当替代燃料加注“首次”遇到“首艘”

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摘要:替代燃料不仅能够显著降低航运碳排放,还有助于优化全球能源结构,为全球可持续发展贡献非常之大的力量。完成首次加注,可为我国后续同类船舶的清洁能源补给作业积累宝贵实践经验,为全球航运业的绿色低碳发展提供有益参考和借鉴。而当首次受注船舶又是那些“首艘”时,里程碑意义

本刊记者 赵博

替代燃料不仅能够显著降低航运碳排放,还有助于优化全球能源结构,为全球可持续发展贡献非常之大的力量。完成首次加注,可为我国后续同类船舶的清洁能源补给作业积累宝贵实践经验,为全球航运业的绿色低碳发展提供有益参考和借鉴。而当首次受注船舶又是那些“首艘”时,里程碑意义还可进行多维度的解读。

这次加注“打通价值链”

2025年7月25日,中石化中海船舶燃料供应有限公司(简称中石化中海燃供)在大连中远海运重工有限公司(简称大连中远海运重工)码头,为5500HP氨燃料港作拖船“远拖一”轮加注绿色氨燃料,成功完成全球首次绿色船用氨燃料加注作业。绿色氨基于清洁电力,通过电解水制氢及驱动空气分离装置制氮,然后利用氢和氮的反应得到氨,其生产过程中的碳排放强度几乎为零。“远拖一”轮受注的绿色氨燃料采用100%绿色电力制备,获国际可持续发展和碳认证(ISCC)体系中ISCC PLUS认证,这次成功加注打通了“绿色电力制氨-绿色氨运输-燃料加注-船舶运营”完整价值链,开创了船舶绿色氨燃料替代传统化石能源的先河。

“远拖一”轮是中国首艘正式交付的氨双燃料拖船,由大连中远海运重工联合大连理工大学设计研制,搭载“氨动力双燃料发动机及供应系统研发和示范应用专项”示范项目自主研发的氨双燃料发动机、氨燃料供应系统、氨燃料储罐及尾气处理装置等核心设备。12V240H-DFA氨双燃料发动机由中车大连机车车辆有限公司自主研发,采用氨气低压电控多点喷射、柴油高压电子喷射技术,实现燃料精确控制,发动机设有爆震控制、失火控制等安全系统,能够独立控制柴油喷射、氨气喷射和安保功能。该型单缸功率达208千瓦,氨能占比85%,碳排放降低80%,在功率等级、经济性、技术等方面处于国际先进水平。威海中远海运重工科技有限公司自助研发的氨燃料供应系统,主要包含氨燃料存储舱、加注单元、氨燃料处理单元、水乙二醇换热单元、氨吸收单元、核心控制单元、安保单元和紧急切断系统、消防系统、通风单元等相关的辅助系统,能够实现燃料加注、存储、供给、氨气处理及蒸发气(BOG)处理等工艺过程。

这艘总吨496吨的拖船全长38米、型宽11米、型深4.8米,设计吃水3.7米,设计航速12.5节,装机功率5500HP,主甲板两侧布置2个全压式氨燃料罐用于为主机提供所需燃料,主机借助轴系驱动全回转螺旋桨,单侧主机自由端驱动对外消防泵,设计拖力60吨。“远拖一”轮具备“Ammonia Fuel Tug”(氨燃料拖船)船级符号,获中国船级社(CCS)颁发的国内首张氨燃料船舶证书。

近年来,CCS积极响应行业对氨等清洁燃料应用的实际需求,在氨燃料船舶领域开展丰富的研究工作。《船舶应用氨燃料指南》2022版让业界开展氨燃料船舶设计与建造有了公认的技术标准,也为船舶安全和清洁能源水上应用与发展提供了坚实保障。为响应行业迫切需求,CCS 武汉规范研究所开展了《氨燃料加注船舶指南》的编制工作,研究氨燃料加注船舶相关技术要求,为氨燃料加注船舶的设计及建造提供指导。不久前,CCS基于国际海事组织(IMO)《船舶应用氨燃料临时导则》、CCS《船舶应用氨燃料指南》、IMO 货物和集装箱运输分委会(CCC)第 10 次会议(CCC 10)会后通讯组讨论以氨货物为燃料技术要点和科研成果,编制完成《氨燃料加注船舶指南》(征求意见稿)。

