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劳氏船级社:2024可替代燃料系列报告之甲醇(58页).pdf

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劳氏船级社:2024可替代燃料系列报告之甲醇(58页).pdf

1、可替代燃料系列报告之可替代燃料系列报告之甲醇甲醇关于未来可替代燃料的专家解读关于未来可替代燃料的专家解读您值得信赖的可替代、低碳船用燃料顾问电电氢氢生物燃料生物燃料液化天然气液化天然气甲醇甲醇碳捕集碳捕集核能核能氨氨4 4 甲醇生产和供应甲醇生产和供应4.14.1 简介 224.24.2 生产途径 234.34.3 燃料价格 264.44.4 产量预测 285 5 技术就绪技术就绪5.15.1 船用发动机和改装 305.25.2 燃料电池和转化器 345.35.3 燃料罐和其他燃料系统 365.45.4 就绪状态标识 406 6 总结和结论总结和结论6 6 总结和结论 417 7 其他资源和附

2、件其他资源和附件7.1 7.1 链接和资源 427.27.2 附件 43前言前言可替代燃料系列报告系列简介 33 3 甲醇的驱动因素甲醇的驱动因素3.13.1 监管和生命周期分析 153.2 3.2 船舶经营人的需求和兴趣 173.3 3.3 技术经济驱动因素 193.4 3.4 总拥有成本案例研究 211 1 引言引言1.11.1 全球甲醇行业协会引言 41.21.2 甲醇资料 51.31.3 甲醇作为船用燃料的就绪状况 72 2 安全性安全性2.1 2.1 一般安全性和毒性问题 92.2 2.2 具体甲醇燃料加注注意事项 102.32.3 甲醇罐的质量 122.42.4 总结 13可替代燃

3、料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 -2目录目录目录目录目前,决策者在市场前景不明朗的情况下做出决策,但却清楚地认识到,推动变革的主要因素是监管而非经济因素。在此背景下,船东、船舶承租人、保险公司、金融市场以及技术供应商都致力于更深入地了解该行业未来的走向。劳氏船级社致力于提供值得信赖的咨询意见,通过能源转型引领航运业安全、可持续的发展。我们全新推出的可替代燃料系列报告系列,聚焦于多种脱碳选择方案,分析了政策发展、市场趋势、供需机制以及安全影响。每一份聚焦于一种具体的燃料或技术,为行业面临船舶推进领域的下一次巨大变革提供了参考点,有助于应对即将出现的挑战。从帆船出现到帆船鼎盛时期的运茶快

4、船,经历了数个世纪的时间,而供应链活动能力和速度提升后,促进了帆船向煤炭动力蒸汽船的转变。柴油燃料发动机的出现,带来了新的船舶推进方式,但仍然花费了近一百年时间。每一次转变,都对海运成本、速度和效率产生了巨大影响。目前,航运业面临的能源转型与以往的演进过程截然不同。促进目前转型的,不是技术进步或经济效益,而是环保需求关于减排的社会压力、政策和监管要求都越来越高。可替代燃料系列报告第一份报告聚焦于甲醇,一种常规生产的化学品和燃料,正在向绿色生产转型,为船东和经可替代燃料系列报告第一份报告聚焦于甲醇,一种常规生产的化学品和燃料,正在向绿色生产转型,为船东和经营人面临的挑战提供了一种可能的解决方案。

5、营人面临的挑战提供了一种可能的解决方案。可替代燃料系列报告系列的其他报告将分别阐述氨、生物能源、碳捕集技术、核能、氢能、电和电力以及液化天然气转型。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 3海事脱碳所面临的挑战不仅正在发生,更在于其发生的速度是如此之快。前言前言前言前言1.1第第 1 1 章:章:引言引言全球甲醇行业协会引言(全球甲醇行业协会引言(Chris ChattertonChris Chatterton,首席运营官,全球甲醇行业协会),首席运营官,全球甲醇行业协会)在船东高度认可甲醇的背后,是多年来为验证和不断完善甲醇作为船用燃料这一概念所付出的努力。越来越多的头部航运公司决

6、定采用甲醇作为燃料,这一信号表明行业已经认识到目前需要向净零转型,首先要降低碳排放,然后逐步实现净碳中和运营。倘若寄希望于迅速出现尚不可得的燃料而使投资决策推迟的话,那么,整个行业可能陷入并无改善的境地。实际上,排放量很可能会增加,而转型可能会被进一步推迟。船东逐渐认识到,甲醇提供了引入低污染、低碳燃料的零活性,是最接近于可投放市场的燃料。这意味着与当前的其他燃料选项相比,前期资本支出以及运营成本更为经济。甲醇不仅有助于实现国际海事组织(IMO)的 2030 年碳减排目标,更为关键的是提供了实现净碳中和运营的途径。全球甲醇行业协会(MI)认为这种转型会分阶段进行,需要在整个供应链中实现燃料、技

7、术、基础设施以及人员之间的高度配合及应用。全球甲醇行业协会认为,在满足目前的以及国际海事组织提出的碳强度目标和净碳中和航运业务时,我们需要发挥传统低碳船用燃料的作用,包括生物燃料、中间蓝色燃料和终极可再生绿色燃料,以及碳捕集技术。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 41 1|引言引言甲醇是什么?CH甲醇是什么?CH3 3OHOHl1.2甲醇资料甲醇资料可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 5甲醇燃烧的化学方程式2CHOH+3O 2CO+4HO2CHOH+3O 2CO+4HO甲醇在内燃机中与空气中的氧气发生反应,产生二氧化碳和水,同时释放热能。1|引言1|引言甲醇,又称

8、为甲基醇,是一种轻质、易挥发、无色、易燃液态醇。它的名称来自于其前道工序的衍生物甲烷,是当前化石甲醇生产的重要原料(关于甲醇生产途径,请参阅第 4.1 节)。每个甲醇分子有一个碳原子、四个氢原子,属于最简单的醇类。甲醇具有多个使其适合作为船用燃料的特性。甲醇在常温、常压下是液态,现有船l舶上的油箱经过改造后就可以存储甲醇。甲醇应用的三个主要缺点在于甲醇有毒,能量密度低(约 225 克甲醇才能提供 100 克汽油燃烧时所能提供的能量),并且燃点低(导致火灾和爆炸风险增大)。甲醇是一种广泛制造、使用并运输的化学品。下表列示了甲醇的性质,包括将甲醇作为船用燃料时的优点和缺点。无论以何种方式制造,甲醇

9、都具有相同的性质,这意味着燃烧的机遇和挑战也是相同的。按照制造方法分类时,即通过化石燃料、可再生来源等方式,甲醇有多种不同类型。关于完整列表,请参阅附件 5。按照制造方法分类时,即通过化石燃料、可再生来源等方式,甲醇有多种不同类型。关于完整列表,请参阅附件 5。相对于传统燃油,甲醇的燃烧更为清洁。该燃料中几乎不含硫,因此,燃烧过程中不会产生硫氧化物。颗粒物和碳烟排放也比较低。甲醇比水轻,但仍然可混溶(易溶),因此,一旦发生泄漏,该燃料能够迅速被海水溶解。l 燃点燃点12C(54F)(闭杯,1 大气压)优势和潜力优势和潜力由于其工业用途(但不属于绿色用途),目前的可获得性高常温常压下为液态可混溶

10、于水(可生物降解)排放比现有船用燃料低(以生命周期为基础)法规和市场成熟度生命周期排放潜力挑战和问题挑战和问题腐蚀性:需要特定的储存和搬运安排燃点低、有毒性 需要增加安全系统能量密度比燃油低船上燃烧时会产生温室气体(1 千克甲醇燃烧会产生 1.375 千克二氧化碳),但可以降低排放要达到绿色生产,需要大幅增加产能才能满足潜在需求相对于标准燃油,价格缺乏竞争力甲醇的优点和缺点甲醇的优点和缺点下表简要描述了将甲醇用作船用燃料的益处和挑战。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 6不含硫不含硫(SOx)(SOx)无硫酸盐颗粒密度密度液态:68F/39F(20C/4C)时,0.79 g/cm

11、31 1|引言引言关于完整列表,点击此处查看附件点击此处查看附件性质表性质表可燃性可燃性6%至 36%体积百分比 能量密度对比能量密度对比1,000 立方米船用柴油=2,400 立方米甲醇第 4 章会说明将来供应航运业的主要甲醇生产方法,第 5 章会详细说明各类船上技术的现状。在其出版物零碳燃料监测系统报告中,劳氏船级社海事脱碳中心已经开发出对多种燃料的当前就绪状况进行计量的框架。该框架高度重视新技术的技术就绪水平(TRL),不过,这只是其中一个元素。行业采用某项技术的意愿,还取决于行业的投资就绪水平(IRL),而投资就绪水平标志着一项业务是假定的还是已得到验证。社区就绪水平(CRL)也至关重

12、要,意味着技术和燃料框架是否已达到安全使用并且可被公众接受的程度。TRL 按照一至九级进行评定,而 IRL 和 CRL 则按照一至六级进行评定。劳氏船级社利用监测结果明确能够促进解决方案就绪程度,加快向净零温室气体排放安全、可持续转型的研究、开发和部署项目。通过评估取得的详细信息,揭示了蓝色或绿色甲醇生产、交付和燃烧技术的先进性。不过,投资仍然不足,并且航运及客户对此的接受程度仍然较低。关于 IRL、TRL 和 CRL 水平的定义,请参阅附件 1。1.3甲醇作为船用燃料的就绪状况甲醇作为船用燃料的就绪状况劳氏船级社与行业利益相关者合作,对燃料供应链的不同方面进行了全面评估,覆盖从生产到船上交付

13、,以及用作船上发电燃料的技术。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 71 1|引言引言推进9876543生产987654320 技术技术 投资投资 社区社区1 1|引言引言技术就绪水平(1-9 级)、投资和社区就绪水平(1-6 级)技术就绪水平(1-9 级)、投资和社区就绪水平(1-6 级)可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇技术 投资 社区987654320绿色甲醇绿色甲醇9876543210生物甲醇生物甲醇1 02技术技术社区社区投资投资船上储存和处理船上储存和处理船上储存和处理船上储存和处理船上储存和处理船上储存和处理加

