一“碳”究竟 双燃料动力船舶“绿色心脏”了解一下？

导读

2021年是“十四五”的开局之年，也是我国开启“碳中和”征程的元年。在第七十五届联合国大会一般性辩论上，我国明确要采用更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。

Q1 碳达峰

指二氧化碳年总量的排放在某一个时期达到历史最高值，达到峰值之后逐步降低。

Q2 碳中和

指当在一定时期内，通过植树、节能减排、碳捕集、碳封存等方式抵消人为产生的二氧化碳，实现二氧化碳净排放为零，也就实现了“碳中和”。

“十四五”规划中明确提出碳中和这个大目标，节能、减排是重中之重，清洁能源将是未来一个大趋势。其中包括 “积极应对气候变化”、“加快发展方式绿色转型”等重要要求。

IMO海运温室气体减排初步战略

1 愿景

IMO致力于国际海运温室气体减排，将其作为当务之急，旨在于本世纪内尽快逐步消除海运温室气体排放。

2 减排力度

1、通过进一步审议提升船舶能效设计指数（EEDI）要求促进船舶碳强度下降。

2、到2030年，全球海运每单元运输活动的平均二氧化碳排放于2008年相比平均至少降低40%，并努力争取到2050年降低70%。

3、国际海运温室气体排放尽快达到峰值，到2050年，温室气体年度总排放量与2008年相比至少减少50%，并努力通过愿景中提出的与《巴黎协定》温控目标一致的减排路径逐步消除海运温室气体排放。

气体燃动机

为了实现全球温室气体排放量的最小化目标，我国政府和国际海事组织推出一系列碳排放规则。因此，LNG被视为航运业迈向零碳未来的过渡燃料而备受关注，越来越多的船舶开始采用了LNG双燃料动力技术。

接下来，小编带大家了解下双燃料动力船舶的“心脏”，LNG气体发动机。

主要机型

1 混烧机（4-Stroke）

技术特点：

(1)增压器前端安装混合器，天然气零压状态进入混合器；

(2)增压器后端安装燃气喷射阀，天然气带压喷入进气总管；

(3)天然气与柴油机混合燃烧，混合比例根据负荷进行调节。

优势：结构简单，适合改造，成本低。

缺点：

（1）NOx排放并无明显改善；

（2）CO、CH4排放显著增加；热效率较低；

（3）气体掺混负荷范围受限。

混烧机是我国内河推广LNG水上应用初期的产物，目前虽还有应用，但不代表未来的发展方向。

2 稀薄燃烧纯气体机（LBSI，4-Stroke）

技术特点：Otto循环，进气道喷射，火花塞点火，稀薄燃烧；

优势：排放性能好（NOx Tier III），热效率高；

缺点: 功率较柴油机稍低；爆燃；控制系统复杂。

LBSI 气体机工作循环示意图

3 低压双燃料发动机（LPDF，4-Stroke）

技术特点：Otto循环，进气道喷射，微量柴油引燃，稀薄燃烧；

优势：气体模式排放性能好（NOx Tier III），热效率高；

缺点: 功率较柴油机稍低；爆燃；控制系统复杂。

四冲程LPDF发动机工作循环示意图

4 低压双燃料发动机（LPDF，2-Stroke）

技术特点：Otto循环，低压缸内直喷（16bar），微量柴油引燃

优势：气体模式排放性能好（NOx Tier III）

缺点: 功率较柴油机稍低；爆燃；控制系统复杂

二冲程LPDF发动机工作循环示意图

5 高压双燃料发动机（HPDF，2-Stroke）

技术特点：高压双燃料发动机可以适应不同产     地的天然气。

Ø 如要求MN>80, 则只能使用全球38%的天然气；

Ø 如要求MN>70, 则可使用全球90%的天然气；

Ø HPDF对MN无要求，可使用全球所有天然气。

结语

碳中和是人类共同利益和责任。正如习总书记所说：“实现碳达峰、碳中和是一场硬仗，也是对我们党治国理政能力的一场大考”。航运业要坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路。因此，相关人员应该顺应形势，大力倡导和推广低碳理念，通过发展使用绿色船舶，增大低碳的竞争力，为航运业发展作出更大的贡献。