凭借卓越的全生命周期碳管理能力,“远拖一”轮受注的绿色氨燃料碳排放强度约为柴油的20%。为实现此次全球首单绿色氨燃料加注作业,中石化中海燃供在没有可参考的专类法规依据和技术标准情况下,借鉴、吸收国际和国内低闪点替代燃料罐车加注技术,形成《绿色氨燃料加注技术方案》。

首单,来自中国的首艘

作为中国远洋海运集团有限公司(简称中远海运集团)旗下船舶燃料供应专业公司,中石化中海燃供在船舶清洁能源领域深耕细作,助力我国航运减排不断开创新的局面。2023年9月实施国内首单船用生物燃料油加注,去年底,完成国内首单船用氨燃料加注;而就在“远拖一”轮首次加注船用绿色氨燃料之前几周,还承担了“中远海运洋浦”轮的首单绿色甲醇燃料加注。

7 月 2 日,中石化中海燃供成功为“中远海运洋浦”轮实施 200 吨国产绿色甲醇加注作业。此次加注的绿色甲醇取自城市餐厨垃圾、动物粪便等废弃物发酵产生的沼气,这种将废弃物转化为清洁能源的资源循环利用模式是国内首个城市垃圾制绿色甲醇“产、销、用”全产业链贯通的应用案例,实现了从生物质原料采集、生产加工、储运到终端加注的完整产业链闭环,大幅降低了温室气体排放量。同时,也标志着绿色甲醇在中国制造的船上首次加注。

“中远海运洋浦”轮最大载箱量为16136TEU,在船舶制造领域实现了“国内船东第一单”“国内船厂交付第一艘”“国产甲醇主机第一次实船应用”三个历史性突破。

中远海运集团所属扬州中远海运重工有限公司(简称扬州中远海运重工)共承接16艘大型甲醇双燃料集装箱船,除4艘16000TEU集装箱船外,还将建造12艘14000TEU 集装箱船。“中远海运洋浦”轮则为扬州中远海运重工建造的国内首制甲醇双燃料集装箱船,该船配备11000立方米超大甲醇燃料舱,搭载国产首台套甲醇双燃料主机WinGD 10X92FD-M-1.0、甲醇双燃料船用锅炉及国内首次应用于集装箱船的甲醇发电机组,其双燃料系统可根据航线需求自由切换燃料模式,灵活性与稳定性达到国际顶尖水平。

绿色低碳方面,“中远海运洋浦”轮采用世界最大容量的永磁轴带发电机系统,可有效降低发电系统油耗,为能效水平进一步提升,该船还预留空气润滑系统的布置空间和电力接口,船舶能效设计指数(EEDI)达到第三阶段标准,比IMO基准线低54.4%。使用绿色甲醇后,每年可减少约12万吨二氧化碳排放。为保障甲醇燃料安全,船上创新采用“品”字形甲醇燃料舱设计和淡水吹扫系统等技术,构建了全方位的安全保障体系。智能化方面,流线型船体结合高效螺旋桨和全悬挂扭曲舵,大幅降低了水阻,提高了航行效率。智能系统通过实时数据采集与分析实现航路优化、设备健康监控及船体结构安全预警等功能,中央控制系统(ACMS)的应用大幅提升了船舶管理效率,提高了船舶运行的可靠性、安全性和作业效率。在数字智能系统加持下,船舶能耗及降碳指标均得到显著优化,展现出卓越的能源利用效率。

随着甲醇燃料船在市场需求、技术成熟度、配套产业和政策支持等方面都具备了良好的基础,CCS在甲醇燃料船前期研究、设计建造和营运管理等环节为业界提供了专业技术支持,推进了船用甲醇燃料的应用和未来发展。2022年7月正式生效的CCS《船舶应用甲醇/乙醇燃料指南》为甲醇/乙醇燃料的在船使用提供了技术标准。2023年5月1日,CCS发布《船舶甲醇燃料加注作业指南》,提升了水上甲醇燃料加注作业安全水平。自此,我国甲醇燃料船舶应用规范体系建立了起来。