14、注和港口加注和港口加注和港口加注和港口加注和港口加注和港口推进推进推进推进推进生产生产生产生产生产资源资源资源资源资源资源8技术 投资 社区甲醇是易燃物,燃烧时火焰呈透明蓝色,无烟且在白天难以辨认。应远离着火源,包括热源、火花、火焰和灼热表面。容器不使用时,应保持密封。容器应在通风良好的阴凉区域存放。吞咽、吸入或皮肤接触甲醇时,甲醇都有毒性,不过,通过皮肤吸收的过程比吞咽或吸入慢。避免吸入蒸汽或雾气。操作甲醇时,应戴上防化手套,配备适当的个人防护设备。根据具体的活动,可能需要呼吸保护装置。如果吞食,应立即就医。简介简介甲醇具有毒性,因此处理时需要极为谨慎。甲醇能够通过吸入、摄食、皮肤接触或眼睛

15、接触等方式被人体吸收。甲醇污染或接触甲醇对健康的不良影响往往不会立即显现,但可能会是致命的。甲醇燃料还会与强氧化剂发生剧烈反应,从而导致泄漏时的火灾和爆炸的风险增加。2.1第第 2 2 章:章:一般安全性和毒性问题一般安全性和毒性问题甲醇的挥发蒸汽可能比空气重,从而导致蒸汽沿地面扩散,汇集、滞留到通风不良、低洼或密闭区域,如发动机舱的舱底区域。由于甲醇是一种常用化学原料和海运货物,因此,已经有许多安全指南出版物。关于有意在港口上进行甲醇燃料加注的有意向者、船员或加注供应商,也有一些初步的指导说明,包括劳氏船级社的甲醇燃料加注技术参考简介。燃点为 12 12 在空气中的爆炸极限较低,仅为仅为 6

16、%上限为 36%36%可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 9危险和防范指南:危险和防范指南:2 2|安全性安全性易燃健康安全根据国际海事组织关于使用甲醇船舶的要求,燃料舱的油面空间也应使用氮气等气体进行惰化,以便降低爆炸风险,因而船舶可能需要安装惰化系统。考虑到润滑问题,在改装或新造设计中,需要将燃油系统考虑在内。劳氏船级社和全球甲醇行业协会于2020年共同制定了关于甲醇燃料加注过程的健全指南,发布了甲醇燃料加注技术参考介绍。全球甲醇行业协会还定期更新其全球甲醇行业协会安全处理手册(第 4 版)。潜在的甲醇燃料加注供应商、港口和用户还应了解欧洲 CEN 研讨会协议开展的工作。欧洲

17、标准化委员会(CEN)是欧盟认可的负责制定欧洲范围内自愿标准的三个机构之一。甲醇燃料加注研讨会协议是在与劳氏船级社和全球甲醇行业协会等行业参与者合作制定的。具体到内河航运,欧洲内河航运标准起草委员会(CESNI)已经制定内河航运船舶标准(ES-TRIN),版本为 2021/1。此外,BS EN 60079-10-1:2015 涉及到爆炸性气体(第 10-1 部分:区域分类 爆炸性气体)和劳氏船级社的气体燃料船舶规则(IGF 规范和 MSC.1/Circ.1621)具体援引了 IEC 60079-10-1。开发任何新的甲醇燃料加注供应链,都需要谨慎行事并进行全面的风险评估,从而确保所有用户以及加

18、注条件的安全性。上述甲醇燃料加注技术参考可以支持实现加注过程,而国际海事组织于 2020 年发布了面向船舶和加注要求的通告。请参阅:国际海事组织通告(IMO,MSC.1/Circ.1621)关于使用甲醇/乙醇作为燃料的船舶安全临时指南。不过,应注意到,目前尚未制定类似于液化天然气(LNG)加注的 ISO 标准。甲醇在环境温度和压力下为液态。与氨、氢、乙烷、液化石油气和甲烷(天然气)不同,甲醇不需要加压、压缩或低温储存。不过,甲醇具有腐蚀性,因此需要用相容材料建造储罐,或者采用适当的涂层。2.2具体甲醇燃料加注注意事项具体甲醇燃料加注注意事项可替代燃料系列报告之甲醇 可替代燃料系列报告之甲醇 1

19、02|安全性2|安全性劳氏船级社针对使用甲醇/乙醇船舶的要求,在使用气体或低燃点燃料的船舶入级规则和规定的附录 LR1 中予以阐述,其中包含了 MSC.1/Circ.1621。这些要求均遵循了基于风险的方法,基本要求是要证明可以实现与传统燃油系统相当的安全性。基于风险的程序根据劳氏船级社的基于风险认证的 ShipRight 程序(RBC)实施。该程序的依据为国际海事组织的指南,以及劳氏船级社关于严格船舶入级所需要的安全依据的经验。重点在于,该程序具有可扩展性,因而在每个步骤中所需要的工作量,是与所存在的风险相匹配的。11劳氏船级社基于风险的认证程序(适用于新设计、新颖设计及替代设计)劳氏船级社

20、基于风险的认证程序(适用于新设计、新颖设计及替代设计)5 建造和在役评估4最终设计评估2风险评估1设计和安全说明3支持性研究开始开始结束结束2 2|安全性安全性可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 目前,甲醇罐的质量标准正在制定过程中。ISO致力于ISO 6583:船用甲醇燃料操作指南的工作组已经制定了指导意见,最终将于 2024 年发布。国际甲醇生产者和消费者协会(IMPCA)已经制定了一份现有的甲醇规范。IMPCA 还发布了抽样标准草案,以及基于原料和最终用途(燃料、化学品等)确定甲醇的 CO2 足迹/生命周期计算情况的工具。2.3甲醇罐的质量甲醇罐的质量可替代燃料系列报告之甲

21、醇可替代燃料系列报告之甲醇 122 2|安全性安全性航运业在将甲醇作为货物进行运输方面具有丰富的经验。目前,全球范围内关于甲醇运输的监管框架包括MARPOL 附件二(有毒液体物质污染规则)、IBC 规范和 IMDG 规范。关于将甲醇用作燃料,国际海事组织根据 IGF 规范发布了基于目标的方法指南。特别是,临时公告(MSC.l/Circ.1621)提供了关于使用甲醇(甲基醇)作为燃料的船舶安全性临时指南。在欧洲范围内,CEN 研讨会覆盖了加注安全,而劳氏船级社加注要求和船级符号提供了从入级角度考虑的附加指南。燃料质量也包含在 IMPCA 的甲醇参考规范中,目前正在由 ISO 制定(ISO 658

22、3)。甲醇作为甲醇作为燃料燃料国际使用燃气或其他低闪点燃料船舶安全规则(IGF 规范)关于使用甲醇/乙醇作为燃料的船舶安全临时指南(IMO MSC.1/Circ.1621)劳氏船级社:使用燃气或其他低闪点燃料船舶的入级劳氏船级社:符合低闪点燃料要求的船舶船级符号和描述说明,如 LFPF(GF,ML),或具体方面“就绪”说明,如 GR(ML,A)附件 LR1 使用甲醇/乙醇船舶的要求甲醇作为货物甲醇作为货物MARPOL 73/78 附件二 散装有毒液体物质污染规则国际散装运输危险化学品船舶构造和设备规则(IBC 规则)IMDG 规范(第 3 类,B 级,联合国编号 1230)ASTM D-115

23、2/97:甲醇标准规范ISO/AWI 6583:船用甲醇燃料操作指南(未完成)可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 132.4总结总结甲醇作为燃料甲醇作为燃料/甲醇作为货物时的监管框架甲醇作为货物时的监管框架2 2|安全性安全性IMPCA 甲醇参考规范行业标准行业标准第第 3 3 章:章:甲醇的驱动因素甲醇的驱动因素简介简介欧盟和国际海事组织都制定了旨在促进航运业 CO2 减排的规章。其目的是在已经制定的或新近制定的规章之外,通过市场化措施、燃料效率和排放核算要求以及燃料生命周期评估等措施进一步促进清洁燃料的采用率。本章概括说明监管情况的现状以及航运业与甲醇用作船用燃料的联系,从而

24、提供关于燃本章概括说明监管情况的现状以及航运业与甲醇用作船用燃料的联系,从而提供关于燃料接受程度和潜力的观点。料接受程度和潜力的观点。3 3|甲醇的驱动因素甲醇的驱动因素可可替代燃料系列报告之甲醇替代燃料系列报告之甲醇 14到 2050 年为 80%。随后,基于船舶或船队低于或超过业绩目标的范围,以及实现目标所需要的低碳燃料的成本计算处罚和奖励情况。尽管甲醇燃烧时会产生二氧化碳,但绿色甲醇的二氧化碳会在燃料生命周期评估基础上进行计算,因此,绿色和蓝色甲醇都会产生排放效益。除欧盟航运规章和欧盟 ETS 的要求以外,欧盟内部还在制定其他监管文件,能够创建可再生燃料生产框架,并接入陆地电力。欧盟航运

25、规章、欧盟 ETS 和 欧盟 MRV 都是欧盟的区域性“Fit for 55”一揽子方案的组成部分,可能会迅速促进区域性的脱碳进程。其他正在考虑排放权交易机制的地区包括中国、美国和英国。这些区域性机制一旦制定完毕,结合欧盟的 Fit for 55 一揽子方案,能够覆盖绝大部分的全球交易地区。不过,各个地区的计划可能都不尽相同,因而会导致航运业出现关于全球脱碳方法的碎片化。0 2020 年 1 月 1 日 2021 年 1 月 1 日 2022 年 1 月 1 日 2023 年 1 月 1 日可替代燃料系列报告之甲醇 可替代燃料系列报告之甲醇 153.1监管和生命周期分析监管和生命周期分析区域性

26、规章区域性规章欧盟通过其排放交易计划(ETS)和欧盟航运规章(FuelEU Maritime Regulation)提出了需求侧和供给侧温室气体排放措施。自2025年起,根据欧盟的监测、报告与核查(MRV)系统在2024年报告的船舶二氧化碳(CO2)排放量(吨位 5000GT)也将纳入区域性 ETS 中。在 ETS 范围内的船舶将需要购买欧盟碳配额(EUA),以覆盖其进出欧盟、挪威和冰岛(EEA)港口和非EEA港口的温室气体排放量的一半,以及EEA内部航行和在EEA港口停泊时的所有排放量。到2015 年,2024年内在航线上以及在停靠时产生的 CO2 排放中,将有 40%被纳入 ETS,到20

