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船舶生物燃料的探索

航运业正努力尝试使用清洁绿色能源来迎合国际海事组织的温室气体减排战略(GHG)。许多船舶已经在试验使用生物燃料代替传统燃油。

生物燃料在燃烧过程中确实也会排放二氧化碳,但从碳循环的角度来看,它会减少一定量的温室气体排放,因为生物燃料燃烧过程中释放到大气中的二氧化碳将在其生长阶段被生物质原料吸收。更重要的是,生物燃料在燃烧过程中不会排放硫氧化物 (SOx),这也正是现在严格限制排放成分。并且,生物燃料可以即投入使用,不需要对现有的船用柴油机进行改装。

目前主要的生物燃料类型有:

  • FAME (Fatty Acid Methyl Ester脂肪酸甲酯)
  • HVO (Hydrated Vegetable Oil水化植物油)
  • F-T Diesel (Fischer-Tropsch Diesel, a Biomass to Liquid Fuel生物质转化为液体燃料)

尽管 IMO 正在制定评估生物燃料在生命周期中二氧化碳减排效果的审核程序,但还尚未出台生物燃料使用的相关法规。

生物燃料的一些使用和安全方面的注意事项,特别是FAME(脂肪酸甲酯),重点如下:

可能遇到的问题 推荐的预防措施
微生物生长:
  • FAME对水有很强的亲和力,能形成稳定的乳状液。FAME和水乳剂(燃料混浊性)可以促使微生物生长,导致污泥过量形成,从而堵塞过滤器,影响柴油机性能。
  • 所有燃料储罐都应有有效的排水装置。
  • 油柜要定期放残。

氧化稳定性和长期储存稳定性:

  • FAME 很容易氧化形成沉淀物,这会堵塞滤器,氧化后的燃料增加酸度会增强,会污染腐蚀喷油器。
  • 避免长期存放

低温操作问题:

  • 与柴油相比,FAME 具有更高的浊点。这可能会导致在较低温度下形成蜡,从而导致过滤器堵塞。
  • 注意储存和驳运温度,并监测是否有过滤器堵塞的迹象
腐蚀:
  • 微生物生长会产生硫化物还原菌 (SRB),导致钢质储存环境的腐蚀。
  • 水可以促进水解反应,分解 FAME 形成游离脂肪酸。此类物质具有腐蚀性,可能会腐蚀暴露的金属表面。
  • 定期排空油柜以确保燃料的含水量和酸值不会升高。
高去污和清洁效果:
  • FAME 尤其是在其较高浓度时具有溶剂/洗涤作用,可清洁/去除燃油系统中的沉积物,从而导致滤器堵塞。
  • 更换燃料前确保油柜和管路清洁程度。
相容性及变性效果:
  • FAME与以下材料的兼容性较差:
  • 黄铜、青铜、铜、铅、锡和锌可能会使FAME氧化 。
  • 弹性体——丁腈橡胶、氯丁橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶等(密封材料膨胀老化会导致设备泄漏或故障)。
  • 聚合物——聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚氯乙烯(聚合物的潜在膨胀可能会影响其材料特性)。
  • 建议与设备供应商确认其与 FAME 的兼容性。
  • 咨询发动机和燃油系统制造商,了解船上使用的生物燃料的适用性。

如果您计划使用生物燃料,船级社可能会建议您事先执行这三个步骤:

  • (1)  向船旗国主管机关申请NOx (氮氧化物)排放的临时豁免。
  • (2)  向发动机和燃料供应系统制造商咨询生物燃料的适用性。
  • (3)  原则上,通过对加油后生物燃料进行质量评估来确定生物燃料在船上的适用性,通过优化船上燃料储存、装卸和处理条件,确保燃料使用安全。

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