IMO Tier III氮氧化物排放合规

船舶进入某些特定的控排区必须遵守IMO Tier III 氮氧化物排放规定。本文概述了有关氮氧化物的排放规则，并讨论了控排方法、资金和相关行业问题。

氮是大气中的一种自然元素，也存在于残余燃料的化学结构中。在内燃机的燃烧过程中，发动机进气大部分由氮气和氧气组成。氮氧化物主要是由于发动机的高温燃烧导致大气中的氮气和氧气产生反应，也有小部分是由于燃料中的氮气和氧气产生的化学反应。

作为一种有害的发动机排放物，氮氧化物受到关注有以下几个因素。它是导致酸沉积、人类呼吸道疾病和温室气体形成及全球变暖的原因。

排放规则

氮氧化物的排放规则受《国际防止船舶污染公约》附则六（MARPOL VI）的监管。根据MARPOL附则VI第13条，发动机的氮氧化物排放限值分为3级，即 IMO Tier I、 Tier II 以及 Tier III。每一层都将氮氧化物排放限制在一个特定的值。不同的层是根据船的龙骨铺设的时间来划分的。第I级氮氧化物排放限制适用于2000年1月1日或之后铺设龙骨的船舶，第II级限制适用于2011年1月1日或之后铺设龙骨的船舶。第I级和第II级标准适用于全球。第III级标准适用于：

◆ 在2016年1月1日或之后铺设龙骨的船舶，在现有氮氧化物排控区作业，以及;

◆ 在新氮氧化物排控区通过之日或之后建造和作业的船舶。

基于上述，在2016年1月1日或之后铺设龙骨的船舶，在北美和美国加勒比地区作业必须符合第III级标准(因为这些氮氧化物控排区是在2016年1月1日通过的)。从2021年1月1日起，波罗的海和北海也成为氮氧化物控排区。因此，在2021年1月1日或之后铺设龙骨的船舶，在波罗的海或北海氮氧化物控排区作业时，也必须配备III级发动机。

氮氧化物控制方法

通过有针对性的燃料优化和预燃控制技术，可以满足第I级和第II级要求，从而降低了发动机的燃烧峰值温度。然而，为了满足IMO Tier III的要求，还必须使用辅助方法，通过下游处理降低废气中的氮氧化物。这些辅助方法包括选择性催化还原和废气再循环技术。最近，曼恩能源公司的二冲程发动机业务部门宣布，他们已经收到了2000多份符合IMO III级标准、采用选择性催化还原和废气再循环技术的发动机订单。

选择性催化还原是满足Tier III要求的热门选择，因为它可以减少90%以上的氮氧化物排放。在选择性催化还原系统中，废气与氨混合，通常形成水溶液尿素。在排气通过特定的催化剂之前，引入氮元素。氮氧化物被还原为无害的稳定的氮气和水。在选择性催化还原系统中，尿素消耗是一项运行费用。

废气再循环是一种通过调整进气来减少氮氧化物排放的方法。废气的一部分在返回到扫气侧之前用水冷却和清洗。因此，峰值燃烧温度显著降低。但也有负面影响，安装废气再循环系统会降低发动机的燃烧效率，从而增加燃料消耗。此外，除了各种其他系统配置外，还需要一个水处理系统和氢氧化钠剂量装置来中和废气再循环装置中使用的水，然后排放。出水排放必须始终满足IMO MEPC 307(73)，2018废气再循环排放指南，并与硫化物洗涤器洗涤水排放要求类似。

另一种满足第III级要求的组合是使用天然气作为燃料的奥托循环发动机，它在双燃料领域很受欢迎。奥托循环发动机，如低压双燃料发动机，其特点是燃烧峰值温度较低，从而显著降低氮氧化物排放。因此，奥托循环燃烧过程满足IMO氮氧化物第III级的限制要求，不需要减排设备，像废气再循环或选择性催化还原那样。需要注意的是，没有任何后处理的III级规则仅适用于气体模式。如果船舶由于操作问题或故障需要切换到燃油模式，该船舶将不再符合第III级标准。此外，奥托循环在特定条件下容易引起发动机敲击声和固有的较高的甲烷滑移。

以上每一种系统都有优点和缺点，需要仔细考虑。

资金问题及谁应当承担此成本

对于这些船舶的船东和承租人来说，遵守氮氧化物第III级的规则有不同的财务影响。虽然双燃料发动机的资本支出很大，但废气再循环系统的额外运营成本主要是由于燃料消耗、运行辅助设备（如废气再循环系统鼓风机和水处理）所需的额外电力，处理废气再循环系统过程中产生的污泥和消耗氢氧化钠。选择性催化还原系统既适用于柴油发动机，也适用于双燃料发动机，可以满足III级要求。但除了资本支出外，还需要考虑操作方面的因素。选择性催化还原系统的运行成本主要与运行数小时后尿素的消耗和催化剂的更换有关。

最近，Intertanko公布了定期租船合同中尿素消耗量的示范条款。Intertanko的示范条款规定，如果船舶被要求通过氮氧化物排控区进行贸易或过境，承租人应负责所有尿素或等效化学品的消耗。因此，船舶操作人员必须提供准确的尿素消耗信息，并保存从第II级到第III级的变化记录。当船舶进入或离开氮氧化物排控区或在该区域内状态发生变化时，也会成为法定记录的一部分，并要求和船舶位置一起保存。

与所有新设备和技术一样，适当的船员培训对于防止事故至关重要。此外，可能需要就船舶贸易或过境氮氧化物排放控制区进行租船合同谈判，以避免未来的纠纷。