27、27年时,将提高到 100%。在自2027年起就CO2购买欧盟碳配额以外,自2026年起,MRV还会要求报告船舶的 CH4(甲烷)和N2O(一氧化二氮)排放量,并按照与CO2 100%相当的比例购买欧盟碳配额。另一个机制是欧盟航运规章,将于2025年生效。该规章确定了降低船舶所使用能量的年平均温室气体强度的目标(或者船队的目标)。所要求的温室气体强度降幅由较小的幅度开始,即2025年为2%(与2020年基准相比),到2030年为 6%,2035年为14.5%,3|甲醇的驱动因素3|甲醇的驱动因素资料来源:资料来源:https:/ember-climate.org/data/data-tools

28、/carbon-price-viewer欧洲碳价欧洲碳价国际规章国际规章关于国际层面的 CO2 排放控制,国际海事组织的规章已经生效,到目前为止,重点关注的是燃料效率。在巴黎气候协定于 2015 年签署之后,国际海事组织于 2018 年就初步温室气体策略达成了一致,概括说明了旨在降低航运业排放的路径,其重点在于降低船舶的 CO2 排放。目标是将全球变暖控制在较工业化之前的全球温度上涨 1.5 摄氏度之内。由该项初步策略引发了多项短期措施,包括现有船舶能源效率水平(EEXI)、增强船舶能源效率管理计划(SEEMP)以及碳强度指标(CII)。生命周期分析生命周期分析在国际讨论

29、中,考虑了燃料的生命周期分析。甲醇是一种碳氢化合物,因此在燃烧时会产生 CO2。绿色甲醇如果要在未来航运业中占有一席之地,则计算船舶排放量的方法就要以全生命周期(well-to-wake)为基础,而不是以从船端排放(tank-to-wake)为基础。在全生命周期计算中,燃料原料(包括用于甲醇的 CO2)、生产过程以及相关运输(所谓的“燃料途径”)的温室气体强度全都要考虑在内。船端排放评估的是船上与燃料使用有关的 CO2、CH4 和N2O 排放强度,以及所有相关的散逸排放。国际海事组织的 MEPC 80 小组通过了关于船用燃料生命周期分析的指南(LCA 指南)。预计国际海事组织将来关于航运业温室

30、气体减排的立法,会使用指南中关于每种燃料的全生命周期排放因素和船端排放因素,以及能源转换情况。国 际 海 事 组 织 海 洋 环 境 保 护 委 员 会(MEPC 80)近期通过了修订后的增强战略,旨在于 2050 年或前后实现净零 CO2 排放。在实现最终目标的过程中,有多个标志性检查点相对于 2008 年水平,到 2030 年将碳强度降低 20%,争取达到 30%,到 2040 年降低 70%,争取达到 80%。其中也包含关于低碳或零碳燃料采用率的目标,即到 2030 年至少达到 5%,争取达到 10%。不过,仍然有一些要素需要在未来 23 年内才能解决,如采取哪些中期措施以降低航运业碳排

31、放,其中包含经济因素和技术因素,但有关详情仍然有待协商并最终确定。国际海事组织已经通过了燃料生命周期分析指南(LCA 指南),无论前述中期措施约定采用何种形式,该指南都能对中期措施提供支持。还有一些工作尚待完成其中许多工作涉及到 2023 年的温室气体策略尚没有与巴黎气候协定所确定的 1.5 摄氏度目标保持一致。目前,已经制定了将在 2028 年策略新版本的时间表,届时,该策略将与上述目标保持一致。生命周期分析指南以及监管机构的实施方式,决定了在任何市场化措施中如何对待每种具体燃料,因此会对船东的投资决定产生重大影响。对于生物燃料,可能需要获得由 ISSC 或 RSB 等经认可的国际标准出具的

32、可持续燃料认证。可替代燃料系列报告之甲醇 可替代燃料系列报告之甲醇 163|甲醇的驱动因素3|甲醇的驱动因素有大量证据表明人们对甲醇燃料船舶的兴趣日益浓厚。根据Clarksons 报告(2023 年 6 月),有 29 艘甲醇船舶正在运营,并且有 112 艘已下订单,同时有 3 艘甲醇燃料预留船舶正在运营,并且有 128 艘已下订单。新造船舶将在 2023 年至 2028 年间交付,并且船舶数量在日益增长,定期会宣布新的订单。2023 年 3 月,MAN 称其正在就 120 艘新造甲醇发动机订单进行洽谈,其中 80 艘已经签署合同,并且补充称,今年的甲醇双燃料二冲程发动机订单数超过了类似的液化

33、天然气双燃料发动机订单数。订单簿中还包括 50 艘甲醇燃料预留订单或多种燃料预留订单。这些正在建造的船舶会在交付时使用传统燃料,但其设计中包含了一定程度的准备工作,可以最终转换为甲醇燃料。其中有 4 艘船舶是在中国订购的,前 3 艘会在第 4 艘的新造甲醇发动机完成时进行改装以适应甲醇燃料。3.2船舶经营人的需求和兴趣船舶经营人的需求和兴趣可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 173 3|甲醇的驱动因素甲醇的驱动因素按行业列示的甲醇燃料预留订单数按行业列示的甲醇燃料预留订单数散货船(3%)油轮(19%)滚装船和汽车运输船(11%)其他(11%)近海船(11%)邮轮和客船(3%)按行

34、业列示的甲醇燃料可用订单数按行业列示的甲醇燃料可用订单数散货船(2%)滚装船和汽车运输船(3%)集装箱船(57%)其他(6%)近海船(4%)邮轮和客船(3%)甲醇燃料新造船舶信息更新甲醇燃料新造船舶信息更新 甲醇燃料船舶预测甲醇燃料船舶预测 场景(资料来源:Clarksons,2023 年 6 月)F=预测Clarksons 的预测表明甲醇燃料可用和甲醇燃料预留订单大幅增长。2022 年,甲醇仅占订单数的 3%(以 GT 计,为 7%)。到 2030 年,这一比例会接近 20%,即多达 1,200 艘船舶。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 181,4001,2001,00080

35、060040020003 3|甲醇的驱动因素甲醇的驱动因素2017 2019 2021 2023F 2025F 2027F 2029F集装箱船(42%)油轮(25%)3.3技术经济技术经济驱动因素驱动因素尽管制造成本和经济性很难估计,不过,在考虑两种选择时,即对船舶进行甲醇/双燃料改造,还是订购在交付时或在交付后不久即可以使用甲醇燃料的新造船舶,仍然有多个因素可供船东和经营人考虑。新造船舶的价值说明新造船舶的价值说明建造一艘甲醇燃料预留/可用船舶是一项商业决策,其中客户投资绿色供应链资产的能力和意愿、碳定价和绿色甲醇燃料的价格等运营支出和收入因素都会影响初始资本投资决策。资本支出决策涉及到船厂

36、利用率、发动机和机械管理成本,以及相关的船上燃料基础设施决策。因此,船东采用了对冲性方案,即订购能够适应不同准备阶段的灵活设计的船舶,以此在当前的资本投资与任何后续改装成本之间寻求平衡。行业现状显示,二冲程甲醇双燃料发动机的价格比当前的既有双燃料液化天然气发动机高 10%,而四冲程发动机则价格相当。甲醇燃料预留情况甲醇燃料预留情况可以确定的是,无论是在区域层面还是国际层面,都会对航运业温室气体减排的规章达成一致约定,但不确定的是如何满足这些规章的要求。目前正在考虑新造船舶订单的船东知道他们需要的是在数十年后仍然具有商业吸引力的船舶,但不知道哪些决策才是正确决策。目前的一种解决方案是设计具有燃料

37、准备标识的船舶,可以在某种燃料具有可行性时,在造船过程中通过一定的资本支出为船舶做好某种燃料的准备。船东和船厂可以针对一种以上的燃料类型,选择采用阶段性的方法简化准备工作,或者在新造阶段就进行更多的投资,从而降低后续改装时的时间和成本。改装的价值说明改装的价值说明尽管新造船舶订单可以根据设计进行建造,但考虑最终甲醇燃料的使用情况,改装的难度更低、成本效益更高,因此,近期投入运营的船舶在建造时大多没有考虑改装设施。此类船舶需要发动机大修投资,通常需要拆卸并改造整个发动机、补充燃料系统以及安全措施,并且需要对一个或多个原有燃料罐进行改装,以便存储甲醇燃料。成本包括发动机改造、管道、燃料系统、燃料罐

38、涂装以及设计、规划和干船坞成本。有迹象表明,管理成本中大部分是发动机和燃料系统成本,可能会达到船舶价值的 10%至 25%。有意进行改造的船东还需要考虑改装设施或新装发动机对氮氧化物排放产生的影响。193 3|甲醇的驱动因素甲醇的驱动因素可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇COCO2 2 税税年份年份TCO生物甲醇电制甲醇(含 CCU)VLSFO(极低硫含量燃油)新造船舶和改装船舶的经济性建模新造船舶和改装船舶的经济性建模对船舶整个生命周期的资本支出和运营支出进行建模的难度非常大。考虑到船舶尺寸、用途和运营情况在任何计算中发挥的作用,以及甲醇价格和碳价格预期,无法进行简单的概括。从

39、改装角度来说,考虑到并非所有发动机都需要一台同等试验发动机确保其满足国际海事组织的排放测试要求,因此,对改造发动机的成本需要进行审慎的评估。甲醇价格完全取决于绿色电力、氢能和生物质原料的价格。如果价格足够低,就可以缩小与燃油、汽油和柴油之间的差异,不过,碳价或碳信用可能有助于进一步提高甲醇的竞争力。近期一项关于总船舶拥有成本的近期一项关于总船舶拥有成本的 TCO TCO 评估(丹麦技术大学,评估(丹麦技术大学,20222022 年)显示,配备年)显示,配备 50MW 50MW 发动机的发动机的 15,000 TEU15,000 TEU 集装箱船的情况如下:集装箱船的情况如下:可替代燃料系列报告

