Alternative Fuels
瓦锡兰:七种行业人士需了解并充满魅力的混合动力船趋势
The technology group breaks down the basics of hybrid vessels and shares experts’ predictions on what they see in the coming years for hybrid ships as well as what they would mean for ship owners.
该技术小组详细介绍了混合动力船舶的基础知识,并分享了专家对混合动力船未来几年发展的预测以及它们对船东的意义。
2023 年 8 月 28 日
科技集团瓦锡兰公司(Wärtsilä Corporation)周四(8 月 24 日)发表了一篇深入分析混合动力船基础知识的文章。 其中,该文章分享了专家对混合动力船未来几年的预测以及这些预测对船东意味着什么,内容如下:
您是否已经在驾驶混合动力船,并想知道下一个十年会发生什么? 或者,您可能有兴趣投资混合动力船并希望能获得更多见解?那么,就让我们深入了解混合动力领域的最热门趋势,一起寻找在提高船舶性能的同时如何节省燃料。
首先,混合动力船舶领域有哪些值得我们期待的趋势呢? 专家预测,未来几年将会出现:
• 新类型电池
• 更强大的电池
• 根据功能而非尺寸选择电池
• 燃料电池的使用上升
• 更多直流集线器——虽然可能不一定总是正确的选项
• 标准化岸电
• 渡轮领域的混合动力改造
想从基础开始吗? 在下一部分中,您可以了解混合动力船舶的工作原理以及它们的优势。
什么是混合动力船舶?
混合动力船舶是使用两种动力源的船舶,并通常为传统内燃机和可充电的电池。这些船舶的型体可以小至当地的渡轮,也可以大至纯汽车和卡车运输公司 (PCTC)。今天,所有领域的混合动力船舶数量都在增长,其中,近海工业曾经是混合动力系统船舶的最大市场,但今天,市场上也现了混合动力小型商船、PCTC、滚装和客滚船、小型渡轮以及拖船和研究船等特种船舶。
混合动力船如何运作
混合动力电动船舶可以在需要时在发动机和电池之间立即切换能源,或同时运用。其中,电池有两种使用方式:
• 优化推进系统——电池用于旋转储备、调峰、预防停电或负载爬升支持等功能
• 零排放航行——以电池作为船舶靠港移动或作业时的唯一动力源。
最大限度地发挥混合动力系统优势的关键在于专用的能源管理系统 (EMS),该系统既可以优化不同电源的相互作用,也可以通过转换器直接控制、决定充电和放电速率以保护电池。这是标准电源管理系统 (PMS) 无法做到的一点。
混合动力方案能帮我省钱吗?
与同等柴油动力船相比,运行混合动力船可节省 15-25% 的燃料。其中,发电机组的磨损会较少,因为它们可以在电池接管能源时断电,并意味着维护成本也较低。
混合动力船舶有哪些好处?
除了成本和效率优势外,混合动力船也更环保,同时,与同类柴油动力船相比,其排放量能降低高达 25%。而这一点,也使业者更容易遵守严格的排放法规,并增加了船舶对承租人或乘客的价值吸引力。
此外,使用电池供电也可以减少噪音和振动,让船舶更为安静,也使乘客和船员更舒适。同时,减少噪音和降低排放也对沿海社区和生态系统有着积极的影响——例如,混合动力船在港口作业期间可以实现零排放航行。并且,若在岸边让电池充电,也可让其电力来源于高达 50% 的可再生能源。
混合动力船舶的最新趋势是什么?
让我们放眼混合动力船舶的未来。其中,以下是我们预计将在未来十年看到的七大趋势,以及它们对您带来的可能影响。
- 出现新的电池类型
所有船用电池都是锂离子电池,类似于汽车和能源行业常见的电池。 现在,我们已开始看到与常见的镍锰钴 (NMC) 电池一起推出的新型船用锂离子电池化学材料,包括:
• 磷酸铁锂 (LFP) 电池,以及
• 锂钛氧化物(LTO) 电池。
这对船东意味着什么?
