船用甲醇双燃料低速机市场格局及趋势

目前，全球航运业脱碳进程不断加速，已进入燃料过渡阶段，正在朝着低碳化方向快速发展。甲醇作为一种新型船舶替代燃料受到越来越广泛的关注，相对应的船用甲醇发动机的研发和推广也在稳步进行。

◈ 甲醇动力船舶发展现状

甲醇作为一种新型船舶替代燃料受到越来越广泛的关注，近期甲醇燃料动力船舶市场持续火热，众多船东纷纷斥巨资押宝甲醇燃料动力集装箱船。截止11月15日，全球手持甲醇燃料动力船舶51艘，其中47艘为集装箱船，其余4艘为油船(甲醇运输船、化学品运输船)。并且，手持51艘甲醇燃料动力船舶均采用MAN ES甲醇双燃料低速机，配置数量均为1台，即由此产生51台甲醇双燃料低速机市场需求。

图1 当前全球甲醇双燃料动力船舶手持订单情况

甲醇作为替代船用燃料在航运业去碳化进程中的作用越来越突出，预计到2050年，其将在全球船用燃料组合中发挥“相当大的作用”。特别是近两年来，全球甲醇燃料动力船舶市场发展速度成倍增长。2021年以来，全球甲醇燃料动力船舶订单新增49艘，其中2021年19艘，2022年已达30艘。特别是相较于2020年8艘、2019年4艘的全球订单数量来看，甲醇燃料动力船舶未来市场需求极为可观。根据当前手持订单交付计划推测，预计到2025年，全球营运的甲醇燃料动力船舶数量将超过608258艘，其中集装箱运输船可达到一半以上。

图2 全球甲醇燃料动力船舶订单

从订造船东来看，马士基自2021年宣布订造首批甲醇燃料动力集装箱船之后，持续加码投资甲醇燃料船，为加快船队脱碳步伐，追加订造了更多甲醇燃料动力集装箱船，以取代现有船队中的老龄船。目前，马士基手持甲醇燃料动力集装箱船已达19艘，位居船东榜首，总金额约33亿美元，立志打造全球最大的绿色船队，以实际行动加快推动航运业脱碳。中远海运作为甲醇燃料动力船舶市场后来者，近期斥资超200亿(人民币)订造12艘全球最大24000TEU甲醇燃料动力集装箱船，加入了甲醇燃料动力的阵营，手持订单仅次于马士基位居全球第二，开启集装箱船队绿色发展新纪元。作为全球前四大集运巨头之一，这也是中远海运集团首次订造双燃料船，有利于其进一步加快对新兴市场、区域市场和第三国市场的开拓。

其次，是Sea Consortium于2021年11月订造8艘1300TEU甲醇燃料动力集装箱船，甲醇燃料动力船舶订单数量位列第三名。第四名为全球第三大集运公司达飞集团，也是刚入局不久，其在今年8月，以10亿美元订造6艘15000TEU甲醇燃料动力集装箱船。作为最早投资于LNG动力的集运巨头，达飞轮船此番甲醇燃料订单尝试，使其成为继马士基航运之后第二家建造甲醇燃料动力万箱船的公司。并且达飞集团日前表示计划再出资10亿美元，扩大在中国甲醇燃料动力集装箱船订单，拟将甲醇燃料动力集装箱船数量增加一倍，届时达飞集团甲醇燃料动力集装箱船订单数据将达到12艘。

图3 全球甲醇燃料动力船舶订单船东分布情况

从建造船厂来看，现代重工绝对是甲醇燃料动力船舶的最大赢家，已累计接单35艘。自现代尾浦造船于2013年拿下全球首份甲醇双燃料低速机船舶建造合同后，直至2021年7月，现代尾浦造船先后承接17艘建造订单，其中15艘已交付。2021年8月之后，现代重工承接的18艘甲醇燃料动力船舶建造合同均为万箱集装箱船，且全部交由现代重工蔚山船厂建造，累计订单金额高达32.31亿美元。南通中远海运川崎和大连中远海运川崎凭借中远海运集团在今年10月入局甲醇燃料动力集装箱船的便利条件，分别获得7艘和5艘建造订单。大船集团则是凭借达飞集团首份甲醇燃料动力集装箱船订单成为继韩国现代重工集团之后，成为全球第二家建造甲醇燃料动力万箱船的船厂。

图4 全球甲醇燃料动力船舶订单建造船厂情况

◈ 船用甲醇双燃料低速机市场一枝独秀

由于当前全球仅有MAN ES一家实现甲醇双燃料低速机商业化，MAN ES自2012年推出二冲程ME-LGI甲醇双燃料低速机至今，轻松垄断全球市场。ME-LGI低速机主要适用于甲醇、乙醇等低闪点液体燃料，不同于ME-GI发动机使用的气态形式的燃料，ME-LGI发动机中燃料以液态形式进行供应和喷射(LGI是“Liquid Gas Injection”的缩写)。ME-LGI甲醇发动机最初用于甲醇运输船，该船型可利用一部分甲醇货物作燃料以提供船舶所必需的动力，这在一定程度上可以节省船舶运营成本，达到降本增效的目的。

