甲醇：船舶“未来燃料”的重要选择

  近年来，绿色低碳已成为船舶航运业发展的必然趋势。为了应对全球变暖，国际海事组织（IMO）明白准确地提出船舶温室气体减排战略，到2050年航运业实现净零排放。

  使用清洁能源是船舶节能减排的重要方法。今日起，本报开设《澎湃“绿”动能》专栏，聚焦各地推进船用清洁能源应用、壮大清洁能源船舶产业链，以及促进航运业节能减排、绿色转型等方面的先进经验、典型案例。敬请关注。

  近日，国内首艘现有主机改装为甲醇双燃料发动机船舶“领先1”轮在舟山海域顺利完成试航。本次项目的最大亮点是将现役营运船舶的主机改装为甲醇双燃料主机，中国船级社为其签发了首张现役营运船舶主机改装为甲醇双燃料发动机的主机产品证书。

  随着脱碳进程和船用甲醇燃料的加快速度进行发展，作为常温液体燃料，甲醇比氨、氢等更具安全性，已成为航运业未来新型绿色燃料的发展趋势。“经测算，改造后的‘领先1’轮可节省燃料成本约四分之一、可减少碳排放量约11.25%，可大量减排氮氧化物、一氧化碳、硫化物、颗粒物等污染物，使船舶在营运经济性和环保排放指标上都得到大幅度的提高。”“领先1”轮船东方负责人说。

  根据克拉克森（Clarksons）出示的一份分析报告数据显示，2023年全球新造船订单中，共有539艘船舶采用替代燃料，总吨位占当年所有新造船订单的45%，这中间还包括130艘甲醇动力船，总吨位约占总订单量的13%，仅次于液化天然气（LNG）动力船。

  近几年，甲醇燃料动力船舶发展势头良好。马士基、中远海运等航运巨头纷纷投入大量资金进行甲醇燃料动力船舶的建造和改造。其中，2022年，中远海控订造了12艘甲醇双燃料动力集装箱船舶，今年3月，中远海控与中远海运重工签署了2艘13800标箱和2艘20000标箱现有集装箱船甲醇双燃料改造合同。

  在长江和珠江流域，内河甲醇燃料动力船舶也正在进行积极的探索，实验性的甲醇燃料动力船舶已经造出投入运营。随技术的发展，纯甲醇燃料的内河船运将会不断增加。

  “据不完全统计，全球营运和在建的甲醇船舶超过230艘，甲醇燃料动力船舶在商业应用方面展现出了显著的优势。由于其环保性能、技术成熟度、供应链完善、成本低以及应用场景广泛，甲醇燃料动力船舶已成为航运业低碳转型的重要选择。”上海海事大学教授王忠诚说。

  “衡量一种新能源是否‘友好’，应该从是否绿色环保、便利储能、安全稳定、方便传输等方面考虑。相比风能发电、光伏发电、LNG、氢能、氨能等清洁能源，甲醇都表现出极佳的优势。”京贝劲源新能源（广州）有限公司董事、首席技术官汪召华表示。

  与航运业的传统燃料及其他替代燃料相比，甲醇在SOx、NOx以及可吸入颗粒物（PM）方面减排方面效果非常明显，仅次于目前炙手可热的氢与氨。从全生命周期考虑，通过绿色方式（生物质或绿色电制）制取甲醇，在减碳效果方面几乎与氨和氢具备同样的效果。

  更可贵的是，甲醇在常温下呈液态，这与液氢、LNG、LPG、液氨等需要低温或者极低温才能保持液态的燃料相比，在储运及建设加注网络方面具备无以伦比的优势。而且，甲醇不但可以作为内燃机的燃料，还可当作燃料电池动力船舶的燃料或重整制氢的原料。

  王忠诚表示，甲醇技术成熟，基础设施改造难度小，使用安全，加注便利，又可免征柴油碳税。而且全球120多个港口供应，供应链相对完善，这些使得甲醇燃料动力船舶在商业应用方面优势明显。

  国际可再次生产的能源署（IRENA）报告《到2050年实现航运业脱碳的途径》认为，最适合国际航运的可再生燃料是甲醇和氨。由于工业界还在努力攻克氨燃料的毒性、低热值和加注等问题，使得甲醇正在快速地发展成为当下最可行、排放较少且成本最低的一种船用燃料替代品。

  8月20日，中国船舶集团第七一一研究所与武汉创新江海运输有限公司签订批量甲醇燃料发动机合同，这是我国船用甲醇燃料发动机首次获得批量商业订单，标志着这一新型国产装备从示范应用走向商业应用。

  全球航运业对清洁能源的需求一直增长，带动了甲醇燃料动力船舶产业链的蓬勃发展。近年来，全球各发动机厂商加大甲醇发动机的研发力度，陆续推出了甲醇燃料发动机产品，从单一技术路线到多种技术路线并行的飞跃，技术方案已基本成熟。甲醇燃料发动机的关键配套设备，如甲醇燃料供给系统，也被众多厂商加速开发，以满足市场需求。

  3月13日，国内首艘投运的甲醇燃料加注船“海港致远”轮在洋山港申港石油码头顺利完成甲醇燃料补给测试，标志着洋山港已具备甲醇燃料补给能力，在港内就可以实现甲醇燃料补液，逐步降低了燃料加注公司的船运成本。为满足甲醇燃料补给需求，洋山港申港石油码头于2023年下半年启动甲醇储罐改造，目前拥有甲醇存储资质的储罐共28万立方米，可满足现阶段上海港甲醇燃料补给需求。