这些新型电池根据应用领域能提供不同的优势,例如:更长的使用寿命、更轻的重量或更低的成本。每个制造商对其产品都有自己的主张,而电池供应商的数量也一直在增长。如果您想了解针对特定船舶应用的完整市场概况和建议,请与瓦锡兰等大型船舶电气集成商联系;他们将能够针对最佳的电池化学成分和适合您船舶的最佳解决方案给予建议。
2.电池日益增强
过去,电池主要用于旋转储备,能为船舶应用提供全部负载。例如,当备用发电机组被关闭时,电池将为靠岸作业期间的船舶应用提供电力。而当时的电池也更小,并能用于调峰和爬升支持。
而今天,船舶的电池容量高达 40 MWh,已可以实现零排放作业。同时,这种电池可以在港口停泊期间提供电力。
然而,电池的尺寸并不是唯一需要考虑的重要因素。 合适的电池取决于其使用方式和船舶的运行情况。
同时,更低的价格并不是推动更强大电池市场趋势的原因。 尽管我们在 2020 年之前看到了价格稳步下降,但现在已经停止。 随着全球对电池及其原材料的需求不断增加,其价格不太可能进一步下跌。
这对船东意味着什么?
更大的电池能为零排放操作提供更大的灵活性,因为它们可以承担更多的能源密集型任务。 根据您的操作情况设计混合动力推进系统可以带来创新的船舶运营方案并提高效率。
例如,瓦锡兰设计的推进系统可以添加多种不同模式,以帮助船舶操作员以最佳效率自动运行推进系统。
而围绕电池设计的推进系统也比旧的推进系统设计效率更高,并能够显着节省成本。 譬如,与船队中的类似船舶相比,混合动力散货船“Misje Vita”可节省高达 40% 燃油消耗。
当下,电池技术已在要求严苛的航运领域证明了其长期可靠性;可靠的船用电池对于船舶的平稳运行至关重要,而瓦锡兰一直都是该领域的先驱之一。其中,我们的船用电池已运行了超过 10年,并持续保持着良好性能。这使我们成了一家能够实现高可靠性水平的集成商。
- 重要的是功能,而不是尺寸
由于电池有助于优化推进系统,因此,其理想尺寸取决于船舶的运行情况。 不同的模式能帮助船舶操作员选择最有效的方式运行推进系统。例如,若有进行岸边充电的必要,电池尺寸作为航行考量因素不如充电时间和容量那么重要。
鉴于电池有助于优化推进系统,其理想尺寸其实取决于船舶的运行情况。
同时,基于功能设计的电池系统已越来越普遍,因为这有助于实现更好的推进系统。同时,它还可以激发能更有效运营船舶的创新方案。
这对船东意味着什么?
在船舶现有的推进系统中添加电池只会增加船舶的重量。因此,为了获得真正的好处,运营商必须根据船舶的功能重新设计推进系统。
与原始设计相比,重新思考船舶设计可以显着节省成本。 如果混合动力船舶的装机功率不低,您应请专家重新评估其设计。
4.燃料电池越来越普遍
燃料电池的工作原理类似于不需要充电的电池。只要有燃料和氧化剂它就会产生电和热。其中,电池和燃料电池都提供直流(DC)电力,不过,电池适合可变负载,而燃料电池则最适合稳定的基本负载,因为它们对负载变化的反应不佳。而这也是为什么,燃料电池总是与电池相伴。
今天,质子交换膜燃料电池 (PEMFC)已可用于船舶。若直接使用氢气,它们的效率将超过 50%。若需要通过重整器从LNG(液化天然气)等另一类燃料制造氢气,那么,就算质子交换膜燃料电池仍然与优质内燃机一样高效,其价格也要贵得多。
另一方面,一个更有趣的燃料电池技术就是固体氧化物燃料电池(SOFC),目前正在开发中,尚未未能用于船舶。不过,SOFC可以直接利用甲醇或氨发电。
这对船东意味着什么?
