寻找清洁替代能源已成为船用发动机发展的重要研究方向之一。甲醇是清洁能源之一，世界主要船用发动机厂商已在该领域开展了与之相关的研究及应用。日前，瑞典船舶管理公司Marinvest公司旗下首批以甲醇双燃料ME-LGI（液态气体注入甲醇）发动机为动力的2艘船舶均通过了10000小时运行试验。同时，该公司还宣布其ME-LGI组合的船队已依靠甲醇累计运行50000小时。
据了解，这两艘甲醇运输船由Waterfront Shipping公司按定期租船协约管理，在全球范围内运营。曼恩能源解决方案（MAN Energy Solutions）销售和推广经理René Sejer Laursen说：“当引入甲醇作为二冲程船用燃料时，我们遇到了一些常见问题，包括因甲醇具有潜在的腐蚀性而要解决内衬润滑问题。然而，累计运行50000小时后积累的服务经验已经解决了所有这些问题，ME-LGI发动机现在运行平稳，未发生任何维护问题，且显示出了比燃油更高的效率。”由此可见，甲醇发动机技术已日趋成熟。
研发技术日益成熟
随着2020年“限硫令”生效期的日益临近、国际海事组织（IMO）关于二氧化碳总排放量2050年减少50%的法规带来的压力骤增，以及日益严苛的环保法规的出台，人们逐渐提高了环保意识，有的国家对进入其港口的船舶排放提出了更高的要求。为降低有害物质的排放，船用发动机厂商纷纷探索研发如液化天然气（LNG）、氢能、甲醇为替代燃料的新型船用发动机。
自2000年以后，世界主要船用发动机厂商相继研发了以LNG为燃料的双燃料发动机，如MAN ME-GI系列、瓦锡兰DF系列等。随着LNG双燃料发动机的实船应用不断增多，LNG动力船舶也从内河流域的小型、短途船舶扩展至大型远洋船舶。2017年，中国船舶工业集团有限公司与法国达飞轮船签署了9艘22000TEU超大型集装箱船建造合同。该批箱船采用中船集团全资WinGD公司研发的全球最大缸径双燃料主机。这是LNG燃料推进系统在大型集装箱船上的首次应用，具有开创性意义。
为进一步优化双燃料二冲程发动机产品，2011～2012年，曼柴油机与透平公司（MDT）推出了ME-LGI双燃料发动机技术，使低速柴油机能燃用甲醇和液化石油气（LPG）等燃料。据了解，ME-LGI技术是对ME-GI技术的补充。ME-LGI 双燃料发动机特别设计了增压燃料喷射阀，因此可以配套采用低压燃油—气体供应系统，有利于降低设备费用、提高可靠性。2016年，Waterfront Shipping公司租用了7艘装备ME-LGI发动机的50000吨甲醇运输船，该型船被认为是全球首批采用甲醇发动机的运输船。2018年2月，Waterfront Shipping公司宣布，将再租用4艘计划于2019年交付的甲醇运输船，其动力系统仍是能够以甲醇为燃料的ME-LGI双燃料发动机。当时Waterfront Shipping公司总裁Paul Hexter表示，自2016年以来，7艘甲醇运输船一直安全可靠地运营。这一成功经验使得该公司再次租用4艘新船，使其船队中以甲醇为燃料的船舶的占比增加到40%。“甲醇系”新船如约而至，8月16日，现代尾浦为Waterfront Shipping公司建造的两艘49000吨甲醇双燃料化学品船被命名为——“Mari Couva”号和“Mari Kokako”号，采用了MAN ME-LGI双燃料发动机的第二代产品。
8月16日，甲醇双燃料化学品船“Mari Couva”号和“Mari Kokako”号在现代尾浦命名。／资料图来自Marinvest
探索技术与应用的最佳路径
目前，大型远洋船舶主要是使用重油，含硫量较高。与此同时，内河船舶正积极探索电能、氢能等燃料。甲醇作为替代燃料最大优势是能够减少有害气体和二氧化碳气体的排放， 满足国际防止船舶造成污染公约（MARPOL）的要求。然而，如果要将甲醇作为船用燃料，其部分特性也应得到关注。从存储空间上看，相对于重油，甲醇的热值较低、密度较小，因此需要设计更大的舱室空间用于存储甲醇燃料。从安全性上看，甲醇的闪点约为12摄氏度，明显不符合船用燃油闪点不低于60摄氏度的要求，这意味着，与传统燃油相比，甲醇燃料更加易燃，较难满足相关海事安全法规要求。不仅如此，甲醇相对而言毒性更大，在船舶使用甲醇作为燃料时需要对燃料的存储和供给环节进行特殊封闭性设计，保证使用的安全。不过，业内人士认为，以上因素都可以通过技术手段进行控制，总的来看，甲醇作为船舶发动机的清洁替代燃料是有着光明的前景的。
6月26日，“甲醇汽车 甲醇燃料电池 甲醇燃料应用技术交流会”在贵州省贵阳市召开，原机械工业部部长何光远、工业和信息化部节能与综合利用司巡视员李力在会上强调，发展甲醇汽车符合我国国情，有利于充分发挥我国煤炭资源优势，对实现能源多元化、改善能源结构、保障能源安全意义重大。工信部在甲醇汽车应用试点方面开展的工作，无疑会让业界对船用甲醇发动机充满期待。
梳理近两年工信部关于甲醇燃料的材料不难发现，其在推动甲醇燃料作为车用动力试点方面开展了较多工作，甲醇汽车及其推广受到了较大的支持。然而，在甲醇作为船用燃料方面，却少有笔墨。“船舶和汽车的实际情况不同，船舶行业生产方式、销售模式等特性决定了其无法开展大规模的新能源动力试验。”业内人士说，“常见的清洁替代燃料主要包括LNG、氢能、甲醇、生物燃料等，甲醇只是船用燃料的选择方案之一，工信部不会将其单独考虑，而会将清洁燃料这一大类别开展统筹探索。”
上述人士认为，像业界推广多年的LNG及双燃料发动机，目前因为加注设施、成本等问题仍未实现大范围应用，尤其在远洋船舶应用更是寥寥无几。与早已涉水的LNG“老大哥”相比，甲醇燃料更像是“新生儿”，其在船舶上的应用也面临许多困境和不确定性。燃料来源、基础配套设施、经济性、法律法规的不完善都将是挡在包括甲醇在内的清洁替代燃料前面的四座大山。甲醇发动机作为新的选择方向，从理论上及技术上是可行的，但要实现实船大规模应用，仍然有很长的路要走。
“船舶行业是竞争性行业，如果仅仅依靠政府或者外部作用推广某一新产品是很难的，一旦扶持中止，新产品能走多远会存疑。因此，还是需要注重市场的积极性，激发内生动力。这就需要各个部门协调推进，探索技术角度与推广使用的最佳路径。”他补充说。