  同时，上海海事局印发《水上甲醇燃料加注作业安全管理办法》，自2024年3月1日起实施，填补了国内船用水上甲醇燃料加注作业管理制度空白，为上海港建设成为国际航行船舶清洁燃料加注中心打下了坚实的制度保障基础。

  政策支持是推动甲醇燃料动力船舶发展的主要的因素。近年来，我国出台了多项支持绿色甲醇产业高质量发展的政策。

  2022年，交通运输部等5部委联合发布《关于加快内河船舶绿色智能发展的实施建议》，明确推动甲醇动力技术在货船等应用。

  2023年10月1日，交通运输部海事局发布的《醇燃料动力船舶技术与检验暂行规则》正式生效，为醇燃料动力船舶的设计、建造、检验、发证、营运和监管提供了依据。

  2023年12月，交通运输部等5部委联合印发《船舶制造业绿色发展行动纲要（2024—2030年）》，提出加快船舶制造业绿色转型，包括提升绿色船舶产品供应能力，推动甲醇等绿色动力船舶发展。

  2024年8月，交通运输部和国家发展改革委印发《交通运输老旧营运船舶报废更新补贴细则》，对甲醇单一燃料、燃油替代率50%以上的甲醇和燃油双燃料新建船舶实施补贴政策。

  为推进船用甲醇燃料的应用和发展，中国船级社在甲醇燃料动力船舶前期研究、设计建造、营运管理等环节，提供了专业的技术上的支持，为船舶的安全、高效运营保驾护航。

  2022年7月1日，中国船级社《船舶应用甲醇/乙醇燃料指南》正式生效，使得船舶预设甲醇动力有规可循。

  2023年5月1日，中国船级社发布了《船舶甲醇燃料加注作业指南》，提升了水上甲醇燃料加注作业安全水平。

  自此，我国甲醇燃料船舶应用规范体系已经建立。随着甲醇燃料动力船舶在市场需求、技术成熟度、配套产业和政策支持等方面都具备了良好的发展基础，预计未来将在全球航运业中占据更重要的地位。

  作为一种绿色船舶解决方案，甲醇燃料动力船舶虽然在环保性能、技术成熟度和市场需求方面有着非常明显优势，但在大规模应用过程中仍存在一些挑战和瓶颈。

  在关键的甲醇燃料发动机上，国内掌握核心关键技术的发动机厂家还不多，目前国内只有七一一所发布了首型替代率超过90%的大功率发动机产品，发动机型谱尚未完善，尚不能够满足船舶的多种需求。市场期待更多的甲醇燃料动力发动机推出。

  在成本方面，甲醇燃料动力船舶的建造成本较传统柴油燃料动力船舶要高，制约了船主购买甲醇燃料动力船的欲望。虽然甲醇在某些地区具有价格上的优势，但其经济性仍需进一步评估，特别是在低油价环境下。此外，目前甲醇的生产、供应也未形成规模，甲醇产地距离沿海沿江地区较远，运输成本较高。

  甲醇燃料动力船舶要推向市场，还必须建设配套的基础设施，如甲醇加注站或者加注码头。目前，与成熟的燃料如重油和柴油相比，甲醇燃料的供应点和配套基础设施还不够完善。

  “解决这些瓶颈问题可从政策支持和技术创新两方面着手。一方面，国家有关部门组织制定甲醇燃料动力船发展规划，从甲醇动力船研发、甲醇发动机关键设备研发、基础配套设施建设、绿色甲醇制备等方面对航运业进行转型引领，形成完成的上下游产业链，并规模化发展。另一方面，继续研发和优化甲醇燃料发动机和供给系统，形成系列化产品，提高其性能和可靠性。”中国船舶集团首席专家、七一一所研发中心总工程师梁刚说。

  “随着技术的逐步发展和市场的逐步成熟，甲醇燃料动力船舶的商业应用前景将更加广阔。”王忠诚表示，接下来，可以加强安全评估和应急响应机制，确保甲醇作为燃料的安全性，并推动国际合作，促进绿色甲醇技术的交流和共享，加快其全球化应用进程。

  ▶2015年3月，世界上第一艘甲醇动力改造渡轮“StenaGermanica”于2015年开始投入运营，开始了全球首次往返于瑞典哥德堡和德国基尔之间的甲醇动力航行。此后，国际上掀起了研发甲醇燃料船的浪潮。

  ▶2019年7月23日，我国首艘甲醇燃料动力船艇下水仪式在广东省中山市神湾江龙船艇科技园举行。该船艇由江龙船艇科技股份有限公司自主研发，采用天津大学柴油/甲醇二元燃烧技术，填补了我国在甲醇船艇设计建造领域的空白。

  ▶2021年7月，马士基在现代尾浦造船订造了1艘3500标箱碳中和甲醇动力集装箱船，成为全世界首家订造零碳集装箱船的航运公司。

  ▶2022年6月20日，我国首制甲醇双燃料动力绿色船舶在中国船舶集团旗下广船国际交付离厂。该船配备了世界领先的甲醇双燃料驱动系统，最高可减少75%的碳排放、15%的氮排放和99%的硫及颗粒物排放。

  ▶2023年12月2日，我国首艘甲醇增程动力船“中山1号”，在粤港澳大湾区中山市横门水道成功试航。试航全面验证了纯甲醇动力增程、纯电池、甲醇动力增程与电池组共同驱动下的电推技术，所有验证项目全部达到设计指标，试航取得圆满成功。

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