一些船东会尝试这项技术来获得经验,但对于大多数船东来说,这只是更多的观察和等待。
PEMFC 是船东计划使用氢气的一个选项。其中,您将需要更多的空间储存氢气,并因此增加船舶重量而减少航行里程。
- 直流集线器正在成为行业默认选择——尽管这或许不理想
直流集线器是一种新的动力系统集成概念,能使用直流电 (DC) 进行配电。
混合动力船通常具备:
• 连接发电机的发动机,可产生交流电 (AC)
• 产生直流电的电池。
直到最近,电力都是在需要的地方通过交流电进行分配。然而,直流集线器这种新的电气集成概念现在正逐渐成为一种流行。其中,直流集线器能使用直流电进行配电。
当主电源为产生直流电的电池时,让直流集线器消除转换步骤是有意义的。 然而,直流集线器可能不是所有混合动力船的正确方案。
这对船东意味着什么?
越来越多的混合动力船被设计为仅配备直流集线器,然而,这可能将被证明是错误的。
直流集线器对于配备小型高速发动机的小型混合动力船而言很有意义,但对于配备许多发动机的高功率船舶或大型混合动力船舶而言,它们并不理想。
试想一艘船舶以柴油发电机作为主要电源并产生交流电,如果电动机或酬载(两者都需要交流电)为其电力主要消耗,则将电力从交流电转换为直流电,并再次转换回来将会产生热量和造成电力损耗。
直流集线器对于配备小型高速发动机的小型混合动力船舶来说很有意义,但对于配备许多发动机的高功率船舶或大型混合动力船舶来说,它们并不理想。 相反,这些船舶应将发电机组连接到交流电网,并将电池和其他交流用电设备连接到小型直流集线器,这些集线器是整个柴电混合动力系统的一部分。
精选内容:想知道直流集线器是否适合您的混合动力船舶?请详阅相关文章“使用DC 或不用 DC,这是问题所在”。
- 岸电的新标准日益受欢迎
高压岸电连接 (HVSC) 系统的 IEC 80005 标准自 2011 年起生效。HVSC 系统允许船舶从岸上获得电力。而它们最初的作用,是要消除在港口时使用辅助发电机组的需要。
由于 HVSC 系统也可用于为混合动力船的电池充电,因此,目前采用混合动力系统的所有新建大型 RoPax、RoRo 和 PCTC 船舶均配备了 IEC 80005 岸电连接装置。这些船只可以在任何提供岸电的港口获取岸电;其中,到 2030 年后,所有主要港口都得按规范这么做。
IEC标准岸电的功能很简单。 例如,如果 RoPax 码头提供 6.6 兆瓦的岸电,而您在港口的酬载为 3 兆瓦,则剩余的可用电力(3.6 兆瓦)可用于为您的电池充电。
此解决方案的缺点是完成连接需要花上几分钟。如果充电时间至关重要,您将需要更快的连接解决方案;而这就是所谓的“渡轮充电器”发挥作用的地方。
专为卡车设计的兆瓦充电系统(MCS)将为渡轮充电的标准化带来重大变化。MCS 具有便于让单人操作的标准插头。 该系统还可以在很短的时间内传输高达3MW的电力。
要了解汽车标准如何适用于船舶,请了解世界上第一艘零排放快速渡轮“MD Medstraum ”如何成功通过使用标准 CCS2 充电器(与电动汽车使用的类型相同)供电。
这对船东意味着什么?
标准化意味着充电将变得更容易、更快捷。 如果您的船舶配备能插入IEC的标准岸电设备,其连接将需要几分钟的时间。 如果您需要更快的连接解决方案,所谓的渡轮充电器可以在 30 秒内完成连接。这些都可以自动或手动连接,但目前需取决于制造商定制的方案,因此,您只能将它们用于始终运行相同航线的船只。
今天,渡轮充电器每一年都可进一步提供更多的电力:最大的充电器现在可以为船舶提供 15MW 中压交流电力,或超过 8MW 的直流电力,无需在船上进行转换。
- 轮渡领域开始进行改造
混合动力系统可通过改装工程装置在船舶;例如,瓦锡兰在过去 10 年里完成了约 30 次混合动力改装工程。其中,大多数的船舶改造都涵盖标准 HY 模块。
渡轮船主的选项包括:
• 将传统船舶改造成混合动力渡轮
• 将柴油推进火车渡轮改造成全电动。
由于某些发电机组可以拆除,因此,空间和重量通常不成问题。同时,也可以进行其他部分的改装,特别是针对使用柴油电力推进的火车渡轮。
此外,其可用的充电时间和功率通常比航行考虑因素更能决定新系统的规模。而适用于混合动力转换案例的另一个因素,就是地方当局对充电设置的支持。
这对船东意味着什么?
