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低碳燃料应该怎么选?

来源:中国船检  2020-02-27  我要评论  

导读:

航运业去碳化势在必行,但是仅仅依靠拓展现有技术以及使用LNG和LPG作为船舶燃料还不足以实现到2050年将航运业温室气体排放减少50%的目标,因此开发再生能源和零碳替代燃料将是未来船舶的必然选择。那么问题又来了,船舶应该如何选择适用的低碳燃料呢?近日,三菱重工船舶和海洋工程部门的能源与环境首席工程师Takashi Unseki为大家详细分析了目前已有的几种低碳燃料选项。

航运业去碳化势在必行,但是仅仅依靠拓展现有技术以及使用LNG和LPG作为船舶燃料还不足以实现到2050年将航运业温室气体排放减少50%的目标,因此开发再生能源和零碳替代燃料将是未来船舶的必然选择。那么问题又来了,船舶应该如何选择适用的低碳燃料呢?近日,三菱重工船舶和海洋工程部门的能源与环境首席工程师Takashi Unseki为大家详细分析了目前已有的几种低碳燃料选项。

Takashi Unseki认为目前有两种可选的替代燃料。

第一种是使用无碳燃料,即采用电能、氢燃料以及氨气这类二氧化碳排放为零的燃料。这些燃料都是直接来源于可再生能源,氢气可由电力生产,氨气可由氮合成,而氮可由来源于可再生能源和氢气的电力生产。

由于插入式电池的能量密度低,因此直接使用其中的电力可能仅适用于低功率和近距离运输。

氢燃料在燃烧控制、低温处理以及装载方面具有很高的技术难度,因此也只能用于低功率和短途运输。

而氨气燃料虽然有毒,但是如果能在柴油机上直接、安全地使用,那么或许可以应用在高功率、长途运输中。

第二种方案是使用通过甲烷化反应从二氧化碳和氢气中人工合成的甲烷或甲醇。

这类燃料在船用柴油发动机中已有应用,而且继续使用这种已具备相应技术的发动机也是可行的。三菱重工认为使用这类燃料的船舶推进装置将会非常高效。

根据不同的二氧化碳采集方法,温室气体减排效益可分为两种。一种方法是在船上安装设备捕获柴油发动机燃烧后所排放的废气中的二氧化碳。

如果通过产自可再生能源的电力制造甲烷化燃料,并且其中的二氧化碳可以回收,那么我们就能将其循环利用。二氧化碳回收设备的效率可以使温室气体减排效果达到80%。

另一种方法是直接采集和利用空气中的二氧化碳。这种情况下,温室气体减排效果可以达到100%,但是相比于废气中4%或5%的二氧化碳浓度,空气中的二氧化碳浓度非常低,大约只有0.04%,因此分离和回收效率相对很低。而且设备的运行成本很高。

三菱重工提议采用第二种方式来构建碳循环机制。

甲烷化技术并不新鲜,有一些试验项目已经在运行或者测试当中。此外,二氧化碳捕获和存储技术已在陆地上得到验证,三菱重工相信可以将这些技术结合起来建立一种碳循环机制。

其他的方案或许包括氨气燃料。鉴于氨气是一种无碳燃料,人工合成氨气、安全运输和存储以及船用柴油发动机燃烧等相关的成熟技术可能很快就会在市场上出现。


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