图4 ME-LGI低速机甲醇燃料喷射器(FBIV)

在2016年MAN ES又在ME-LGI发动机基础上，研制推出了ME-LGIM发动机并投入使用(LGIM是“Liquid Gas Injection for Methanol”的缩写)。ME-LGIM发动机既能以甲醇为燃料，也能燃烧传统船用燃料，当使用甲醇作为运行燃料时，ME-LGIM能够大幅减少CO2、温室气体、颗粒物、NOx和SOx的排放。ME-LGIM发动机的推出起初主要是针对甲醇运输船，但市场对在非甲醇运输船上安装ME-LGIM发动机越来越感兴趣，尤其是针对商业油轮、大型集装箱运输船等。

图5 ME-LGIM低速机甲醇燃料喷射系统及FBIV-M喷射器

截止目前，两种机型市场接单累计达到72台套，3艘船(甲醇运输船)安装了ME-LGI低速机。已有18艘油船(甲醇运输船、化学品运输船)安装了500mm缸径的ME-LGIM发动机并投入运营，尚有51艘手持订单也将采用ME-LGIM发动机，其中万箱集装箱船将采用MAN ES的950mm缸径的ME-LGIM发动机。Waterfront Shipping公司的船队目前有18艘甲醇运输船搭载了MAN ES甲醇双燃料低速机，自2016年投入商业化运营以来，累计运行时间超过12万小时，是目前甲醇发动机商业化运营最成熟的案例。

此外，MAN ES在2021年12月，又在其发动机系列中新增了一种能燃烧甲醇的低速双燃料发动机，扩大了船东对双燃料发动机的选择，也将使MAN公司能应对中型集装箱船以及超大型矿石运输船和原油运输船对甲醇燃料方案的日益增长需求。该版本为MAN B&W G80ME-C10.5-LGIM版本发动机，还可选配废气再循环(EGR)，以确保符合氧化氮Tier III排放要求。

◈ WinGD致力成为船用甲醇双燃料低速机市场破局者

目前，WinGD二冲程甲醇燃料发动机正在加紧研制中，为船东提供一种解决方案，以打破MAN ES对甲醇双燃料低速机市场长达十年的垄断格局。为了能够确保在2024年之前交付一台能使用碳中和绿色甲醇燃料的发动机的计划顺利实现，WinGD先后与韩国发动机制造商HSD Engine、瑞典阿法拉伐等国际一流船用动力及配套企业建立合作关系。

图6 WinGD甲醇发动机样机

2022年9月，WinGD与韩国HSD Engine公司发起了一个联合开发项目，将推动开发WinGD公司的甲醇燃料大缸径二冲程发动机。WinGD公司将负责监督燃烧和喷射的研究、废气后处理要求和发动机概念设计。HSD Engine公司则将为具有成本效益的制造和组装提供支持，提供发动机测试能力，并交付燃料供应和废气后处理系统。由于WinGD公司已经看到集装箱船对绿色甲醇的兴趣正在迅速增长，此次的联合开发项目将专注于WinGD产品组合中的一些最大发动机，即X92和X82发动机，这些发动机将适合用于更大型和超大型集装箱船。

同样是在2022年9月，WinGD与阿法拉伐签署了联合项目协议，由阿法拉伐针对WinGD二冲程发动机和甲醇燃料喷射技术要求，提供燃料供应系统，连同控制系统、燃料阀组，以及清吹系统等辅助功能，双方计划在2023年准备并测试甲醇发动机和燃料供应系统设计。阿法拉伐甲醇燃料调节模块FCM Methanol是业内领先的甲醇低闪点燃料供应系统(LFSS)，具有灵活的适应性，已被主要船东的30多个甲醇项目选用。自2015年至今，LFSS系统已经被选择用于近20个甲醇项目，为MAN ES甲醇双燃料低速机提供配套，涉及超过10家大型航运公司。

此外，WinGD对于现役的WinGD X与X-DF发动机，该公司提供了改装甲醇的初步解决方案：涵盖ECS控制系统升级、甲醇燃料供应系统及燃料喷射系统升级、SCR系统安装或升级等。对于燃料供应系统，针对甲醇具有毒性、闪点低、甲醇蒸气比空气重等特点，WinGD在甲醇燃料隔离、泄漏探测与泄漏控制等方面均采用了特殊设计。当该发动机使用甲醇燃料时，液态甲醇从燃料罐依次流经低压燃料泵与高压燃料泵后，经换热器与滤器后通过双壁管向发动机中供应燃料。

综合来看，尽管甲醇燃料发动机目前且短时间内还无法取代柴油机在船用发动机领域的统治性地位，但从排放性、燃料来源的广泛性、整机改装成本与运行经济性等方面综合考虑，其在船舶动力装置领域前景开阔。同时，随着全球排放法规越来越严苛，船用发动机技术正朝着零排放和综合性能优化方向发展。甲醇这种新型能源已经在船舶方面成功应用，取得了很好的效果，并且当前甲醇燃料动力集装箱船市场订单热度倍增，甲醇作为船舶发动机的清洁替代燃料必定前景无限、未来可期。