甲醇动力船舶 驶入快车道

参考文章

●《船用甲醇发动机的研发现状与发展趋势 》

●《国内航运碳达峰碳中和，为什么甲醇燃料可行？》

近年来，面对气候变化带来的诸多挑战，社会及人们对环境保护的意识在不断加强，各国政府及各行各业都在积极寻求低碳转型路径，全球船舶航运业特别加大了对节能减排的实施力度，一方面强调改善船舶燃料使用效率，另一方面着重于降低有害气体和温室气体（包括但不限于二氧化碳）的排放。尤为重要的是，航运业在推动航运绿色发展的进程中已达成共识：使用清洁船舶燃料是实现上述目标的最有效手段，推动可替代燃料是船运业减污降碳进程的优选方案。

在过去的十余年里，液化天然气（LNG）一直是可替代船舶燃料的领跑者，然而，甲醇作为一种常温常压的液体燃料在过去几年间得到了整个航运业的广泛关注。根据挪威船级社（DNV）的月度统计报告显示，在2022年10月使用甲醇燃料的大型集装箱船舶新船订单首次超过了同船型LNG双燃料船舶订单。甲醇的生产原料广泛、供应遍及全球、储运非常便捷，加上甲醇本身清洁低碳的属性，具有天然的节能减排优势，因此，航运业将甲醇作为低碳替代燃料的呼声越来越高，并逐渐赢得了广大船东的青睐，各大航运企业和船东纷纷选择建造甲醇燃料动力船舶。截至2022年底，全球甲醇动力船舶订单总数已经突破百艘。

随着国际海事组织、各国海事部门以及航运业对甲醇燃料的认知不断深化，甲醇燃料在船舶上应用的法律法规、标准规范、支持政策也日趋完善，为甲醇燃料动力船舶大规模推广应用提供了法规支撑，相信未来甲醇将凭借其巨大的降碳潜力和燃料储存优势在船用燃料领域将有更广阔的发展前景。

一  Stena Germanica号轮渡 开创甲醇船舶先河

梅赛尼斯公司（Methanex）是引领甲醇作为船舶燃料发展的先驱。2015年，梅赛尼斯公司、瑞典轮渡公司Stena Line和发动机制造商瓦锡兰（Wartsila）公司共同合作，在经过多年探索之后，成功改造了全球首艘甲醇动力船舶Stena Germanica号，并由梅赛尼斯公司提供甲醇燃料。Stena Germanica号 长240米，宽29米，可装载300辆轿车和1300名乘客，是世界排名第二、北欧地区最大的客滚船，匹配4台瓦锡兰Z40S燃油发动机，长期在德国基尔港至瑞典哥德堡港运行。瑞典政府为改造项目提供了资金，其在综合比对往返两地的污染和排放后发现，将船舶改造为甲醇燃料是一种更为经济和环保的选择：首先既可以满足当时的欧洲排放控制法规，降低硫氧化物和氮氧化物的排放，其次从长远考虑，还可以使用可再生甲醇燃料同步降低船舶运营的碳排放。Stena Germanica号连续运行至今，每次到港后都会进行甲醇燃料加注，为此哥德堡港专门建设了甲醇燃料加注的基础设施。2021年6月，Stena Germanica首次加注了以瑞典钢厂尾气中CO2为原料生产的可再生甲醇，开创了钢铁行业在脱碳方面与船运业在碳中和领域合作的先河。

第一艘甲醇动力船舶的成功验证了甲醇发动机在船舶领域应用的可行性、甲醇燃料加注的安全性和便捷性，增强了业界推广和实践甲醇船燃的信心。Stena Line 公司也表示未来会将更多的旗下船舶改造为甲醇动力。

二 化学品运输船 树立甲醇船舶典范

2016年，梅赛尼斯公司的航运公司Waterfront Shipping开始运营甲醇动力化学品运输船，利用其船队运输甲醇的便捷性保障了甲醇作为船舶燃料的稳定供应，向整个航运业展示了甲醇作为船舶燃料的可行性。甲醇是广泛运输的海运化学品，每年有超过3000万吨的甲醇从生产地运往包括中国在内的消费市场。与此同时，这种船型还广泛用于生物柴油等产品的运输，采用甲醇双燃料船型后，甲醇还能用于洗舱，省去了大量药剂、新鲜水并且大幅缩短洗舱时间。洗舱后的甲醇含有微量的油品，但用作燃料不影响发动机的运行，整个过程实现了零废水、零污染，降低成本的同时还显著降低了运营的碳排放。截至2023年1月，Waterfront Shipping已经有19艘甲醇灵活燃料船舶投入使用，累计安全运行时间超过12万小时。也正是因为梅赛尼斯的努力，德国曼恩（MAN）公司的机型有了更多实践检验的经验，完成了两代船舶发动机产品的升级。目前第三代产品已经可以通过燃料水合物的新方式进一步降低NOX排放。

