历年甲醇销量增长（MAN为什么说已看到甲醇的市场前景）

环保和排放法规日益严格，全球航运业已进入燃料过渡阶段，正在朝着低碳化方向快速发展。同时，客户需求和监管力度加大，行业出现了诸多变化和不确定性，未来低碳发展路径、燃料替代性技术研发，以及绿色船用燃料选择似乎变得多种多样。

为此，MAN Energy Solutions聚焦研究甲醇燃料的技术组人员Alexander Feindt、Florian Frank和Herbert Moegele重点讨论了甲醇作为船用燃料的市场前景，以及行业标准和技术解决方案，与大家分享他们在甲醇燃料船用发动机领域的前沿洞见。

以合成“绿色”甲醇为目标

在航运界，传统燃料被取代是必然趋势。根据国际海事组织(IMO)第三次温室气体研究报告显示，航运业GHG排放量至少占全球排放总量的2.5%，每年会产生约9.4亿吨二氧化碳。因此，助力航运业降低由传统化石燃料所产生的GHG排放显得尤为重要。甲醇燃料应用是当今航运业脱碳的关键解决方案之一。作为行业领导者，MAN Energy Solutions一直致力于引领转型，通过先进的技术组合帮助客户实现净零排放，助力航运业实现可持续发展。随着技术升级，目前可以将“灰色”甲醇逐步演变成“蓝色”甲醇和“绿色”甲醇。

在讨论航运燃料GHG排放情况时，应评估整个生命周期的排放量，我们通常会考虑到油井-尾流(WtW)和油舱-尾流(TtW)的相关数值。WtW涵盖了整个产业链条(上游和下游)，允许使用生物源和合成源燃料实现净零排放，TtW则只关注燃料燃烧排放，允许总体排放非零的燃料实现零燃烧排放。

与燃油相比，使用甲醇时的TtW减少了99%硫氧化物排放、60%的氮氧化物排放(假设应用进气道燃油喷射技术)和95%的颗粒物排放。对于二氧化碳排放量，以TtW为基础计算的话，我们会发现仅减少了5%。当考虑WtW时，虽然来自化石原料的甲醇燃料碳足迹表现较差(这取决于原料和生产转化途径)，但生物源和合成甲醇可实现的GHG减排高达90%。这清楚地表明，为减少全球GHG排放，航运业需要以合成“绿色”甲醇为目标——将“蓝色”甲醇或低碳甲醇等混合物作为中间步骤，这也将帮助运营商降低成本，并获得运营许可。

甲醇燃料优势明显

甲醇作为绿色替代燃料的主要优势在于它可以在环境温度和压力下以液体形式储存，并且具有良好的能量密度。因此，虽然其作为绿色燃料的生产是一个复杂的过程，但其处理成本较低，从而降低了港口储存和加注基础设施的复杂性和额外资金投入。全球许多海港都设有甲醇仓库，并且船对船加注作业已经有了可资遵循的安全程序。

在常规环境条件下，甲醇比任何液体燃料的氢碳比都高，因此可成为关键的能源载体或用作绿色替代燃料。而且由于成熟的生产工艺和工业生产规模，以及甲醇因其高稳定性可以在室温和环境极端的条件下无限期储存，能够利用现有基础设施进行储存、运输和处理。

从存储角度来看，与市场其它未来燃料相比，甲醇更易于处理，这是因为不需要低温罐系统或压力要求将其存储为液态。这让甲醇几乎可以以任何舱柜形式储存。目前，全球超过100座港口设有甲醇仓库，虽然仍需要进一步升级和投资，如码头或当地加注驳船，但与氨和氢相比，这些设施更先进。

综合来看，甲醇的优势大致有以下几点：显著减少GHG排放，如“绿色”甲醇在WtW中的排放量低；状态稳定，易于保存；加注基础设施相对完善；符合《使用气体或其它低闪点燃料船国际安全规则》(IGF)，临时指南于2020年11月获得IMO批准，以及船级社和加注指南要求；水溶性可生物降解；几乎无烟灰燃烧的分子结构；高辛烷值；火焰燃烧速度快(可较少敲缸问题)；火焰温度低(从而减少燃烧过程中的氮氧化物)。不过，甲醇是一种低能量密度燃料，这就意味着相同功率输出需要更多燃料。甲醇的体积能量密度比柴油低约2.5倍，要获得与柴油相同的体积能量，储存容器体积必须扩大至原来的2.5倍，或者使用现有舱柜，运输距离将减少一半。从安全角度来看，舱柜本身及从舱柜到发动机的管道都必须采用双层壁设计，以确保甲醇不会泄漏。

IMO出台的一些严格监管措施和政策将对成本产生影响，从而影响航运燃料的选择和供需平衡。欧盟已推进“Fit for 55”提案，其中包括航运排放交易系统计划，以及旨在促进航运燃料需求并根据所使用燃料的GHG排放强度定义燃料路径的FuelEU海事立法。在中国和美国，我们也可以看到类似监管方案。

