尋找清潔替代能源已成為船用發動機發展的重要研究方向之一。甲醇是清潔能源之一，世界主要船用發動機廠商已在該領域開展了與之相關的研究及應用。日前，瑞典船舶管理公司Marinvest公司旗下首批以甲醇雙燃料ME-LGI（液態氣體注入甲醇）發動機為動力的2艘船舶均通過了10000小時運行試驗。同時，該公司還宣布其ME-LGI組合的船隊已依靠甲醇累計運行50000小時。
據了解，這兩艘甲醇運輸船由Waterfront Shipping公司按定期租船協約管理，在全球范圍內運營。曼恩能源解決方案（MAN Energy Solutions）銷售和推廣經理René Sejer Laursen說：“當引入甲醇作為二沖程船用燃料時，我們遇到了一些常見問題，包括因甲醇具有潛在的腐蝕性而要解決內襯潤滑問題。然而，累計運行50000小時后積累的服務經驗已經解決了所有這些問題，ME-LGI發動機現在運行平穩，未發生任何維護問題，且顯示出了比燃油更高的效率。”由此可見，甲醇發動機技術已日趨成熟。
研發技術日益成熟
隨著2020年“限硫令”生效期的日益臨近、國際海事組織（IMO）關于二氧化碳總排放量2050年減少50%的法規帶來的壓力驟增，以及日益嚴苛的環保法規的出臺，人們逐漸提高了環保意識，有的國家對進入其港口的船舶排放提出了更高的要求。為降低有害物質的排放，船用發動機廠商紛紛探索研發如液化天然氣（LNG）、氫能、甲醇為替代燃料的新型船用發動機。
自2000年以后，世界主要船用發動機廠商相繼研發了以LNG為燃料的雙燃料發動機，如MAN ME-GI系列、瓦錫蘭DF系列等。隨著LNG雙燃料發動機的實船應用不斷增多，LNG動力船舶也從內河流域的小型、短途船舶擴展至大型遠洋船舶。2017年，中國船舶工業集團有限公司與法國達飛輪船簽署了9艘22000TEU超大型集裝箱船建造合同。該批箱船采用中船集團全資WinGD公司研發的全球最大缸徑雙燃料主機。這是LNG燃料推進系統在大型集裝箱船上的首次應用，具有開創性意義。
為進一步優化雙燃料二沖程發動機產品，2011～2012年，曼柴油機與透平公司（MDT）推出了ME-LGI雙燃料發動機技術，使低速柴油機能燃用甲醇和液化石油氣（LPG）等燃料。據了解，ME-LGI技術是對ME-GI技術的補充。ME-LGI 雙燃料發動機特別設計了增壓燃料噴射閥，因此可以配套采用低壓燃油—氣體供應系統，有利于降低設備費用、提高可靠性。2016年，Waterfront Shipping公司租用了7艘裝備ME-LGI發動機的50000噸甲醇運輸船，該型船被認為是全球首批采用甲醇發動機的運輸船。2018年2月，Waterfront Shipping公司宣布，將再租用4艘計劃于2019年交付的甲醇運輸船，其動力系統仍是能夠以甲醇為燃料的ME-LGI雙燃料發動機。當時Waterfront Shipping公司總裁Paul Hexter表示，自2016年以來，7艘甲醇運輸船一直安全可靠地運營。這一成功經驗使得該公司再次租用4艘新船，使其船隊中以甲醇為燃料的船舶的占比增加到40%。“甲醇系”新船如約而至，8月16日，現代尾浦為Waterfront Shipping公司建造的兩艘49000噸甲醇雙燃料化學品船被命名為——“Mari Couva”號和“Mari Kokako”號，采用了MAN ME-LGI雙燃料發動機的第二代產品。
8月16日，甲醇雙燃料化學品船“Mari Couva”號和“Mari Kokako”號在現代尾浦命名。／資料圖來自Marinvest
探索技術與應用的最佳路徑
目前，大型遠洋船舶主要是使用重油，含硫量較高。與此同時，內河船舶正積極探索電能、氫能等燃料。甲醇作為替代燃料最大優勢是能夠減少有害氣體和二氧化碳氣體的排放， 滿足國際防止船舶造成污染公約（MARPOL）的要求。然而，如果要將甲醇作為船用燃料，其部分特性也應得到關注。從存儲空間上看，相對于重油，甲醇的熱值較低、密度較小，因此需要設計更大的艙室空間用于存儲甲醇燃料。從安全性上看，甲醇的閃點約為12攝氏度，明顯不符合船用燃油閃點不低于60攝氏度的要求，這意味著，與傳統燃油相比，甲醇燃料更加易燃，較難滿足相關海事安全法規要求。不僅如此，甲醇相對而言毒性更大，在船舶使用甲醇作為燃料時需要對燃料的存儲和供給環節進行特殊封閉性設計，保證使用的安全。不過，業內人士認為，以上因素都可以通過技術手段進行控制，總的來看，甲醇作為船舶發動機的清潔替代燃料是有著光明的前景的。
6月26日，“甲醇汽車 甲醇燃料電池 甲醇燃料應用技術交流會”在貴州省貴陽市召開，原機械工業部部長何光遠、工業和信息化部節能與綜合利用司巡視員李力在會上強調，發展甲醇汽車符合我國國情，有利于充分發揮我國煤炭資源優勢，對實現能源多元化、改善能源結構、保障能源安全意義重大。工信部在甲醇汽車應用試點方面開展的工作，無疑會讓業界對船用甲醇發動機充滿期待。
梳理近兩年工信部關于甲醇燃料的材料不難發現，其在推動甲醇燃料作為車用動力試點方面開展了較多工作，甲醇汽車及其推廣受到了較大的支持。然而，在甲醇作為船用燃料方面，卻少有筆墨。“船舶和汽車的實際情況不同，船舶行業生產方式、銷售模式等特性決定了其無法開展大規模的新能源動力試驗。”業內人士說，“常見的清潔替代燃料主要包括LNG、氫能、甲醇、生物燃料等，甲醇只是船用燃料的選擇方案之一，工信部不會將其單獨考慮，而會將清潔燃料這一大類別開展統籌探索。”
上述人士認為，像業界推廣多年的LNG及雙燃料發動機，目前因為加注設施、成本等問題仍未實現大范圍應用，尤其在遠洋船舶應用更是寥寥無幾。與早已涉水的LNG“老大哥”相比，甲醇燃料更像是“新生兒”，其在船舶上的應用也面臨許多困境和不確定性。燃料來源、基礎配套設施、經濟性、法律法規的不完善都將是擋在包括甲醇在內的清潔替代燃料前面的四座大山。甲醇發動機作為新的選擇方向，從理論上及技術上是可行的，但要實現實船大規模應用，仍然有很長的路要走。
“船舶行業是競爭性行業，如果僅僅依靠政府或者外部作用推廣某一新產品是很難的，一旦扶持中止，新產品能走多遠會存疑。因此，還是需要注重市場的積極性，激發內生動力。這就需要各個部門協調推進，探索技術角度與推廣使用的最佳路徑。”他補充說。