40、之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 20百万欧元/年TCO百万欧元/年TCO百万欧元/年3 3|甲醇的驱动因素甲醇的驱动因素25202099203094203097300202074043959393在选择新造船舶或进行船舶改造以便将甲醇用作替代燃料时,船东和经营人需要考虑多种不同的场景和变量。以下示例仅仅是其中部分经济考量因素的简要说明。该船舶是一艘船龄为 10 年的 2,500 TEU 集装箱支线船舶,在北欧地区运营,目前的燃料为低硫燃油或柴油,日耗油量为 33 公吨。船舶的平均运营天数为 325 天,假定使用寿命为 25 年。对于此案例研究,该船舶的 100%交易寿命都

41、在欧洲 ETS 范围内,相关成本会不断增长。总成本假设(不含转换成本)涉及到 2026 年、2030 年和 2040 年,清楚地表明绿色甲醇的生产成本,以及其他全球性或区域性碳定价机制的应用,会对结果产生重大影响。请注意,表格中采用了关于成本及其他行业发展情况的不确定性假设,仅供参考。3.4总拥有成本案例研究总拥有成本案例研究燃料费 FuelEU CO2 税 EU ETS CO2 税 全球 CO2 税$-$5,000,000$10,000,000$15,000,000$20,000,000$25,000,000可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 21在欧洲交易的在欧洲交易的 2,

42、500 TEU 2,500 TEU 集装箱船进行甲醇转型的相关运集装箱船进行甲醇转型的相关运营燃料成本营燃料成本3 3|甲醇的驱动因素甲醇的驱动因素(关于前述假设的更多详情,请查阅本报告末尾处的附件)202620302040目前,利用煤炭或天然气作为原料,通过合成气体生产的甲醇满足了目前的许多需求(棕色甲醇和灰色甲醇)。根据目前尚未在国际层面决定的 CO2 生命周期核算情况,甲醇要成功用作船用燃料,需要以适当的成本生产出产量足够的蓝色甲醇和绿色甲醇(见附件 5 中的定义)。本章概括说明未来数年内蓝色甲醇和绿色甲醇的生产方法和预期供应情况。尽管标准甲醇、生物甲醇和电制甲醇(棕色、灰色、蓝色和绿色

43、)的化学性质相同,但其生产途径以及生产途径的核实情况,将成为甲醇作为净零船用燃料被接受的决定性因素。此外,要使绿色甲醇成为所有行业脱碳的促进因素,航运业与道路运输和化工业之间存在竞争。从这个角度来说,绿色甲醇和蓝色甲醇的价格、碳价以及燃料可获得性将成为影响燃料供应的决定性因素。目前甲醇生产的生命周期排放量为每年 3 亿吨 CO2。在过去十年中,产量近乎翻了一番2019 年达到了 9,800 万吨(其中,中国通过煤炭生产的产量大幅增加)。预计 2025 年将增至 1.20 亿吨,2050 年增加到每年 5 亿吨。因此,如果生产途径不排除化石燃料的话,5 亿吨甲醇将产生 15 亿吨 CO2。202

44、1 年,可再生甲醇的产量仅有 20 万吨。4.1第第 4 4 章:章:甲醇生产和供应甲醇生产和供应简介简介甲醇成功用作船用燃料,取决于由电解和/或生物资源实现的可再生生产情况。全球甲醇行业协会目前正在追踪 80 多个生产项目,估计到 2027 年,可再生甲醇的年产量将超过 800 万吨。本章概括说明未来数年内蓝色甲醇和绿色甲醇的生产方法和预期供本章概括说明未来数年内蓝色甲醇和绿色甲醇的生产方法和预期供应情况。应情况。4 4|甲醇生产和供应甲醇生产和供应可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇22当前工业甲醇生产情况当前工业甲醇生产情况就工业规模来说,目前甲醇主要通过天然气进行生产,即利

45、用蒸汽进行气体改性,然后将得到的合成气体混合物进行转化、蒸馏,从而得到纯甲醇。目前,各种颜色的甲醇总产量超过了每年 1.10 亿吨,其中大多数用于化工和石油工业,以及消费品的生产。有关甲醇生产途径的更多信息,请查阅全球甲醇行业协会网站。4.2生产途径生产途径低碳强度不可再生可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 23可再生高碳强度4 4|甲醇生产和供应甲醇生产和供应H H2 2绿色氢能甲醇生产途径甲醇生产途径 (来自来自 IRENA/MI IRENA/MI)可再生 COCO2 2不可再生气化/改性H H2 2蓝色氢能可再生电力电解天然气合成气体煤炭合成气体生物质合成气体气化改性碳捕集

46、和碳封存(CCS)COCO2 2可再生COCO2 2不可再生CHCH3 3OHOH棕色甲醇CHCH OHOH3 3灰色甲醇CHCH3 3OHOH蓝色甲醇CHCH3 3OHOH绿色甲醇生物甲醇电制甲醇生物电制甲醇生物甲醇生产生物甲醇生产生物甲醇(绿色甲醇)采用生物质原料进行生产(林业和农业废弃物及副产品,如纸浆和造纸业的黑液、废弃物填埋场的沼气、污水及市政固体废弃物)。由于产量较低,因此,只能对生产成本进行估计。生物原料的成本(生物质原料的成本介于 0 至 17 美元/千焦之间)、投资成本以及转化效率都具有重要作用。据 IRENA 估计,2021 年,生物甲醇的成本介于每吨 320 美元至 77

47、0 美元之间,但通过工艺改良,如果原料价格低于 6 美元/千焦,成本可降至每吨 220 美元至 560 美元之间。在靠近纸浆/造纸、市政废弃物源的地区生产甲醇时,有助于简化生产流程,提高整体规模经济效应。最终的甲醇燃料加注价格取决于原料价格、氢能成本以及电力成本。电解、工厂投资等生产商的额外资本成本,以及后续的运输成本,也需要考虑在内。电制甲醇电制甲醇生产生产电制甲醇(绿色或蓝色甲醇)通过将捕集的 CO2 与来自于可再生电力的氢气相结合获得。CO2 可以来自于工业碳捕集,包括生物质能碳捕集与封存(BECCS)和直接空气捕集(DAC)。氢气可通过两种方式生产,即利用可再生电力将水电解为氧气和氢气

48、(绿色氢气),或者通过天然气或煤炭改性,在此过程中产生的 CO2 会被捕获(蓝色氢气)。电制甲醇的成本主要取决于绿色电力的成本、氢能成本、基础设施以及资本投资。据 IRENA 估计,如果 CO2 来自于 BECCS,且 CO2 成本为每吨 10 美元至 50 美元,则目前电制甲醇的生产成本为 800 美元至 1600 美元之间(如果 CO2 来自于 DAC,则每吨甲醇成本将介于 1200 美元至 2400 美元之间)。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 244 4|甲醇生产和供应甲醇生产和供应中国(18)德国(8)荷兰(5)瑞典(4)智利(3)美国(8)西班牙(3)挪威(2)其他

49、其他比利时(2)巴西(1)法国(1)印度(1)丹麦(11)芬兰(2)加拿大(5)意大利(1)其他其他冰岛(2)日本(1)4 4|甲醇生产和供应甲醇生产和供应根据全球甲醇行业协会的统计,全球绿色甲醇生产项目的数量在不断增加。该协会目前正在追踪 90 个项目,预计上线后(到 2027 年),每年可生产近 900 万吨甲醇。尽管上述产量不会完全用于航运,但有部分项目是专门针对航运用途的。有关目前正在开发中的甲醇生产厂的详细清单,请查阅本报告的附件,其中的数据来自于全球甲醇行业协会。按国家列示的绿色甲醇生产项目按国家列示的绿色甲醇生产项目项目所处的运营阶段各不相同资料来源:资料来源:全球甲醇行业协会可

50、替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇1 1825产品计数产品计数 甲醇价格的潜在趋势甲醇价格的潜在趋势尽管超低硫燃油的价格为每吨 600 美元,但船用汽油的价格约为每吨 876 美元,而燃油(IFO380)的价格为每吨 465 美元。考虑各种燃料的能量密度差异(甲醇的能量密度为 x2.4),在缺少鼓励采用甲醇的价格机制的情况下,甲醇价格不利于甲醇被用作船用燃料。绿色甲醇的生产成本仍然存在不确定性。尽管在建生产工厂的数量有所增加,但目前正在运营且大量生产甲醇的工厂非常少。右侧表格仅突出显示了生产成本的预测区间,为生产厂商提供了经济建模。考虑到灰色和棕色甲醇用户将来很可能会寻求蓝色和绿色

51、甲醇替代品,因此,在部分新建可再生甲醇项目投入运营之前,成本和可获得性的市场压力将始终存在不确定性。灰色甲醇的价格因地区(亚洲、美国和欧洲)而异,有现货市场价格和远期合约之分(见下表)。2023 年 2 月,现货市场上的价格区间为每吨 327 美元至 366 美元。该价格为交易价格,预计由于较为稀缺,绿色和蓝色甲醇的价格会更高。此外,在港口和码头处进行清洁甲醇燃料加注时,甲醇燃料加注基础设施的成本会导致费用有所增加。据估计,绿色甲醇的初始供应价格为每吨 1,000 美元左右。当前生产成本当前生产成本成熟生产成本成熟生产成本24002200200006

52、004002000可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 26CO2 碳信用为 50 美元/吨,可以将可再生甲醇生产降低约 80 美元/吨38208845534554.3燃料价格燃料价格注:注:MeOH=甲醇成本。成本中不含可能获得的任何碳信用。当前化石甲醇成本和价格来自于 2020 年的煤炭和天然气原料。本图中采用的汇率为 1 美元=0.9 欧元4 4|甲醇生产和供应甲醇生产和供应当前生产成本当前生产成本成熟生产成本成熟生产成本生物甲醇和电制甲醇的当前及未来生产成本生物甲醇和电制甲醇的当前及未来生产成本资料来源:资料来源:IRENA(&MI)创新展望:可再生甲