未来更多“首秀”

主角之一同样是“中远海运洋浦”轮。7 月 11 日,“中远海运洋浦”轮首靠洋山港,以“船对船”方式完成千吨绿色甲醇加注。同月15日,“中远海运洋浦”轮又在大连港集装箱码头加注500吨国产保税绿色甲醇,标志着我国北方港口首次国产保税绿色甲醇燃料“船对船”加注作业顺利完成。为其实施两次加注作业的,便是我国首艘投入运营的甲醇燃料加注船“海港致远”轮。

“海港致远”轮原名“玖立 668”轮,在增配先进的甲醇加注设备后,于 2024 年 1 月完工开航。“ 海港致远”轮不仅是国内首艘投运的甲醇加注船,也是目前世界上已投入运营的最大甲醇加注船,舱容16000立方米,具有安全、低蒸发率和环保等特点,运输甲醇的同时,也可为其他船舶及终端加注甲醇,实现了“船对船”加注服务和集装箱装卸同步进行,大大节约了国际班轮在港周转时间。

如今,更多的新型设计正在出现,进而助力业界更好满足日益增长的船舶甲醇燃料加注需求。

深圳市沣洋海运有限公司投资建造的7500载重吨双燃料甲醇加注船将于2025年第四季度投入运营。据介绍,该船建成后将是我国首艘双燃料(甲醇和传统燃油)且具备甲醇及传统燃油加注功能的加注船,交付后主要为中远海运集团旗下甲醇双燃料集装箱在盐田港提供绿色甲醇加注服务。由CCS检验、舟山润吉海运有限公司投资建造的6670载重吨化学品/油船兼甲醇燃料加注船也于去年底在舟山开工建造,这是浙江省首艘甲醇燃料加注船。该船船型设计符合“舟山船型”要求,为双底双壳、平甲板结构,拥有甲醇加注及燃料油加注双系统,预计于2025年底建造完工并投入使用。这艘由浙江欣海船舶设计研究院股份有限公司(简称浙江欣海船舶设计研究院)设计的甲醇燃料加注船的交付,将标志着舟山在绿色能源船舶加注领域迈出了重要一步。

早在2023年,浙江欣海船舶设计研究院便已获得CCS武汉规范研究所颁发的国内首张甲醇燃料加注船原则性认可(AIP)证书。该船兼备加注燃料油和甲醇功能,配备加注软管、紧急脱离装置、干式拉断阀、紧急切断(ESD)系统等,充分考虑了甲醇加注风险和舟山地区作为东北亚保税船舶燃料加注中心的未来发展需求,可为目前最大型甲醇燃料船进行加注,且航速、载重量、经济性和船型适配度等技术指标均达到国际同类船型先进水平。浙江欣海船舶设计研究院为浙江协海集团有限公司研发设计的8000载重吨甲醇加注船采用曼太柯(MannTek)生产的带有气动紧急释放接头(PERC)的甲醇加注系统,液货舱应用对施工条件和质量控制标准要求严苛的Marineline784特殊涂层,船型设计完全满足船东和市场主流甲醇燃料船舶加注需求,同时兼顾绿色甲醇等化学品/油品运输功能。

凭借在替代燃料船舶领域的长期耕耘和技术积淀,浙江欣海船舶设计研究院在“2025新加坡国际海事周”期间还推出了两型替代燃料加注船。

代表当前绿色船舶技术的最新发展方向的12000立方米氨燃料加注船和14000载重吨甲醇燃料加注船凭借卓越的设计理念和先进的技术方案,获得CCS颁发的船型认可证书。这代表船型设计理念、技术方案和安全性能均达到国际先进水平,符合相关规范和标准,为后续的详细设计、建造实施及商业化运营奠定了坚实基础。

来源:中国船检

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