2021-04-06
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1、LNG
液化天然气（LNG）主要是甲烷，它是碳含量最低的碳氢化合物，因此在化石燃料中，它在减少航运碳足迹方面的潜力最大。液化天然气是目前规模上最清洁的化石燃料；其作为船用燃料的使用得到了实践证明的先进发动机技术的支持。作为一种燃料，它减少了氮氧化物（NOx）的排放，消除了大部分硫氧化物（SOx）和颗粒物，并有助于减少二氧化碳（CO2）（与重质燃料油相比，最大潜力为21%）。它将无法实现国际海事组织（IMO）的2030年或2050年温室气体（GHG）目标。但是，与其他技术相结合，它有可能发挥重要作用。
技术：天然气是烃类气体的混合物，通常与石油矿床一起或在其附近发现。它主要含有甲烷（70-99%的质量，取决于它的来源），少量的乙烷，丙烷，丁烷和微量的氮气。当冷藏到-162℃左右时，它会形成液体，体积减少到气态的1/600，使其更安全，更容易储存和运输。液化天然气的密度约为重质燃料油（HFO）的一半，但其热值大约高出20%。在相同的运输范围内，使用液化天然气作为燃料需要比重油多1.8倍的储罐容积，但由于低温储罐的形状、隔热和隔离要求，燃料安全壳和供应系统通常需要三到四倍的船上空间。
应用：早期的液化天然气运输船使用液化天然气燃料蒸汽锅炉为涡轮机提供动力，而新一代使用双燃料柴油发动机（DFDE）进行推进和发电。截至2018年12月，超过525艘液化天然气运输船已投入使用或订购，其中大多数设计为使用液化天然气蒸发气体作为燃料。在运营中的船舶中，大约30%拥有DFDE发电厂，一小部分由低速双燃料（SSDF）柴油发动机驱动。在订购的船舶中，大多数是DFDE（40%）或SSDF（50%）驱动的。不包括液化天然气运输船，截至2019年1月底，全球船队中有163艘液化天然气燃料船舶，其中最大的子行业——渡轮和海上支援船——主要被特定地区所控制。在过去十年中，液化天然气燃料的应用已转向更广泛的船型，包括拖船、超大型集装箱船、油轮和游轮；后者是新造船订单高度关注的领域。
挑战：虽然液化天然气的IGF规范自2017年起生效，但仍有一些主要与液化天然气供应相关的方面尚未在全球范围内得到解决。并非所有港口都制定了当地法规来管理液化天然气加注程序。全球液化天然气加注基础设施有限。虽然柴油循环发动机的燃烧过程将甲烷泄漏量降至最低，但预混合奥托循环版本允许通过排气发生泄漏，在低负荷和怠速条件下，泄漏可能会增加。奥托循环发动机技术正在进步，甲烷泄漏量将继续下降。燃料安全壳系统的数量和类型以及供应压力导致了特定系统的复杂性。总的来说，天然气燃料系统使用的是被认为比传统燃料油更先进的技术，需要加强船员培训。使用液化天然气燃料推进的初始投资成本是常规燃料船舶的1.25至1.4倍。然而，如果液化天然气燃料的成本仍然低于传统燃料，那么运营成本将下降。天然气发动机的能耗大致相当于燃料油或船用柴油（MGO）发动机的能耗。由于气体燃烧更清洁，因此对维护的要求较低。
温室气体排放特性：根据最近的测试，液化天然气潜在的二氧化碳减排（相对于氢燃料油/柴油）上限为21%，仅靠液化天然气还不足以达到国际海事组织2030年的温室气体减排目标。
安全性：LNG既没有腐蚀性也没有毒性，其危险性与储存、运输和燃烧有关，包括低温、蒸汽易燃性和窒息。由于热量通过绝热层泄漏到LNG低温储罐中，其中一些内容物不断蒸发并产生蒸发气体，从而增加储罐压力，可能增加LNG和甲烷蒸汽释放的风险。这些蒸汽易燃，有可能使工人窒息。如果蒸汽泄漏与船舶结构接触，会导致脆性和破裂。意外接触液化天然气或无保护的安全壳系统的人员可能会受到低温灼伤。在液体状态下，LNG不被认为是易燃的，不能点燃。然而，当空气中甲烷的百分比达到5-15%时，液化天然气蒸汽会变得易燃，当被引入点火源时会着火。甲烷的自燃温度相对较高，为595ºC。当从LNG中释放时，甲烷蒸汽首先比空气重，然后在温度超过-100ºC时迅速变得比空气轻。因此，采取保护措施以防止发生易燃混合物至关重要，确保附近没有任何火源。
来源：绝顶思维