53、醇(2021 年)当前化石甲醇价当前化石甲醇价格格当前化石甲醇成当前化石甲醇成本本电制甲醇电制甲醇 CO CO2 2 来自于合成可再来自于合成可再生来源生来源生物甲醇原料成本生物甲醇原料成本 6 6 美元美元/千焦千焦生物甲醇原料成本生物甲醇原料成本 6-15 6-15 美美元元/千焦千焦电制甲醇电制甲醇 CO CO2 2 完全完全来自于来自于 DAC DAC美元美元/吨吨6302502272380303277642727甲醇 NEA/SEA MMSA 合约净额交易参考加权平均价格 美元/公吨甲醇中国 MMSA 现货平均 CFR 中国主要港口 美元/公吨甲醇美国 MMSA

54、 接触指数 FOB USGC 美元/公吨甲醇美国 MMSA 现货驳船加权平均 FOB USGC 美元/公吨甲醇欧洲 MMSA 接触 FOB 鹿特丹 T2 美元/公吨甲醇欧洲 MMSA 现货平均 FOB 鹿特丹 T2 美元/公吨4 4|甲醇生产和供应甲醇生产和供应数据来源:https:/www.methanol.org/methanol-price-supply-demand800700600500400300200100全球甲醇价格对比全球甲醇价格对比可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇2022 年 8 月2021 年 8 月2020 年 8 月2022 年 4 月2021 年 4

55、 月2020 年 4 月2023 年 2 月2022 年 2 月2021 年 2 月2020 年 2 月2022 年 6 月2021 年 6 月2020 年 6 月2022 年 12 月2022 年 10 月2021 年 12 月2020 年 12 月2021 年 10 月2020 年 10 月4 4|甲醇生产和供应甲醇生产和供应4.4产量预测产量预测(来自于(来自于 2021 2021 年全球海事论坛)年全球海事论坛)随着马士基航运公司订购一系列甲醇双燃料船舶,该公司于 2021 年发布了其自身需要的甲醇需求预测。据该公司估计,到 2024 年,该公司将需要 300,000 吨绿色甲醇。如果

56、马士基整个船队均由甲醇提供动力,则其将需要约 200 万吨绿色甲醇。绿色甲醇年产量(千吨)绿色甲醇年产量(千吨)20.000可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 2828302021 年全球总产量102023 年第一艘船舶的需求附录附录 4 4:马士基甲醇需求预测资料来源:资料来源:马士基(2021 年)整个马士基船队(如果全部使用甲醇)2024 年底的需求30060 x10 x第第 5 5 章:章:技术就绪技术就绪简介简介由于甲醇在常温常压下为液态,将甲醇作为燃料供应船用发动机的过程与传统燃料相似,但需要注意第 2 章中所描述的特有安全问题。要实现相同的燃料能量密度,发动机需要的

57、甲醇量约为柴油量的 2.4 倍,这意味着需要提高甲醇存储容量才能实现与现有推力相当的能量。发动机制造商的多种船用发动机开发工作已经到了后期阶段,包括面向出于合规和降低排放的原因而考虑此途径的船东而推出的转换包。此外,技术公司正在开发能够在质子交换膜(PEM)燃料电池中使用甲醇产生氢气的舰上系统。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 295 5|技术就绪技术就绪目前,所有主要发动机制造商都有能够将甲醇作为燃料的二冲程和四冲程内燃发动机。所有发动机均为双燃料发动机,能够将船用柴油、船用汽油或燃油用作燃料。前述发动机均需要将引燃油注入到发动机缸体中,并用甲醇引燃。MAN ES、Wrtsi

58、l 和 WinGD 供应了大多数二冲程和中速四冲程发动机型号,已配备到大多数商船上。三家公司都制定了为了满足未来燃料需求而开发自身发动机组合的路线图。二冲程发动机二冲程发动机MAN ES 的 MAN B&W ME-LGIM 双燃料甲醇发动机已经取得了多份订单,主要来自于已经决定向甲醇燃料转型的集装箱船所有者。该公司的上述发动机已经配备到 20 艘在役船舶上,包括多艘可以将其货物用作燃料的甲醇船舶,不过,其每艘船舶配备一台发动机的新造船舶订单已达到 90 艘(截至 2023 年 5 月)。订单主要来自于集装箱班轮经营人,如马士基航运公司、现代、达飞集团和中远海运。船舶是根据韩国、日本和中国发动机

59、制造商的许可制造的。瑞士发动机设计公司 WinGD 已公告了其从中国获得的首批二冲程甲醇双燃料订单。值得注意的是,关于一项用于四艘集装箱船的 90 缸发动机,该公司会与船厂和当地发动机制造商协作,采用标准双燃料发动机制造前三台发动机,并使用甲醇燃料设计直接建造该船队中的第四艘船舶。因此,WinGD 会同时打造将会在新造船队的前三艘中应用的改装程序,并提供给市场上正在考虑进行甲醇转型的船舶经营人。MAN ES 也在开发改装计划,以便将其二冲程 MAN B&W ME-C 发动机改装为使用甲醇进行双燃料运行。该公司表示,其正在设计为全面双燃料准备的 ME-C 发动机,不仅可以进行甲醇改装,还可以针对

60、多款其他替代燃料进行改装。值得注意的是,甲醇燃料二冲程双燃料发动机需要引燃油才能点燃,根据发动机类型和负荷,占燃料组合中的 5%至 10%。引燃油可能会是船用柴油或汽油。5.1船用发动机和改装船用发动机和改装可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 305 5|技术就绪技术就绪MANMAN ESES(ME-LGIM,已投入服务)WIN GD WIN GD(开发中)由劳氏船级社评级的 Stena Germanica 号船舶是具有甲醇燃料能力的首个改装项目。最初,这艘在 2001 年制造的船舶上,四台 Wrtsil ZS40 发动机中的一台被改装成了双燃料发动机,可以使用甲醇、船用柴油或汽

61、油运行。随后不久,余下三台发动机也被改装成了甲醇双燃料发动机。本次改造项目得到了欧盟的资助。据全球甲醇行业协会(及 FCBI)表示,改造成本高达 1,300 万欧元,项目总成本为 2,200 万欧元,包括岸上甲醇储罐、加注船以及试点项目工作,包括安全评估、规则规章落实等。据估计,后续改装成本可降低 30%至 40%。自改造以来的 8 年里,劳氏船级社和船舶经营人获得了关于双燃料船舶运行维护和性能监测的宝贵实践经验。目前,Stena Line 已经与瓦锡兰(Wrtsil)签约,对其他渡船进行双燃料改造,但数量未公开(2023 年 6 月)。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 315

62、 5|技术就绪技术就绪5 5|技术就绪技术就绪 四冲程发动机四冲程发动机 可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 32 瓦锡兰目前拥有改造后的四冲程 32 缸设计,而现代公司则拥有 HiMSEN 甲醇 H32DF-LM。截至 2023 年 3 月底,现代公司称已获得 74 台四冲程 HiMSEN 甲醇发动机的订单。现代公司采用柴油循环,具有电子控制、共轨、燃料注入等功能。首批 HiMSEN 发动机会安装到两艘马士基甲醇双燃料船舶上:六缸款会安装到 2,100 TEU 船舶上,九缸款会安装到更大的 16,200 TEU 船舶上。HiMSEN 发动机采用甲醇燃料时,需要混合约 10%的引

63、燃油(MDO/MGO)。该等发动机也可以使用燃油。对于四冲程市场,MAN ES 仍然在开发用于新造船舶和船舶改造的甲醇注入技术,其中会先推出改造方案。该方案正在根据订单进行测试,根据该订单,一台 48/60(480 mm 缸体,600 mm 冲程)四冲程发动机会改造为 510 mm 缸体发动机,进而成为该公司最先进的发动机设计之一,即 51/60 DF 发动机。51/60 双燃料发动机尺寸很可能会成为 MAN ES 面向新造船舶提供的首款四冲程设计。该公司认为,四冲程改造的重点是客船和滚装船(滚装客运)市场,首批改造对象为 2025 年试点项目下的两艘巡洋船和 2026 年的一艘滚装船。这些发

64、动机使用甲醇燃料时,也需要将柴油或燃油作为引燃油。MAN ES 表示,根据其计算情况,根据发动机的负荷以及采用喷嘴燃油注入(PFI)技术的优化甲醇柴油共享的使用情况,引燃油在混合燃料中的比例将介于 1%至 3%之间。现代公司 HiMSEN 发动机在最佳发动机负荷下的比例约为 10%。MAN ES 正在研究甲醇燃料发动机能否采用火花塞设计,从而避免使用任何引燃燃料。除 MAN ES、现代 HiMSEN、WinGD 和瓦锡兰以外,其他发动机制造商也在开发能够使用甲醇燃料的解决方案,包括英比利时公司(ABC)、卡特彼勒、中国船舶 工 业 集 团 公 司(与 沪 东 重 机 合 作)、罗 尔 斯-罗

65、伊 斯 船 舶 制 造、ScandiNAOOS/Nordhaven Power Solutions。现代 HiMSEN瓦锡兰 W32改造挑战和氮氧化物排放改造挑战和氮氧化物排放对任何船舶进行新燃料改造,都需要与修船厂密切协作,并取得作业规划和落实能力。此外,还需要针对燃料罐尺寸,就船舶、安全系统和发动机作好规划。关于燃料罐的要求可能会导致燃料罐空间减少。船舶经营人务必要了解船舶未来的操作概况,这种操作概况的燃料需求,以及所需要的罐体容量。经营人还需要确保了解排放情况,包括 CII 计算情况和氮氧化物排放量。重大发动机改造(更换)可能会导致船舶需要满足氮氧化物三级标准,进而需要实施额外的氮氧化物

66、减排技术。任何重大发动机改造都需要获得新的氮氧化物排放认证。大多数发动机制造商还会生产氮氧化物减排技术,如选择性催化减排系统或废气再循环系统。其他技术涉及到向甲醇中加水,以此降低氮氧化物排放量。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 335 5|技术就绪技术就绪甲醇可以直接用于直接甲醇燃料电池(DMFC),属于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的一个子类别。不过,相对于氢能 PEMFC,其效率和功率密度则要低得多。该解决方案正在开发之中,可以在船舶上高效地将甲醇转化为氢气,同时产生副产品 CO2,并将氢气注入到燃料电池中产生电力。在船舶上采用燃料电池技术的安全考虑因素与船用燃气发动机相