图1 Waterfront Shipping公司甲醇动力船舶

借鉴梅赛尼斯公司的成功经验，2019年底，另一甲醇供应商Proman公司通过其子公司Proman Shipping与瑞典油船公司Stena Bulk的合资企业Proman Stena在中国广船国际订造2艘甲醇动力49900载重吨化学品/成品油船，并于2020年持续增订，其甲醇动力船总建造数量增至6艘。截至2022年底，其中4艘已经交付船东。

三 集装箱巨头 助力甲醇动力船舶腾飞

如果说化学品运输船为甲醇动力的推广起到了引领作用，那么过去两年，全球集装箱船产业对甲醇动力的青睐进一步促使甲醇一跃成为了可替代船燃市场中的一匹黑马。

作为船舶行业的领军企业，马士基是率先使用甲醇燃料设计的大集装箱航运公司。早在2020年，马士基宣布了对甲醇的青睐，计划建造甲醇动力船舶，并将其首艘碳中和船运的实现时间从2030年提前到了2023年。马士基还宣布与DSV Panalpina、DFDS、SAS和Ørsted等公司达成合作，在哥本哈根开发工业级可再生燃料生产设施，该项目2030年全面投产后，将提供25万吨包括可再生甲醇在内的可再生燃料用于马士基船队。2021年7月，同样是马士基又宣布在韩国现代尾浦造船厂订造了1艘3500 TEU（标准集装箱）碳中和甲醇动力集装箱船，成为全球首家订造零碳集装箱船的航运公司。同年8月，马士基进一步与韩国现代重工签署了8+4艘甲醇燃料集装箱船的建造合同，新船运力约16000 TEU。4个月后，马士基宣布确认行使上述订单中后4艘船舶的选择权，这使得马士基的甲醇燃料集装箱船订单达到13艘。2022年10月，马士基再次宣布在韩国现代重工订造6艘大型以绿色甲醇为燃料的集装箱船，这6艘船舶将入级美国船级社（ABS），截至2022年10月，马士基共订造了19艘能使用绿色甲醇的双燃料发动机船舶。当这19艘绿色船舶替换掉旧船并全部投入运营后，马士基船队每年将减少约230万吨的二氧化碳排放。

在国际集装箱巨头布局甲醇动力的同时，中远海运集团也在2022年11月加入甲醇燃料动力的阵营，订造了12艘24000 TEU甲醇双燃料动力集装箱船，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，中远海运集团在甲醇清洁船舶能源开发应用上的探索实践，体现了其积极践行“节能降碳、绿色发展”理念的决心。

四 甲醇动力船舶 船型呈现多样化

除了上述两种主要船型（化学品/成品油船、集装箱船），甲醇动力在过去两年也逐步应用到其他种类的船舶中。2021年9月，中集来福士与荷兰Van Oord公司通过“云签约”签订1+1条大型风电安装船EPC总包建造合同，该船配备大容量甲醇储舱和甲醇双燃料主机，并于2022年7月在烟台开工建造。2022年1月，ABS与新加坡新诚航运有限公司及上海船舶研究设计院宣布联合开发85000载重吨甲醇燃料散货船。2月，新加坡散货及重吊船运营商澳亚航运有限公司（AAL）在其新造船计划中增加了2艘甲醇动力多用途重吊船，将其超级B系列（双燃料甲醇燃料动力）船舶中32000吨新造船订单增加至6艘。12月，招商轮船与招商工业签署了2+4 艘 9000 CEU甲醇双燃料汽车运输船建造合作意向书。

