“我们想让甲醇成为标准”
罗尔斯-罗伊斯专家认为,目前甲醇最有可能成为未来使用的船舶燃料。因此,他们已经着手开发一种经甲醇燃烧优化的高速、四冲程发动机。罗尔斯-罗伊斯动力系统全球海事副总裁Denise Kurtulus表示:“我们希望成为该领域的先锋,以甲醇发动机树立新标准。毕竟,我们的客户需要确定性规划,我们迫切需要与他们合作,打造具体的解决方案,以实现气候目标。”
甲醇的优势在于,与其他可持续燃料相比,它的能量密度更高,而且其液态形式易于在环境温度下储存和补给燃料——实际上,在许多情况下可以继续利用现有的基础设施。与氨不同,甲醇对环境无害,也不产生剧毒。实践证明,甲醇的燃烧具有气候中和性,可大幅减少氮氧化物排放,从而无需进行复杂的选择性催化还原(SCR)废气后处理。在船上,甲醇罐可以灵活地融入船舶设计中,且安全要求明显低于氢或氨。除安全因素之外,甲醇罐系统更为简单,所需投资成本较低。
甲醇也适用于燃料电池
甲醇的另一优势是,它不仅可用于柴油机和火花点火式内燃机,还能与零排放的燃料电池一起使用:在重整器的作用下,氢气从甲醇中制取,然后用于燃料电池来产生电力。这是一种极具吸引力的船用方案,因为氢气罐会占用更多的空间,而空间对于任何船舶都是一种“稀有品”(在一些船舶上根本就没有)。
氢气推进——当续航能力不是问题时
即便如此,罗尔斯-罗伊斯动力系统开发人员也在着眼于其他方案,目前正在研究用于渡船和拖船的氢内燃机,因为这些船舶往往用于短程、明确的航线。它们能够频繁地补给燃料,亦可在停靠港加注此类燃料。
续航能力是一个重要考虑因素,特别是对于经常远航异国他乡的游艇,当地可能并不总是有氢气或甲醇等新型燃料。正因如此,柴油及其同族净零排放绿色柴油仍是重要的选择。柴油将继续可在大多数港口获取,并具有远高于氢气的能量密度。绿色柴油也可用于当下使用的发动机。
绿色氨气也是作为船用燃料的一种良好选择,但出于安全考虑,罗尔斯-罗伊斯专家预测它目前尚无法用于沿海航运,即渡船、拖船或游艇。
“我们需要承诺在三到五年后找到正确的方向。”
Chatterjee表示:“虽然我们现在将注意力集中在甲醇上,但我们仍然对其他技术持开放态度,也在关注其他燃料。”尽管如此,他还是深信不疑,“我们需要承诺最迟在三到五年后找到正确的方向,以实现我们的首要目标,即在2050年之前实现航运业的气候中和。”
然而,这个目标似乎仍然遥不可及。一项简单的计算表明,航运业现在就必须开始为此做准备。船舶的使用寿命可长达40年。如果整个航运业要在2050年实现气候中和,届时服役的船舶就必须在今天予以规划。任何在2030年投入使用的船舶必须具有气候中和型推进力。如果一艘船要在2027年建造(假设建造期为三年),就必须在这之前的几年里做出关于推进系统,以及燃料的决定。
采用混合系统的船舶结构
但关键点不仅仅只有燃料选择:推进系统的结构也在日益变化。仅由内燃机提供动力的船舶正逐渐减少。内燃机正越来越多地被整合入混合动力系统,由电池为电动马达提供动力,而发动机只在电池电源不再可用时发挥作用。Kurtulus表示:“我们的重点是涉及混合系统的船舶架构,能够使用内燃机和燃料电池。内燃机仍然由柴油驱动,但从中期来看,它们将以甲醇为燃料。”
呼吁政治支持
罗尔斯-罗伊斯研究表明,对绿色燃料的巨大需求——每年20,000太瓦时的能量,相当于约两万亿升——在2030年之前无法得到满足。这项技术的可用性不容置疑,但还未形成工业规模。Chatterjee敦促道:“推进这项工作并为这些燃料找到市场创建框架,需要政府的大力支持。”