67、似,包含通风要求、双层管道、燃气泄漏以及火灾检测。有关船上燃料电池的安全性和功能要求的更多信息,请查阅劳氏船级社的船舶入级规则和规章第 5 部分第 26 章“燃料电池动力装置”。不过,燃料电池组有明确的使用寿命,需要在运行一定小时数后予以更换。预计需要完成的其他维护工作包括冷却剂更换,定期检查并根据需要更换燃气检测传感器。在运行中,燃料电池的加速时间通常比发动机慢。例如,在需要迅速、剧烈改变推力的船舶上,燃料电池的响应速度可能无法满足负荷需求。因此,燃料电池通常与船用电池安装在一起,由船用电池满足任何峰值负荷,而用燃料电池提高功率输出以满足需求。有关船用燃料电池的更多信息,设计阶段的考量因素,

68、以及安装要求,请参阅劳氏船级社的船舶燃料电池安装指导说明。燃料电池燃料电池由于能够稳定地产生高效的绿色电力,因此,燃料电池被越来越多人视为航运业若干用途的可选方案。燃料电池在小型船舶上的应用一直在不断增加,如沿海渡船、近海船舶以及部分短途航运和内河航道船舶。相对于内燃发动机,燃料电池的运动部件少、维护需求低,运营成本可能较低,需要的人工干预少,有助于提高自动化程度,因而获得了许多青睐。5.2燃料电池和转燃料电池和转化器化器可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 345 5|技术就绪技术就绪e1 Marine e1 Marine 和和 RIX RIX 技术等公司正在研究船用重整器技术。

69、技术等公司正在研究船用重整器技术。目前已经在拖船等小型船舶上实施了试点项目和首批使用案目前已经在拖船等小型船舶上实施了试点项目和首批使用案例。例。如上文所述,目前正在研究对技术进行航海化改造,从而将甲醇转化为氢气,将氢气用于 PEM 燃料电池。这种方案之所以被视为可能适合部分船舶的途径,有多个主要因素。能源能够以液态形式存储,即绿色甲醇,不需要类似于液化天然气、氨气或氢气等存储方式所需要的占用宝贵空间的专用存储方式。燃料电池还可以用作直接电源或者辅助发动机/发电机组。重整器需要电源,但会产生 CO2、一氧化碳和氢气。CO2 会作为废气排放出去或者被捕获,而氢气则会用于燃料电池。安全顾虑涉及到前

70、述三种气体中任一气体会发生的泄漏。船上转换器船上转换器/重整器:甲醇制氢重整器:甲醇制氢可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 35C5 5|技术就绪技术就绪 甲醇和水 重整器 富氢重整气 甲醇重整工艺甲醇重整工艺HHHHHH个 二氧化碳OCHHHOOOHHHOOOOOOHHOHHOCHHHOHOH H氧气电解液水 阴极阳极甲醇具有腐蚀性,因此不能用船上的常规(燃油、汽油或柴油)燃料罐存放。储罐需要采用不锈钢材质或带有涂层的碳钢。涂层需要是经过验证的涂层,如甲醇货船的货舱中使用的涂层。以上配置应适合甲醇、油面空间中的甲醇蒸汽以及所需要的惰性系统。如果尚未计划用于其他用途,则需要安装惰

71、性气体系统。如果船舶设计中包含隔离舱,并且有通风、气体检测和安全通道,则燃料罐需要隔离舱。还需要配备溢流罐。溢流罐可以位于甲板下方。5.3燃料罐和其他燃料系统燃料罐和其他燃料系统 燃料阀机构:用于控制甲醇供应和清洗。设置在危险区内 甲醇高压泵:针对高压燃料发动机,设定最高压力为 300 bar甲醇燃料船舶所需要的其他燃料相关的技术包括:甲醇燃料船舶所需要的其他燃料相关的技术包括:可能的氮气或其他惰性气体产生装置,用作泄漏保护 发动机舱内高压部件的双层管道可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 36 甲醇管道的通风 甲醇监测系统和报警器5 5|技术就绪技术就绪液态燃料供应可选方案液态燃

72、料供应可选方案要将燃料由储罐供应到发动机处,需要专用的甲醇燃料供应管路和泵。这些是市场上的关键系统,一般认为已经是成熟的系统。G.W.G.W.可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 37低压换热器F F 低压低压混合罐5 5|技术就绪技术就绪CSSC CSSC 上海船用柴油机研究所上海船用柴油机研究所Alfa Laval Alfa Laval 燃料监测模块燃料监测模块(FCM)(FCM)脱气和排水口脱气和排水系统循环泵高压换热器脱气和排水脱气和排水脱气和排水脱气和排水脱气和排水G.W.循环系统高压G.W.排气罐N2N2 管道管道复式过滤器G.W.G.W.流量表F.W.F.W.供给泵过

73、滤器G.W.G.W.PPP甲醇燃料阀组来自供给罐的甲醇可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 385 5|技术就绪技术就绪甲醇低压泵单元密封和控制油泵单元甲醇燃料泵单元瓦锡兰瓦锡兰 甲醇甲醇 PAC PAC3214可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 391 1 甲醇供给泵2 2 低压换热器4 4 甲醇循环泵5 5 高压换热器655 5|技术就绪技术就绪GasLink GasLink 甲醇燃料供应系统甲醇燃料供应系统6 6 配备 DBB 的复式过滤器3 3 混合罐SunRuiSunRuiFVT关于资本投资的决策,需要以市场形势和船舶需求为基础,其中包括租船协议和燃料成本。

74、对于建造经济寿命长达 30 年的船舶来说,设计参数的灵活性至关重要。确保新造船舶合同具有灵活性并且适用于未来的燃料转化需求是非常重要的,正因如此,才推出了“气体就绪”标识。此类标识有助于船东作出资本投资决策,因此能够简化未来的改装决策。在下达订单时,可以要求船舶具有燃料灵活性,并且在设计时考虑到针对多种未来燃料中的一种进行改造的可选方案。这种描述性的说明,可以表示劳氏船级社已批准概念设计和/或安装设施,而船旗国政府可能会接受或不接受使用有毒燃料或上述概念设计。关于气体就绪的描述性标识以 GR 字样开始,带有适用的燃料标识 ML(甲醇)、AM(氨气)或 NG(液化天然气),后面带有表示具体批准和

75、/或安装方面的后缀。A 概念批准。燃料系统的设计原则上已获得批准S 用于支撑燃料罐的增强结构性加固装置T 已安装的燃料罐P 已安装的管道资本支出资本支出5.4就绪状态标识就绪状态标识E 已安装的设备和机械M/E 主发动机 A/E 辅助锅炉锅炉焚化炉燃料电池发电机对于希望下达新造船舶订单同时降低未来燃料选择相关风险的船东,劳氏船级社的对于希望下达新造船舶订单同时降低未来燃料选择相关风险的船东,劳氏船级社的“气体气体就绪标识就绪标识”易于理解易于理解。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 40工程系统工程系统管道安排管道安排通过表示下列含义的以下字符,可以灵活地表示气体燃料就绪状态:通

76、过表示下列含义的以下字符,可以灵活地表示气体燃料就绪状态:5 5|技术就绪技术就绪S T P EGRGR合格就绪状态结构安排结构安排概念批准概念批准M M/E/EA A/E/E锅炉锅炉焚化炉焚化炉燃料罐燃料罐A在商业航运正在考虑的未来燃料中,甲醇的独特之处在于其既被视为成熟燃料,又被视为新的候选燃料。尽管有些船舶已多年使用甲醇,但要成为可行的环保解决方案,目前的燃料生产需要向可再生甲醇而非化石甲醇转变。将甲醇用作燃料的技术是可行的,在许多场景下都可以实现并且是成熟的。所有发动机制造商都已经开发出或者很快会开发出双燃料发动机型号,无论是二冲程还是四冲程,亦无论是采用柴油循环还是奥托循环。甲醇的能

77、量密度低于当前的柴油和燃油,能量密度比为 1:2.25。因此,按吨数计,船舶消耗的甲醇将达到燃油消耗量的近 2.5 倍。由于甲醇在常温常压下为液态,因此,所需要的燃料罐规范极低,但安全性和健康安排仍然至关重要。由于已经有了将甲醇作为货物进行运输的经验,并且在过去十年中有将甲醇用作燃料的经验,因此,已经存在书面的安全加注指南,并且可能会形成国际性的安全要求。目前也存在关于新造船舶和改装设计的入级规章,可确保甲醇动力船舶满足既有的安全要求。如关于技术就绪的章节所述,发动机设计正在迅速走向成熟,而随着越来越多的发动机投入运行,船级社、发动机制造商以及设计公司和修船厂也在积累重要的维护经验。不出意料,

78、关于甲醇向燃料迈进的进一步发展,最大的问题涉及到价格、可获得性和碳核算。考虑到绿色甲醇产量较低以及目前的订单情况,关于航运业实际需要的燃料数量,能否获得绿色认证以确保在生命周期评估基础上进行温室气体核算,都需要进行推测。劳氏船级社会持续地密切跟进这些议题,并在将来对本指南进行更新时予以阐述。劳氏船级社会持续地密切跟进这些议题,并在将来对本指南进行更新时予以阐述。第第 6 6 章章总结和结论总结和结论可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 416 6|总结总结安全性安全性 国际海事组织关于使用甲醇/乙醇作为燃料的船舶安全临时指南 甲醇的健康风险:美国国家职业安全卫生研究所(NIOSH)

79、全球甲醇行业协会:甲醇安全处理手册关于甲醇燃料加注流程的欧洲标准化委员会(CEN)研讨会协议(CWA)(可下载 PDF)IAPH 清洁船用燃料工作组门户阿姆斯特丹港/DNV 关于不同清洁燃料的安全性研究:加注船验证方案Safetytech Accelerator 和劳氏船级社海事脱碳中心就绿色燃料保证建立合伙企业-Safetytech AcceleratorISO 标准 AW I 6583:船用甲醇燃料操作指南国际甲醇生产者和消费者协会规范 https:/www.impca.eu/IMPCA/Methanol技术技术 Fraunhofer:通过甲醇取得氢气:经优化重整器能源与燃烧科学进展:作为