如果您有兴趣将您的船只改造为混合动力船,您需要采取两项主要行动:
首先,查看沿途的充电选项;这通常决定了改装是否可行。
接下来,与可靠、领先的系统集成商交谈。其中,瓦锡兰拥有以有效、最优化方式改造您船舶的经验,并可以在其整个生命周期为您提供支持。
照片来源:瓦锡兰
发布日期:2023 年 8 月 28 日
Alternative Fuels
中国香港政府公布《行动纲领》致力打造绿色燃料加注中心
《绿色船用燃料加注行动纲领》提出五大绿色导向的策略及十项行动,以推动中国香港发展成一流的绿色船用燃料加注中心。
香港特别行政区政府周五(11月15日)公布《绿色船用燃料加注行动纲领》,以通过五大绿色导向的策略及十项行动,将中国香港发展成世界一流的绿色船用燃料加注中心,并实现国际海事组织的减排目标。
其中,运输及物流局联同环境及生态局将随即展开有关的可行性研究,并参考国际经验及市场现状,以及谘询香港海运港口局及业界不同组织和人士的意见,以制订《行动纲领》。
通过《行动纲领》提出多项目标,包括遵循国际海事组织订立的减排目标,将瞄准于2050年或左右实现国际航运净零碳排放;同时,也确保到2026年减少香港注册船舶碳排放至少11%(与2019年相比)以及让政府船队中55%的柴油动力船转用绿色船用燃料;此外,也会瞄准2030年减少30%葵青货柜码头碳排放(与2021年相比),以及让7%的香港注册船舶使用绿色船用燃料。
为实现上述目标,《行动纲领》已订立五大绿色导向的策略及十项行动,涵盖绿色船用燃料供应、基建配套、港口减排、鼓励措施、海内外合作和人才培训等多个范畴。
其中,《行动纲领》提出香港需配合国际发展趋势,以同时发展多种绿色船用燃料的加注服务,并将积极促进主要来自内地的绿色船用燃料供应商与船公司达成绿色船用燃料承购协议,建立有效的绿色船用燃料供应链。
同时,政府将支持业界并在各方面提供便利措施,以推动绿色船用燃料加注生态系统的整体发展。
其中,政府已在青衣南物色一塊毗邻港口的用地,以用以储存绿色燃料,并预计明年将邀请业界就该指定用地发展提交意向书。
此外,政府亦将在2025年上半年内进行首次LNG(液化天然气)船对船加注示范作业,并设立《绿色船用燃料加注奖励计划》,以鼓励在香港开展绿色船用燃料加注业务的先行企业。
预计,在《行动纲领》的有序落实下,中国香港将于2030为使用LNG或绿色甲醇等绿色燃料驱动的远洋船舶提供每年超过六十次加注服务,以及逾二十万吨绿色船用燃料。
运输及物流局局长Lam Sai-hung(林世雄)表示:“《行动纲领》充分反映特区政府对发展绿色船用燃料加注的决心,亦为香港配合国际航运绿色转型提供了清晰和明确的方向及行动目标。”
“其中,我们会按《行动纲领》提出的策略和行动,继续与业界相关持份者携手协力,积极推进落实各项行动措施,将香港发展成为区内首选的绿色船用燃料加注及交易中心,为航运减排作出贡献。”
注:《行动纲领》的完整策略和行动措施可在此处找到。
图片来源:香港特别行政区政府
发布日期:2024 年 11 月 19 日
Alternative Fuels
ENGINE Fuel Switch Snapshot:鹿特丹的 LNG 价格罕有高于 B24-VLSFO
鹿特丹的 LNG 价格超过 B24-VLSFO HBE;鹿特丹的 LNG 价格仅比 B24-LSMGO HBE 便宜 4 美元/吨;B30-VLSFO 的荷兰回扣超过 200 美元/吨。
燃料情报平台 ENGINE 每周发布一次全球两大燃油中心的替代和传统燃油价格快照(snapshot)。以下为最新快照信息:
