的高硫重油(HFO),液化天然气(LNG),甲醇,乙醇,氨和氢。其中一些燃料可以通过三种方式获得:化石燃料中获取,生物燃料制取,以及通过电力多元化转换 (PTX)制取。

PTX意味着利用电力将大气中的二氧化碳和水合成燃料。为了使PTX燃料成为“绿色”的,生产燃料的电力当然必须来自可再生能源,如太阳能、风能、水力发电,或者仍有争议的核能。

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LNG在MGX-24型集装箱船的应用

LNG在航运业中已经是一种广为应用的燃料,许多集装箱新造船也都采取了LNG双燃料策略。由于LNG加注基础设施不断扩大,即使LNG仍然属于化石燃料,不能彻底解决温室气体问题,选择LNG也是符合各种即将到来的排放要求的合适的解决方案。

然而,支持LNG的决定一方面会受较高的投资成本的影响,另一方面也面临一些运营挑战。

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达飞轮船的CMA CGM JACQUES SAADE轮,世界上第一艘以LNG为动力的MGX-24型集装箱

由于液化天然气(LNG)的储存温度为-163℃,所有的燃料处理设备都必须为低温单独设计,对通风的特殊要求,以及大型、绝缘良好的燃料罐,都会增加投资成本。此外,从操作的角度来看,如果船舶主机是高压的,那么必须考虑到从燃料舱中产生的LNG蒸发的数量。

甲醇在MGX-24型集装箱船的应用

甲醇作为船舶燃料比LNG作为现有燃料的替代品有几个优势。由于其在正常环境条件下的存储温度,不需要低温设备,但必须提供特殊的燃料加工设备。还必须考虑到适当的主机和发电机稍高的成本。

与LNG相比,甲醇能量密度略低。然而,由于船级社规定允许甲醇燃料存储在类似于HFO的舱壁之间,因此甲醇罐造成的集装箱舱位损失将低于LNG动力船,资本成本也将更低。

由于合成甲醇具有非常高的净二氧化碳减排潜力,以及现有的商业基础设施,它绝对是脱碳的最佳选择之一。

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乙醇在MGX-24型集装箱船的应用

与甲醇类似,乙醇可以在正常的环境条件下储存,不需要低温设备来处理燃料。因此,乙醇燃料罐的额外成本可能是在相同的数量级。

由于与甲醇相比,乙醇的能量密度略高,因此可以减少所需的燃料储存空间。因此,这种解决方案不会损失货舱空间。

这种燃料的唯一缺点是,它只能利用生物质能制取,而且与PTX替代品相比,它的净二氧化碳减排潜力更低,即使这种燃料能够满足所有即将到来的排放要求。

氨燃料在MGX-24型集装箱船的应用

氨被认为是船舶脱碳最有力的替代燃料之一,但在考虑为集装箱船提供动力时面临一些挑战。

氨燃料不仅需要在-33°C冷冻保存,而且对健康也有极大的危害。对船上安全操作的要求提高了资本成本,找到必要的高素质的船员也提高了运营成本。

此外,为了确保足够的操作灵活性,燃料动力船需要非常大的燃料储罐,并需要付出相应的资本支出。

然而,考虑到可以用PTX的方式制取氨燃料,其减排的潜力超过了这种燃料带来的挑战。由于氨氮化学式中没有碳原子,燃烧时不会释放二氧化碳。这是它与前面提到的燃料相比的主要优势,其他燃料只能提供净减少二氧化碳的潜力。

氢燃料在MGX-24型集装箱船的应用

一些人认为氢是世界能源(运输)问题的最终解决方案,但在考虑其在MGX-24型集装箱船上的应用时,仍有一些尚未解决的挑战。

尽管与其他燃料相比,氢消除二氧化碳的潜力是最好的,但它能量密度的特点意味着集装箱船上必须提供一个前所未有巨大的燃料舱。

液氢的存储温度为-253℃。除了还没有开发出合适这个尺寸的燃料罐系统之外,燃料罐绝缘厚度至少要达到1.2米,因此舱位的损失会很大。

这种燃料储存系统的预期投资成本将很可能达到船舶总价值的三分之一,甚至更高。尽管氢气具有前所未有的减少二氧化碳的潜力,但作为燃料的氢气到目前为止似乎还不能在MGX-24级集装箱船上大规模使用。

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