80、内燃机燃料的甲醇欧洲技术和创新平台:甲醇世界港口可持续发展计划(WPSP):甲醇作为燃料国际能源署(IEA):IEA 关于发热值的数据工作美国能源部:燃料性质对比MAN ES 甲醇双燃料发动机技术规范劳氏船级社净零就绪框架绿色甲醇供应绿色甲醇供应 康奈尔大学,2021 年:蓝色氢气有多环保?全球甲醇行业协会:可再生甲醇世界港口可持续发展计划(WPSP):关于替代燃料船舶的港口就绪状况(PRL-AFS)全球甲醇行业协会预计可再生甲醇产量将会增长全球甲醇行业协会成员亚洲甲醇市场服务公司关于全球供需和定价数据的评估(2020 年 1 月至 2023 年 1 月)Insight briefing:作为

81、可扩展零排放燃料的甲醇-零排放联盟/全球海事论坛,Insight Briefing 20217.1第第 7 7 章章其他资源和附件其他资源和附件可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 427 7|其他资源和附件其他资源和附件链接和其他资源链接和其他资源水平水平 技术就绪水平技术就绪水平(TRL)(TRL)1 理念 观察到的基本原理2 概念 制定的技术概念3 可行性 首次评估可行性概念和技术4 验证 在测试环境中对整合式原型进行验证5 原型 在使用环境中进行原型测试6 产品 量产前产品7 试点 小规模试生产8 市场投放 在全面测试、验证并合格后开展制造工作9 市场增长 生产和产品进入全

82、面运营附件附件 1 1:技术、投资和社区就绪水平及:技术、投资和社区就绪水平及定义定义本报告中使用了三种就绪水平:技术、投资和社区。所有水平都有评定表,其中 TRL 按照一至九级进行评定,而 CRL 和 IRL 则按照一至六级进行评定。技术就绪情况技术就绪情况技术就绪水平表示从概念阶段到准备好投入航运应用,所研究解决方案的成熟度。其基础是由 NASA 及其他机构使用的既有模型,采用九级量表。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 437.2附件附件7 7|其他资源和附件其他资源和附件挑战测试验证试点规划经验证的解决方案确定问题及预期社会就绪程度、可能解决方案的形成以及潜在影响与相关利

83、益相关方协作对拟议解决方案进行初步测试由领域内的相关利益相关方对拟议解决方案进行验证在相关环境中,与相关利益相关方协作展示解决方案,以便取得关于潜在影响的初步反馈完成并审核可供社会采用的拟议解决方案和计划在相关环境中验证过的实际项目解决方案投资投资就绪水平就绪水平(I IRL)RL)1 理念 假设性商业建议2 试验 小规模商业试验3 扩大 商业规模扩大4 采用 多种商业应用5 增长 市场竞争推进广泛发展6 可盈利资产 可盈利资产类别有关劳氏船级社采用的就绪水平的更多详情,请查阅有关劳氏船级社采用的就绪水平的更多详情,请查阅劳氏船级社海事脱碳中心劳氏船级社海事脱碳中心的零碳燃的零碳燃料监测系统报

84、告。料监测系统报告。投资就绪情况投资就绪情况投资就绪水平表示海事解决方案从初始商业理念到可靠财务投资的商业成熟度。该水平涉及到取得商业成功所需要的所有参数,以澳大利亚可再生能源署(ARENA)的工作为基础。所采用的六级量表概括了解决方案的商业状态,由市场上的可用证据予以确定。社区就绪情况社区就绪情况社区就绪水平指某一航运解决方案的社会成熟度,从人员和组织的接受程度和采用情况考虑。计量范围为从社会挑战到广泛采用。CRL 以 ARENA 和丹麦创新基金的工作为基础,采用六级量表。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 447 7|其他资源和附件其他资源和附件社区就绪水平社区就绪水平(CR

85、L)(CRL)123456原料原料回收 CO2热解塑料沼气 质量平衡法生物质/MSW水电解产生的生物 CO2 和 H2沼气注入MSW水电解产生的 CO2 和 H2水电解产生的改性 CO2 和 H2公司公司Celanese,Mitsui&Co New Hope Energy Orsted,MaerskMethanexTrans World EnergyEuropean Energy,Maersk Air CompanyOCI*PromanPerstorpLiquid Wind国家国家美国美国美国美国美国美国美国美国特立尼达和多巴哥瑞典瑞典产能(吨产能(吨/年)年)8000055000030000

86、0030000040020000020000050000启动年份启动年份20222026202520220202020252024产品产品电制甲醇生物甲醇 电制甲醇 生物甲醇 生物甲醇 电制甲醇 电制甲醇 生物甲醇 生物甲醇 电制甲醇 电制甲醇附件附件 2 2:绿色甲醇生产项目表:绿色甲醇生产项目表 (来自全球甲醇行业协会来自全球甲醇行业协会)可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 457 7|其他资源和附件其他资源和附件*资料来源:资料来源:OCI原料原料黑液生物质MSW水电解产生的 CO2 和 H2水电解产生的 CO2 和 H2 水电解

87、产生的生物 CO2 和 H2水电解产生的生物 CO2 和 H2水电解产生的 CO2 和 H2硅铁厂产生的 CO2 和水电解产生的 H2(水电)生物废料、生物 CO2 和 H2公司公司SdraVrmlandsMetanolEnerkemIberdrola and ForesaIberdrola and ForesaEarth and Wire,Enertrag,24 SolutionsAir Liquide,PTT Exploration&Production,YTL PowerSaya,Kenoil,Maersk,YTL PowerSayaProman and Global Energy Gr

88、oupCRI,Finnfjord,and StatkraftGlocal Green AS产能(吨产能(吨/年)年)52500120,0005000020000启动年份启动年份20227202620272024202620252024产品产品生物甲醇生物甲醇生物甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇生物甲醇国家国家瑞典瑞典西班牙西班牙西班牙南非新加坡苏格兰挪威挪威可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 467 7|其他资源和附件其他资源和附件原料原料硅铁厂产生的 CO2 和水电解产生

89、的 H2(水电)生物废料、生物 CO2 和 H2MSW水电解产生的 CO2 和 H2沼气不可回收废物MSW牛粪废弃物产生的 CO2 和 H2 MSW水电解产生的 CO2 和 H2公司公司Swiss Liquid Future/ThyssenkruppGlocal Green ASLowLands MethanolNouryon,Gasunie,BioMCN,Hinicio,McPhy,DeNoraOCI/BioMCNGidara EnergyGidara EnergyOsaka University,Air Water Hokkaido,and Iwata ChizakiAlia Serviz

90、i AmbientaliENINTPC产能(吨产能(吨/年)年)800000750090000500020产品产品电制甲醇生物甲醇生物甲醇电制甲醇生物甲醇生物甲醇生物甲醇生物甲醇电制甲醇生物甲醇电制甲醇启动年份启动年份2027202520232026202020242024202420272024国家国家挪威挪威荷兰荷兰荷兰荷兰荷兰日本意大利意大利印度可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 477 7|其他资源和附件其他资源和附件原料原料生物质/MSW水电解产生的生物 CO2 和 H2硅厂产生的 CO2水电解产生的地热

91、 CO2 和 H2水电解产生的 CO2 和 H2水电解产生的 CO2 和 H2水泥厂产生的 CO2 和水电解产生的 H2(风能)第二代原材料和废弃物水电解产生的 CO2 和 H2沼气产生的 CO2 和水电解产生的 H2公司公司Municipal Corporation ofGurugram(MCG)NTPC Renewable Energy,GACLPCC,SE,LandsvirkjunCRIZAStDowEDF Germany,Holcim Germany,OGE,rsted,Raffinerie Heide,Stadtwerke Heide,Thyssenkrupp Industrial

92、Solutions and ThgaBASFTotalEnergies,Sunfire,andFraunhofer Center for Chemical-Biotechnological Processes CBPHy2Gen产品产品生物甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇生物甲醇电制甲醇电制甲醇国家国家印度印度冰岛冰岛德国德国德国德国德国德国产能(吨产能(吨/年)年)402700040006000200000可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 482002020257 7|其他资源和附件其他资源和附件启动年份启动年份202361000水电

93、解产生的 CO2 和 H2水泥厂产生的 CO2 和水电解产生的 H2通过牛皮纸浆化工艺取得的精制、提纯粗甲醇黑液秸秆水电解产生的 CO2 和 H2沼气厂产生的 CO2 和水电解产生的 H2水电解产生的 CO2 和 H2水电解产生的 CO2 和 H2公司公司Apex Energy Teterow GmbH and East Energy Verwaltungs GmbHWacker Chemie and LindeVycat and HynamicsVeolia,MetsaVeolia and Mets FibreVordingborg Biofuel ApSEuropean EnergyReI

94、ntegrateEuropean EnergyEuropean Energy产能(吨产能(吨/年)年)800000000320002000启动年份启动年份2027202420252024202420242027202320252027产品产品生物甲醇电制甲醇电制甲醇生物甲醇生物甲醇生物甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇国家国家德国德国法国芬兰芬兰丹麦丹麦丹麦丹麦丹麦可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 497 7|其他资源和附件其他资源和附件原料原料原料原料水电解产生的 CO2 和 H2水电解产生的 CO2 和 H

95、2水电解产生的 CO2 和 H2电解水电解产生的 CO2 和 H2电解和沼气厂产生的 CO2林业废弃物可再生能源和碳捕集公司公司rsted,SAS,CopenhagenAirports,A.P.Moller Maersk,DFDS and DSV,with Nel,Haldor Topse and Everfuelrsted,SAS,CopenhagenAirports,A.P.Moller Maersk,DFDS and DSV,with Nel,Haldor Topse and Everfuelrsted,SAS,CopenhagenAirports,A.P.Moller Maersk,D