随着甲醇船舶应用技术的成熟度不断提高，航运业对甲醇的兴趣不断提升，甲醇作为船用燃料的市场前景不断向好发展，作为一种可以为实现航运业脱碳目标作出贡献的新型燃料，随着甲醇动力船舶的建造完成并投入运营，甲醇燃料船舶的脱碳能力将得到更充分的体现，与此同时将进一步推高航运业甲醇动力船舶的订单数量，从而加速甲醇动力船舶的商用进程。

五 国内外法规 加速推进甲醇动力船舶发展

国际层面，最初IGF规则并不包含醇类燃料。2014年，国际海事组织的货物与集装箱运输分委会（Carriage of Cargoes and Containers）第一次会议（CCC1）上成立了醇、氢（燃料电池）等低闪点燃料通讯组，对于醇燃料，按照“两步走”的方案，先制定临时导则，成熟后再纳入IGF规则；2015年，CCC2会议审议了甲醇/乙醇燃料技术要求草案，会后成了通讯组继续修订完善；2016年，CCC3会议审议了甲醇/乙醇燃料技术要求草案，但未最终定稿，会后成立通讯组，继续对燃料腐蚀性、安全操作等要求进行研究；2018年9月14日，在英国伦敦召开的国际海事组织货物与集装箱运输分委会第五次大会（CCC5）上，经过全体成员国投票，通过了以甲醇作为船舶燃料的《低闪点燃料技术规则》；2020年11月，国际海事组织海上安全委员会第102届会议（MSC102）正式通过了《使用气体或其他低闪点燃料船舶国际安全规则（IGF规则）修正案》（MSC.475(102)）以及《使用甲醇/乙醇作为燃料的船舶安全暂行指南（MSC.1/Circ.1622）》。2021年，IMO在IGF 规则下的低闪点燃料安全处理指南中阐明了对甲醇作为替代燃料的支持。

船级社层面，DNV GL在2018年4月发布的《替代燃料和技术——为了更环保的航运业》白皮书中，在对比各船用替代燃料后，亦提出了五大可替代燃料：液化天然气（LNG）、LPG、甲醇、生物燃料、氢能，以及电池系统、燃料电池系统和风力辅助推进等三大系统。2019年，日本船级社（Class NK）发布了“使用低闪点燃料船舶指南（Guidelines for Ships Using Low Flashpoint-fuels）”（甲醇/乙醇/LPG）。2022年1月，美国船级社（ ABS ）发布《船用甲醇和乙醇燃料指南》，主要解决使用甲基/乙基醇类作为船舶燃料的应用问题。2022年8月，法国船级社发布《甲醇&乙醇燃料船规范》，规范适用于使用、或准备使用甲醇/乙醇作为燃料的船舶，对这种船舶的机械、设备和系统的布置、安装、控制、监测提出了规范要求，以尽量减少船舶、船员和环境风险的前提下，同时考虑了甲醇/乙醇燃料的性质。规范还推出了“甲醇燃料预留”（METHANOLFUEL-PREPARED）的船级标识，符合要求的新造船可以获得该标识。

在国内，中国船级社在2017年正式颁布实施《船舶应用替代燃料指南》，明确规定甲醇/乙醇可作为20米及以上钢质船舶的燃料。2022年6月，为适应船舶应用甲醇/乙醇燃料的快速发展，中国船级社在评估国际海事组织MSC.1-Circ.1621 号通函所通过的《使用甲醇乙醇作为燃料的船舶安全暂行指南》的基础上，结合近年来的科研成果和行业发展现状，发布了《船舶应用甲醇/乙醇燃料指南》，替代2017年发布的《船舶应用替代燃料指南》（2017）第一篇甲醇/乙醇部分。为确保甲醇/乙醇燃料动力船舶符合安全和环保技术标准，2022年8月，我国海事局组织制定发布了《醇燃料动力船舶技术与检验暂行规则》（征求意见稿），并公开征求意见。

综上所述，根据国际国内现有标准规范，结合现有改造和新建的甲醇燃料动力船舶来看，甲醇燃料动力船舶在设计建造等方面的要求高于普通柴油动力船舶，与LNG动力船舶较为接近。LNG动力船舶应用时间较长，相关设计建造丰富，可为甲醇燃料动力船舶提供良好的技术基础支持。我们有理由相信，随着甲醇燃料动力船舶检验法规出台和国内外甲醇在船舶上应用的全产链标准规范的不断完善，甲醇燃料动力船舶的发展将得到进一步推广，为我国及世界航运业顺利实现碳减排目标做出更多贡献。