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船舶排放:三种NOxTierIII合规解决方案的利弊

来源:沃燊海事  2017-07-25  我要评论(0  

导读:

根据统计,2002年,全球船舶排放的污染气体大约导致64000人死亡;2008年,全球海运船舶的污染物排放量占NOx和SOx排放总量的18%-30%和9%。因此,国际海事组织(IMO)推出了可谓史上最严苛的IMO Tier III排放标准,其要求与Tier II标准相比,符合Tier III标准的发动机的氮氧化物排放量须减少近76%。

根据统计,2002年,全球船舶排放的污染气体大约导致64000人死亡;2008年,全球海运船舶的污染物排放量占NOx和SOx排放总量的18%-30%和9%。因此,国际海事组织(IMO)推出了可谓史上最严苛的IMO Tier III排放标准,其要求与Tier II标准相比,符合Tier III标准的发动机的氮氧化物排放量须减少近76%。

这一要求适用于在2016年1月1日或之后铺设龙骨的、主机输出功率为130KW或以上的、来往于北美洲及美国加勒比海排放控制区的所有船舶。

国际海事组织氮氧化物排放限值适用于柴油机,取决于主机的最大工作速度(额定转速,每分钟转数)。Tier I和Tier II是全球性要求,Tier III标准仅用于当前的氮氧化物排放控制区(北美洲与美国加勒比海)。

此前,在全球性Tier II排放限值于2011年开始生效之时,主机制造商能够对主机进行调整以满足这些新的排放限值。然而,对于主机设计师来说,这一Tier III标准无疑是一大挑战,因为仅仅对主机进行调整已行不通,他们需要使用其它主机技术来实施氮氧化物减排措施。

而当前符合IMO NOx Tier III 排放标准限值的现有技术包括:选择性催化还原(SCR)系统、废气再循环装置(EGR)、替代燃料等。又因Tier III 要求不具备追溯性,并不适用于现有的主机装置,所以熟知并了解技术解决方案选择——诸如选择性催化还原系统,废气再循环装置或者液化天然气——可能是你的新造船计划取得成功的一个关键因素。

据悉,为了给符合NOx Tier III排放标准的船舶设计工作提供一套最佳实践,也为了更好地指导造船进程,DNV GL出台了一套新的手册。

据DNV GL称,为了确保每个造船计划都能取得成功,船东在造船规划阶段就应该将未来船舶的任何操作纳入规划方案,包括为减少氮氧化物排放而采用的不同技术解决方案,以及如何满足NOx Tier III排放要求。

为了满足更严格的NOx Tier III排放限制,船舶运营商可能需要从众多方案中选出最佳方案。最佳合规指南的选择取决于多种因素,包括船舶的个体交易模式,主机的大小和速度。这一手册对以下几方面内容进行了详细解读:选择性催化还原法(SCR)、废气再循环(EGR)、替代燃料的使用,主机内部结构,水直喷法,燃料水乳化法(FWE)和进气空气加湿技术。

安装符合NOx Tier III标准的技术的好处不仅仅在于满足排放标准,还能显示一家公司对于实现可持续运营的庄严承诺。DNV GL建议,即使是计划在氮氧化物排放控制区(ECAs)之外航行的船舶,船东也应在造船阶段就考虑安装Tier III合规技术。

此外,安装Tier III合规技术还能带来直接的经济效益,因为,如果船舶符合第三方环境计划(如ESI),许多重要港口都将为合规船舶的港口使费提供大幅折扣。

DNV GL强调,最佳合规指南的选择取决于多种因素,包括船舶的个体交易模式,主机的大小和速度。手册中,DNV GL对选择性催化还原法(SCR)、废气再循环(EGR)、替代燃料使用、主机内部结构、水直喷法、燃料水乳化法(FWE)和进气空气加湿技术进行了详细阐述,并对其利弊以及安装过程中可能面临的主要问题进行了细致分析。

选择性催化还原法(SCR)的利弊:

利:

·可以符合NOx Tier III排放标准(IMO — 氮氧化物排放控制区机制);

·能够对大多数主机进行有效脱硝(70–90%以上);

·参考依据增多(全球已有300多艘船舶使用这一方法)。

弊:

·成本高;

·当主机处于低负荷时,不能有效减少氮氧化物排放(例如船舶进行动态定位(DP)操作时);

·船舶需要配备尿素箱,且需保证持续供应(成本极高);

·可能导致燃料处罚(1%以下);

·在ECA地区会产生额外的尿素成本(相当于8%左右的额外燃料消耗量)。

废气再循环(EGR)的利弊:

利:

·最近,MAN Diesel & Turbo宣布,公司将生产世界上第一台经IMO认证的二冲程主机。该主机符合NOx Tier III排放标准,并且配备有废气再循环(EGR)系统;

·该技术受到主要主机制造商的大力支持。

弊:

·缺乏操作经验;

·成本高;

·船舶需要储存碱,并且保证持续供应;

·燃料罚款(约4%)。

替代燃料的利弊:

利:

·潜在的低成本解决方案——主要受益人是直接支付燃料费用的船东;

·可以符合硫氧化物和氮氧化物的排放标准(ECA机制和CARB机制),可以去除四冲程主机产生的全部硫氧化物和约85%的氮氧化物(在EGR的氮氧化物达标时,可去除高负荷状态下,二冲程主机所产生的约40%的氮氧化物);

·能够在多个燃料市场购买到(DF主机),可以使用液体货物作为燃料;

·最新法规和标准大力倡导船舶使用液化天然气这种安全燃料;

·能够塑造船舶运营公司勇于承担社会责任的企业形象;

·越来越多的商船开始使用液化天然气(LNG)作为燃料。

弊:

·目前,液化天然气(LNG)燃料罐成本依然很高;

·液化天然气(LNG)供应网仍处于开发阶段;

·液化天然气(LNG)燃料罐需要额外空间,这可能会挤压储货空间。

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