船东也必须注意到货主、消费者、投资者和金融机构等利益相关群体的可持续性期望。零排放船舶货主联盟(coZEV)正式提出到2040年实现其所有海运业务由零碳燃料船舶承运，并呼吁政策制定者采取更积极的行动支持航运业向清洁能源转型。波塞冬原则(Poseidon Principles)成员银行和受欧盟分类制度约束的欧盟政府也在越来越多地寻找绿色融资资产，这意味着传统燃料船东获得资本的机会可能会受到限制。

虽然未来可以满足行业监管条件的可选择性并不少，但运营成本是航运企业的重点考虑。

到2050年，全球甲醇产能预计将增长到500百万吨/年(mtpa)。评论未来大宗商品价格就像看着水晶球，因此，我们在这里只对甲醇成本做一些普遍性的评论。甲醇作为一种大宗商品在全球范围内交易，有一个现有指数/标记，而由于运营商位置、销量和谈判技巧，可以假设甲醇供应链加价将高于传统燃料/燃气油，但低于LNG、氨和液化氢。根据国际可再生能源署(IRENA)报告，化石源甲醇的生产成本为100～250美元/吨，生物源甲醇的生产成本为320～770美元/吨，合成甲醇的生产成本为1200～2400美元/吨(预计到2050年将降至250～630美元/吨)。

MAN提供完美动力

MAN Energy Solutions研制的二冲程ME-LGIM双燃料发动机既能以甲醇为燃料，也能使用传统燃料。该发动机基于其久经考验的ME系列，后者目前大约有5000台在役。使用甲醇作为燃料运行时，ME-LGIM发动机能够显著减少二氧化碳、氮氧化物和硫氧化物排放。此外，甲醇和其它燃料可无缝切换。与传统重油发动机相比，以甲醇为燃料的发动机在测试中表现出同样或略高的效率。

面对甲醇、氨和氢等各种未来绿色航运燃料，以及它们在燃料可用性、价格和法规方面各自不同的市场需求，业界需要研发不同技术以用于大型四冲程发动机的燃料喷射和燃烧控制。基于此，MAN Energy Solutions正在开发四冲程甲醇发动机，可以使用混合燃料方案(如将25%的氢混合入LNG)和生物燃料(如生物柴油和生物LNG)运行，采用逐步、模块化的设计帮助船队实现脱碳。

在不久的将来，通过进气道燃油喷射(PFI)技术，以甲醇为主要燃料的发动机将成为可能。PFI技术实现了发动机相关模式下稳定的运行范围和高甲醇占比，通过将“绿色”甲醇与生物柴油结合使用，这种简单而可靠的喷射技术可以实现完全碳中和的发动机运行。基于PFI Readiness概念，我们的四冲程发动机可于2024年使用甲醇燃料运行，适用于新建柴油发动机和双燃料发动机。MAN Energy Solutions已经将高压缸内直喷(HP-DI)技术作为长期解决方案进行研究，以便在整个发动机运行模式下以最高效率实现甲醇模式全功率输出。

MAN的售后服务部门MAN PrimeServ还可为在服役的发动机提供多种改造和升级，如为四冲程发动机(如48/60、51/60或32/40型号)提供甲醇燃料解决方案。作为一项特殊服务，MAN PrimeServ提供二氧化碳减排计算，以确定哪种解决方案最能满足客户的要求并符合当前和即将出台的法规。比如对现有发动机(如48/60型号)进行生命周期升级，将它们升至最新设计的51/60型号，不仅降低了燃油油耗率(SFOC)，降低了维护成本，还避免了计划外服务。生命周期升级提供了在后期选择未来燃料的选项，为行业以后出现的种种情况做好了准备，或者为直接升级到LNG或甲醇双燃料运行奠定了坚实基础。

借助PFI，MAN PrimeServ为改造和升级提供了一种简单的解决方案，可以使用甲醇运行现有发动机。在转换过程中，一个额外的喷油器将安装到进气气管中，方法是加工现有的气缸盖，或者在之前生命周期的情况下，将其接入到现有接口中。

作为解决方案提供商，MAN Energy Solutions还提供先进的废气后处理系统，以减少GHG排放。低维护且经过细致测试的MAN SCR系统将通过附加层进行扩展，以满足相关法规的要求——在任何情况下，MAN SCR系统都能使船舶符合IMO Tier III法规及更高标准。

作为一种清洁燃烧的低碳燃料，甲醇越来越受欢迎。虽然现今人们的生活离不开使用传统能源燃料，但海洋能源转型将成为净零排放的关键。MAN Energy Solutions的使命是提供必要的工具和最先进的技术来支持海洋能源转型，帮助客户在向碳中和的过渡中创造可持续价值。当前，我们已经看到了未来甲醇作为船用燃料的市场前景。