瓦錫蘭集團正在開發一系列史無前例的發動機和燃料氣供應系統，以幫助船東們無論他們選擇哪種燃料航行，都能減少溫室氣體的排放。

隨著航運業尋求大幅度減少排放，它將使用哪些燃料來實現這一目標還遠未明朗。100年來，海運燃料市場幾乎完全由石油主導。現在，一種多樣的潛在清潔燃料正在出現。

許多新燃料的可行性取決于能否在未來10到20年內克服許多挑戰。但航運業脫碳雄心的緊迫性——特別是國際海事組織到2050年將溫室氣體排放總量至少減少一半的目標——意味著沒有時間等待理想的解決方案。答案在于靈活性，瓦錫蘭海洋技術戰略與創新總經理米凱爾·懷特克戈認為。

“每種潛在燃料都存在不確定性，包括何時何地供應以及價格。建造新船時具備燃料靈活性，并在適當的情況下，也可在舊船上改裝柔性動力裝置，可以規避這些風險?！?/p>

沒有比內燃機更靈活的能源轉換器了。通過有限的部件更換，今天的船用發動機可以燃燒任何在未來幾年有望獲得的清潔燃料。考慮到新燃料的特性，儲存、運輸和燃料供應可能會更加復雜，但挑戰是可以控制的，特別是如果船舶建造時考慮到未來的燃料轉換。

無論是何種燃料為船運提供動力，瓦錫蘭集團正在調查所有新燃料，包括生物和合成甲烷、氨、甲醇、氫和生物燃料。它的研究借鑒了它已經獲得的珍貴的經驗，為包括液化天然氣、液化石油氣、生物柴油、甲醇和揮發性有機化合物在內的多種燃料建造發動機、供應和儲存系統。面對一個復雜的燃料未來，瓦錫蘭有一個簡單的目標。

“我們將繼續為所有未來燃料提供完整的燃料供應和發動機解決方案?？紤]到市場需求，在未來十年里，我們將使發動機技術和燃料氣供應系統商業化，這將使船東準備好使用目前正在討論的所有燃料。鑒于現代發動機的模塊化，這意味著，只要船東考慮到儲存要求，他們就可以計劃在今天建造的船舶上使用新燃料?！?/p>

生物和合成液化天然氣

瓦錫蘭認為，對于那些使用液化天然氣（LNG）的船只來說，向清潔燃料的過渡將是最容易、最具成本效益和最快的。從生物質和合成資源中開發甲烷意味著液化天然氣有一條通向碳中和能源的明確途徑，與重質燃料油相比，液化天然氣已經減少了5-21%的溫室氣體排放。生物和合成液化天然氣最初可以與傳統液化天然氣一起用作燃料，以降低其化石碳含量，后來隨著供應量的增加，完全取代傳統液化天然氣。

這在技術上和后勤上都是可行的。為液化天然氣設計的發動機和燃料供應系統不需要改變就可以使用生物或合成液化天然氣。除了與現有的液化天然氣發動機兼容外，未來的碳中性品種也可用于已經為液化天然氣建立的燃料基礎設施。與其他需要從頭開始建設供應基礎設施的燃料相比，這從一開始就更具有吸引力（無論是在時間上還是經濟上）。

懷特克戈說：“已經有一些船舶在混合使用生物液化天然氣和化石液化天然氣，而且計劃使用合成液化天然氣進行小型試驗。與其他清潔燃料相比，大規模供應的前景是有利的，這些燃料可能離商業供應還有10年或更長的時間。”最近的一項研究表明，生物液化天然氣2030年和2050年的預計可持續供應可以滿足航運業的全部能源需求。

液化天然氣途徑面臨的一個挑戰是甲烷的排放，甲烷是伴隨液化天然氣的生產、供應和不完全燃燒而產生的一種強有力的溫室氣體。這可以在一定程度上抵消使用液化天然氣減少的二氧化碳排放。但未來2至3年的發動機發展將恢復這一優勢，當生物量和合成源出現時，最大的甲烷排放源（化石液化天然氣的生產、儲存和運輸）將顯著降低。基于這些原因，瓦錫蘭認為，即使面臨甲烷泄漏的挑戰，液化天然氣也為航運提供了最快、最具成本效益的脫碳途徑。

氨

液化天然氣并不是清潔運輸的唯一途徑。如果氫基燃料使用可再生電力，它將提供一種無溫室氣體的能源。最突出的兩個是甲醇和氨。

作為燃料的氨的開發也進展迅速。一些國家正大力支持氨作為未來的燃料。它比氫有幾個優點：例如，它有更大的能量密度，不需要在壓縮或非常低的溫度下儲存。

由于氨水有毒且腐蝕性強，處理起來仍然很困難，特別是對于客船。但瓦錫蘭并不是從零開始的。它已經設計了幾年的貨物處理系統，能夠處理氨氣，用于液化石油氣運輸船。在燃料儲存和供應方面，它正在參與一個歐盟項目ShipFC，以開發將在2023年前安裝在艾迪斯維克近海供應船“維京能源”上的燃料電池氨供應系統。燃料供應的基本概念與液化天然氣的基本概念類似，氨燃料可以在瓦錫蘭的已建立的LNGPac燃料氣供應系統的不銹鋼版本中處理。