96、FDS and DSV,with Nel,Haldor Topse and EverfuelEuropean EnergyCiPEuropean Energy山西佳新申能产能(吨产能(吨/年)年)750007500020030000400001000启动年份启动年份20352027202620252027202320252024产品产品电制甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇生物甲醇电制甲醇国家国家丹麦丹麦丹麦丹麦丹麦丹麦中国中国可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 507 7|其他资源和附件其他资源和附件原料原料生物质和MSW可再生能源和碳捕集水电解

97、产生的 CO2 和 H2副产品氢和碳捕集水电解产生的 CO2 和 H2PDH 产生的副产品氢+碳捕集水电解产生的 CO2 和 H2(PV)可再生能源和碳捕集 可再生能源和碳捕集可再生能源和碳捕集公司公司上海绿色科技中国石化中煤能源化工股份有限公司鲁西化工CRI和江苏帆船石化CRI 和江苏帆船大连化学物理研究所国家电力投资集团中煤国家能源集团产能(吨产能(吨/年)年)5000005000000000100000启动年份启动年份2024202420272024202320252020202420242024产品产品生物甲醇电制甲醇电

98、制甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇国家国家中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 517 7|其他资源和附件其他资源和附件原料原料副产品氢和碳捕集生物质绿色 H2 和 CO2农业残留物水、风能和从空气中捕获的 CO2 水、风能和从空气中捕获的 CO2 水电解产生的 DAC CO2 和 H2(风能)不可再生的城市固体废弃物MSW水电解产生的 CO2 和 H2(水电)公司公司中海石油化学股份有限公司中集安瑞科,马士基马士基,GTB马士基,德博Siemens,Porshe,HIFSiemens,Porshe,HIFAnde

99、s Mining and Energy(Commercial)Proman,Shell,Suncor,Enerkem,Hydro-QuebecEnerkemRenewable Hydrogen Canada (RH2C)产能(吨产能(吨/年)年)50005000050000200000476000650030000500000启动年份启动年份2020202420242024202620222024202520142027产品产品电制甲醇生物甲醇生物甲醇生物甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇电制甲醇生物甲醇电制甲醇国家国家中国中国中国中国智利智利智利加拿大加拿大加拿大可替代燃料系

100、列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 527 7|其他资源和附件其他资源和附件公司公司Renewable Hydrogen Canada (RH2C)Alberta PacificWasteFuel,MaerskProman,North Sea Port,POMOost-Vlaanderen,Oiltanking,Fluxys,Engie,ArcelorMittal,Alco Bio Fuel,PMV,Mitsubishi PowerENGIE,Fluxys,Indaver,INOVYN,Oiltanking,Port of Antwerp,PMVVTTABEL and Thyssenkrup

101、p水电解产生的工业 CO2 和 H2(风能)水电解产生的 CO2 和 H2黑液Biogenic 水电解产生的 CO2 和 H2产能(吨产能(吨/年)年)0000440008000265000200000原料原料水电解产生的 CO2 和 H2(水电)黑液启动年份启动年份2025202020242024202320272025产品产品电制甲醇生物甲醇生物甲醇电制甲醇电制甲醇生物甲醇电制甲醇国家国家加拿大加拿大巴西比利时比利时奥地利澳大利亚可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 537 7|其他资源和附件其他资源和附件附件附件 3 3:用于提升行业认知和接受度的部分甲

102、醇用于提升行业认知和接受度的部分甲醇相关项目相关项目过去十年中,部分项目促进了行业认知的提升,打造了甲醇路线图,使得船东能够下达订单,港口和其他基础设施运营方能够建造所需要的绿色加注供应链。Stena Germanica Stena Germanica 请参阅请参阅第第 31 31 页页的嵌入框的嵌入框 Fastwater Fastwater(劳氏船级社与全球甲醇行业协会)由欧洲视野 2020 计划予以资助:https:/www.fastwater.eu EffshipEffship,2009 年至 2013 年: GreenpilotvGreenpilotv,旨在将领航交通艇改造为使用甲醇作

103、为燃料的瑞典项目。该项目的目的是展示甲醇作为小型船舶燃料的价值,是 Summeth 项目的延续。SPIRETH SPIRETH(劳氏船级社),2014 年:https:/www.nordicenergy.org/wp-content/uploads/2012/03/Poster_ SPIRETH.pdf 协作协作,由 ScandiNAOS AB 发起,目的是在船上(Stena Scanrail)和试验台上测试作为燃料的甲醇和二甲醚(DME),以及如何在船上进行处理。后者作为制定船上高易燃性燃料规则的参考信息。参与者:ScandiNaos、SSPA、Stena、Haldor Topsoe、劳氏船

104、级社、Wartsila、Methanex。LeanShips LeanShips(劳氏船级社),2019 年:https:/www.leanships-project.eu/demo-cases/demo-case-05/overview MethaShipMethaShip SUMMETHSUMMETH,于 2017 年结束:http:/可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 547 7|其他资源和附件其他资源和附件就绪标准就绪标准说明说明能够在所有运行模式下,就所有船上能量进行加注和运行能够在大多数运行模式下实现主推进系统加注和运行主推进系统能够使用范围内的燃料部分关键部件已安装

105、完毕,但尚未调试高等级化石燃料船舶或用于转化的详细设计主发动机经过改造后可以使用范围内燃料的化石燃料船舶无改造可能标准标准能力能力所有必要设备均已安装并调试完毕所有必要设备均已安装并调试完毕最低要求针对范围内的燃料进行发动机改造燃料储罐已就位无附加要求附加要求能力适用于船上所有能源 不能使用化石燃料为动力能力适用于主推进系统能力适用于主推进系统能力适用于主推进系统可提供针对主发动机的改造包无备注备注可以接受引燃油 可以接受双/多燃料详细设计优先采用高级设计提供可用于转化的理想成本测算将会成为常态,因为双发动机或多发动机会成为默认配置附件附件 4 4:净零就绪框架净零就绪框架船东需要自行决定其脱

106、碳历程。决策依据为其自身的经济建模,以及对就绪状态和市场形势进行的评估。本框架(有关详情,可查阅劳氏船级社白皮书:净零就绪框架)有助于船东将此过程进行标准化。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 557 7|其他资源和附件其他资源和附件12345-有准备转化接近净零温室气体船舶转化设计转化潜力仅化石燃料低温室气体船舶名称名称甲醇颜色甲醇颜色其他名称其他名称ng-甲醇再生甲醇、生物甲醇和电制甲醇红色聚焦于生产的定义聚焦于生产的定义使用煤炭作为原料,被视为排放量最高的生产途径。通过化石资源(通常是煤或天然气)生产,但会实施碳捕集和碳封存(CCS),总体 CO2 排放大幅减少。与上文“黑

107、色”相同-两个术语可以互换。在生产中采用了可持续电力(通常是风电或太阳能发电),以实现尽量减少CO2排放。考虑到真正的环保,生产中应通过使用生物质或采用直接空气捕获(DAC)技术实现负碳排放。生产可再生甲醇的最常用方法是使用氢气(通过水电解产生)和 CO2(通过 DAC 产生),随后采用甲醇合成方法实现二者的结合。生物甲醇通常使用纤维原料(生物质)生产,如农业废弃物和副产品。电制甲醇通常使用二氧化碳(采用直接空气捕获(DAC)技术直接从环境空气中提取)和绿色氢气生产。CO2 排放不受控制。通常使用化石燃料作为原材料进行生产。通常会使用天然气生产合成气体,随后采用费托工艺生产甲醇。利用核能生产。

108、与绿色甲醇相同,但使用的是来自全国性电网的电力。黑色蓝色棕色绿色灰色粉色黄色可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 567 7|其他资源和附件其他资源和附件附件附件 5 5:甲醇类型表:甲醇类型表可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 5757年份年份 2026 2030 2040年 MGO 消耗量(mt)10,298.01 514.90 514.90 年 MGO 成本(美元)10,246,519.32 576,627.39 774,938.99 甲醇采用率(%)0%95%95%年甲醇消耗量(mt)_ 20,991.90 20,991.90 年甲醇成本(美元)18,472,

109、869.35 12,175,300.25 总燃料费(美元)总燃料费(美元)10,246,519.32 19,049,496.74 12,950,239.24 年 CO2当量吨重(mt)年 CO2当量吨重(mt)FuelEU COFuelEU CO2 2 税(美元)税(美元)EU ETSEU ETS COCO2 2 税(美元)税(美元)全球全球 CO CO2 2 税(美元)税(美元)总 CO2 税(美元)总燃料费+CO2 税(美元)附件附件 6 6:用于评估甲醇转换成本的数据假设:用于评估甲醇转换成本的数据假设总拥有成本案例研究总拥有成本案例研究202633,015.4239,347.4656,

110、496.093,598,680.57-3,655,176.6613,901,695.9820401,650.771,967.37-330,154.18165,077.09 495,231.2713,445,470.5120301,650.771,967.37-214,600.22165,077.09 379,677.3119,429,174.047 7|其他资源和附件其他资源和附件年份年份年 MGO 消耗量(mt)年 MGO 成本(美元)甲醇采用率甲醇采用率(%)(%)年甲醇消耗量年甲醇消耗量(mt)(mt)年甲醇成本(美元)年甲醇成本(美元)总燃料费(美元)劳氏集团有限公司及其子公司和关联方

111、,以及前述各项各自的管理人员、员工或代理人,在本条中单独并统称为“劳氏船级社”。对于因依赖本文档中的或者以任何方式提供的信息或意见而导致的任何损失、损害或费用,除所述人员已经与相关劳氏船级社实体就提供所述信息或意见签署过合同以外,劳氏船级社均不承担责任,亦不向任何该等人士负责,并且任何义务或责任均应完全以前述合同中所规定的条款和条件为准。除现行立法准许的以外,未经版权所有者事先准许,不得以任何方式或采用任何手段对本文档的任何部分进行影印、在检索系统中存储、出版、公开表演、改编、广播、传播、记录或复制。如有疑问,应发送至劳氏船级社,地址为 71 Fenchurch Street,London,EC3M 4BS。劳氏集团有限公司,2023 年。可替代燃料系列报告可替代燃料系列报告了解更多了解更多核能核能核能核能碳捕集碳捕集氢氢氨氨液化天然气液化天然气生物燃料生物燃料电电甲醇甲醇

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