在國際生態(tài)環(huán)保限制更嚴(yán)、國際油品價格提高的背景下,海上航運行業(yè)開始思考船舶動力燃料替代的問題,LNG(液化天然氣)毫無疑問成為最佳替代選擇之一。然而,盡管LNG作為船舶燃料具有良好的生態(tài)性和經(jīng)濟(jì)性,但目前預(yù)言LNG能在世界各地普及還為時尚早。畢竟現(xiàn)階段,更加嚴(yán)格的生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)尚未生效,港口燃料加裝基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展不足,全球天然氣定價機制還保留著區(qū)域化特征,這些都是LNG燃料加裝發(fā)展緩慢的主要原因。
船舶重油是航運行業(yè)最常見的動力燃料,目前占據(jù)全球船舶燃料市場80%的份額。除了重油,船舶柴油(約占20%)和LNG(不足1%)也是海運船舶加裝的動力燃料。作為港口基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分之一,LNG燃料加裝目前尚處在發(fā)展的萌芽階段,但最近一段時間以來,越來越多的目光開始關(guān)注LNG作為船舶動力燃料的應(yīng)用潛力。
截至2017年,全世界營運的船舶中,共有120艘海運和河運船(占世界船舶總量的0.001%)使用LNG作為主要的動力燃料,其中只有1艘行駛于德國和荷蘭的內(nèi)陸水域(Shell屬于殼牌公司的項目)。
許多建成、計劃下水的LNG船是改造的重油油船、輪渡或商船,并有111艘船處于建設(shè)階段。
專家預(yù)測,到2020年,使用LNG動力燃料的海運船舶將增至1000艘。牛津能源研究所的數(shù)據(jù)顯示,到2030年,船舶加裝的LNG燃料預(yù)計將超過500億立方米(2017年船舶LNG加裝量不足10億立方米)。
俄羅斯最大的國有天然氣生產(chǎn)商俄氣公司和俄羅斯最大的獨立天然氣生產(chǎn)商諾瓦泰克公司也都把目光投向了LNG燃料加裝領(lǐng)域,將之作為公司銷售業(yè)務(wù)的優(yōu)先發(fā)展方向。
LNG燃料加裝的發(fā)展前景直接取決于兩個重要的客觀因素。其一,海上航運領(lǐng)域的生態(tài)要求和世界海洋有害物質(zhì)排放管控均趨于嚴(yán)格。其二,將油品燃料改換為LNG在經(jīng)濟(jì)方面具有合理性。
LNG燃料加裝的生態(tài)環(huán)保意義
國際機構(gòu)采取的生態(tài)管控措施是船舶燃料加注市場發(fā)展的一大風(fēng)向標(biāo),也是促進(jìn)LNG燃料發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。國際海事組織(IMO)從2011年開始執(zhí)行的對船用燃料含硫量的生態(tài)要求推動了燃料加注服務(wù)市場的結(jié)構(gòu)變化。
2015年,在硫排放控制區(qū)(SECA)內(nèi)明確禁止航運商使用硫含量超過0.1%的船用燃料,在其他水域,船舶的動力燃料含硫量不得超過3.5%。國際海事組織還準(zhǔn)備在2020年前制定新的更加嚴(yán)格的限制規(guī)定,要求其他水域的船用燃料含硫量不超過0.5%。
在新的生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)下,航運商要么采用更貴的柴油,要么采用含硫量低的船舶燃油。當(dāng)然,也可以為排放的氣體安裝昂貴的廢氣濾清系統(tǒng),以降低重油的含硫量。還有一種辦法,就是為船舶加裝LNG作為主要的動力燃料,畢竟LNG的使用符合規(guī)劃中的生態(tài)標(biāo)準(zhǔn),與船舶重油相比,可減少硫氧化物(SOx)和固體顆粒物(PM)的排放,將二氧化碳排放量降低25%,氮氧化物(NOx)排放量降低80%(見表1)。
預(yù)計船用燃料生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高將為船舶重油替代品帶來新的需求,為LNG燃料加裝創(chuàng)造積極的發(fā)展環(huán)境。但是LNG能否在船用燃料加注市場取得成功,不僅取決于燃料本身的生態(tài)性,還要評估其經(jīng)濟(jì)性。
船舶加裝LNG、重油、柴油的經(jīng)濟(jì)性對比
LNG燃料加裝的關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)因素包括:具備加裝燃料的港口基礎(chǔ)設(shè)施,可同時使用柴油和LNG燃料的發(fā)動機的成本和工作效率,重油、柴油和天然氣的國際價格對比。為了更好地了解船舶進(jìn)行LNG燃料加注改裝的經(jīng)濟(jì)可行性,表2羅列了以LNG、重油和柴油為動力燃料的船舶的各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
目前,全球有三大港口具備為船舶加裝LNG的基礎(chǔ)設(shè)施,這三大港口分別是鹿特丹港、溫哥華港和新加坡港。其中新加坡港的LNG燃料加裝終端于2017年10月開放。港口用于LNG燃料加裝的基礎(chǔ)設(shè)施目前正處于起步的發(fā)展階段。歐洲、亞洲和北美地區(qū)各大港口正爭相實施相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃項目,這些項目的建設(shè)帶動了LNG燃料加注服務(wù)供需持續(xù)增長。
雖然帶柴油—LNG發(fā)動機的船舶設(shè)備造價比帶柴油—重油發(fā)動機的船舶高大約16%,但前者的內(nèi)部收益率更高(見表2),這主要得益于LNG的比熱容更高(比重油和柴油分別高37%和28%),LNG動力船舶每日行程的單位燃料費用更低(比使用重油和柴油分別低19%和56%),以及免于繳納生態(tài)稅費。
盡管船舶使用LNG動力燃料具有以上所述的諸多優(yōu)點,但不可否認(rèn)的是,在采購、使用LNG或改裝LNG船只方面尚有一些不足。第一,每次加滿燃料后LNG船舶行駛的時間略短(比使用重油或柴油燃料少3天)。第二,由于需要放置LNG儲罐,船舶的載箱能力與原始值相比減少了5.5%。第三,蒸發(fā)導(dǎo)致的燃料損失比例過高(平均為6.4%,見表2)。第四,在國際運輸過程中,可進(jìn)行燃料加裝的地點較受限制。
LNG燃料加裝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析顯示,如果綜合各種指標(biāo),從船舶的中長期使用來看,在具備燃料加裝的所有必備基礎(chǔ)設(shè)施的情況下,LNG相比重油和柴油更具有優(yōu)勢。但是如果只有少數(shù)幾個港口配有LNG加裝設(shè)施,國際天然氣市場無法實現(xiàn)全球化發(fā)展和高度流通,行業(yè)發(fā)展比預(yù)期緩慢,那么更多的海運船舶將會配備廢氣濾清系統(tǒng)或使用低硫的重油和柴油燃料。
未來海上航運行業(yè)能否大規(guī)模地轉(zhuǎn)向使用LNG動力燃料首先取決于各國際港口LNG燃料加裝基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展規(guī)模。另外,如果生態(tài)要求更加嚴(yán)格、懲罰標(biāo)準(zhǔn)更高,那么LNG將比重油和柴油更適合作為未來的船舶動力燃料。
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