瓦錫蘭在今年三月份啟動了氨燃燒試驗。根據初步結果，將繼續在雙燃料和火花點火燃氣發動機上進行試驗。從2022年起，將與船東合作進行現場測試。同時，瓦錫蘭正與船東、造船商、船級社和燃料供應商合作，進一步了解系統和安全要求，以及燃料成分、排放和效率。

氨還有其他一些特性需要進一步研究。與其他燃料相比，它的點火和燃燒性能很差，除非通過后處理或優化發動機流程加以控制，否則燃燒可能導致較高的氮氧化物排放。還需要為其作為海運燃料的使用制定一個管理框架和分類規則。

甲醇

到目前為止，甲醇還沒有被廣泛用作船用燃料。如今，容易且廉價生產的工業酒精主要由天然氣制成，但利用可再生電力中的氫和回收的碳來制造綠色甲醇將使其碳中和。與氨相比，甲醇具有更好的燃燒性能，更容易儲存和處理，因此在航運業的脫碳競賽中，甲醇可能是一匹黑馬。

只有幾家船用發動機制造商有甲醇發動機的經驗。2015年開始了一個項目，將客滾船“司湯納·澤曼尼卡”號上的瓦錫蘭Z40型發動機改造為燃燒甲醇。目前，該發動機主要使用甲醇燃料，安裝的成功激發了瓦錫蘭對燃料的進一步研究。

“甲醇的真正好處是易于儲存，”懷特克戈說。“對“司湯納·澤曼尼卡”號來說，這只是壓載水艙的簡單改造。但改裝后的發動機相當陳舊，我們現在想在更現代化的發動機上檢查甲醇的性能。在未來幾個月，我們將開始在我們的瓦錫蘭32型發動機上測試甲醇，并將研究燃燒甲醇的其他概念。”

生物柴油

生物質燃料作為一種碳中性能源具有巨大的潛力。它們可以制成多種形式，既可用于柴油機，也可用于燃氣機，既可作為燃料滴，也可單獨使用。由于生物燃料可以用于現有的發動機、燃料供應和儲存技術，它們可以提供簡單和資本效率高的航運脫碳，這取決于以合理價格擴大供應的能力。

瓦錫蘭自1990年代以來一直在不斷試驗許多不同的生物燃料，過去十年來一直在發展先進的燃燒技術，以進一步提高效率和燃料的靈活性。最近，瓦錫蘭與燃料供應商“波斯卡里斯”公司和生物燃料公司“上好燃料”公司合作，開發和測試適合在航運中使用的生物燃料。根據這一合作伙伴關系，瓦錫蘭從2015年底開始測試一系列新的生物燃料，到2016年4月，已經優化了燃料和發動機性能，顯著減少了顆粒排放，并消除了硫含量。

氫

瓦錫蘭已經對氫有了很強的了解，其雙燃料發動機和火花點燃式燃氣發動機已經可以在由高達15-25%的氫組成的燃料混合物上運行，進一步突出了雙燃料發動機的靈活性。但該公司認為，氫作為船舶燃料的潛力有限。

懷特克戈說：“在船上儲存深海運輸所需數量的氨和甲醇比儲存氫更為可行。我們看到氫的一些利基應用，因為有一些國家利益推動這種燃料，嚴格的地方法規可能使一些短途海運可行。但氫在航運中的主要作用將是作為其他燃料的基礎?！?/p>

瓦錫蘭于2015年首次嘗試在天然氣發動機中使用氫，目前正在繼續向純氫發動機發展。繼去年瓦錫蘭的專家們集思廣益地討論發動機概念之后，在柴油和奧托循環發動機中都使用了氫。目前正在對這些項目進行分析，以便進行發動機試驗。但是，由于氫的體積能量密度較低，燃料儲存和供應仍然是氫的一個挑戰——液化氫的能量約為每立方米液化天然氣能量的三分之一，這意味著燃料箱的體積需要接近液化天然氣的兩倍——以及它的爆炸性和腐蝕性。

結論

海運燃料市場的未來還很不確定，但對船舶的投資不能停止。為了管理這種風險，船東必須準備在其船舶上增加燃料可選靈活性。內燃機是保持這種靈活性的理想工具，瓦錫蘭前所未有的跨越所有燃料選擇的研發計劃突顯了瓦錫蘭對航運業的獨特承諾。

米凱爾·懷特克戈總結道：“我們的目標是確保全球船隊能夠獲得清潔可靠的動力，無論哪種燃料，都能最終有助于航運實現其排放目標?！?/p>