- 鹿特丹的 LNG 价格超过 B24-VLSFO HBE
- 鹿特丹的 LNG 价格仅比 B24-LSMGO HBE 便宜 4 美元/吨
- B30-VLSFO 的荷兰回扣超过 200 美元/吨
很少有船东可以直接在 LNG 和生物混合物之间做出选择,因为,这些燃料通常适用于不同的船舶类型和运营需求。但对在两者之间进行选择的鹿特丹一带双燃料船东而言,现在,加注 LNG 的成本已高于 B24-VLSFO【含有 24% 的棕榈油厂废水甲酯 (POMEME) 生物燃料和 76% VLSFO的燃料混合物】。
在鹿特丹,B24 混合比例比 B30 少见得多。但在本系列文章中,我们同时以 B24 为鹿特丹和新加坡市场进行同类比较。
如不计入经估计的欧盟排放权配额 (EUA) 成本,鹿特丹的LNG(液化天然气)价格已从 15 美元/吨贴水转变为相对 B24-VLSFO HBE升水达 80 美元/吨。在此之前,B24-VLSFO 价格曾大幅下跌 46 美元/吨,而LNG价格则飙升了 49 美元/吨。
如计入 EUA,LNG升水将进一步扩大至 86-91 美元/吨。
同时,这是自 3 月 12 日Fuel Switch Snapshot开始追踪价格以来,鹿特丹LNG价格首次高于 B24-VLSFO价格。当时,包括 HSFO在内,LNG是该港口所有种类燃料中最实惠的燃料。
目前,鹿特丹的LNG价格仅比 B24-LSMGO HBE 低 4 美元/吨,差距已从前一周的大幅度 102 美元/吨贴水大幅拉进。
在过去一周内,新加坡LNG相对 B24-VLSFO UCOME 的升水已缩减至 21 美元/吨(不计入 EUA),但计入 EUA的话则为 16 美元/吨。而这一水平,也不及上周 46-51 美元/吨贴水的一半。
VLSFO
近月 ICE 布伦特原油期货合约在过去一周内下跌了 2.83 美元/桶(21 美元/吨)。因此,鹿特丹的 VLSFO 基准价格下跌了 10 美元/吨,而新加坡的 VLSFO 基准价格则大幅下跌了 35 美元/吨。
目前,鹿特丹的 VLSFO 供应仍然紧张,因此,交易商建议提前5-7天下单。同时,供应紧张有助于支撑基准价格。
相比之下,新加坡的 VLSFO 供应已进一步改善。现在,有几家供应商可以在短短两天内交货,而在前一周则需要四天。因此,这种可用性的增加已加剧了基准价格的下行压力。
生物燃料
鹿特丹的 B24-VLSFO HBE 价格在过去一周暴跌了 46 美元/吨,因此,其相对于传统 VLSFO 的升水已下降 36 美元/吨,目前为 108 美元/吨。
理论上,更大的荷兰 HBE 回扣,将给上述两个生物燃料基准价带来下行压力。
同时,这也可能刺激港口对生物燃料的需求。周五,PRIMA Market 评估了 2024 年荷兰 HBE A 回扣券为 22.50 欧元/GJ(23.73 欧元/GJ),高于一周前的 14.90 欧元/GJ(15.71 欧元/GJ)。这一大幅度上涨,已导致了荷兰港口销售的 B30-VLSFO HBE 混合物理论上的回扣从一周前的 142 美元/吨提高至 210 美元/吨。
在过去一周,新加坡的 B24-VLSFO UCOME 价格下跌了 20 美元/吨。同时,PRIMA 评估的 UCOME FOB China价格上涨了 25 美元/吨,为生物混合物提供了一些价格支撑。但,对经计算的 B24-VLSFO UCOME 价格影响更大的 ENGINE VLSFO 价格,却下跌了 35 美元/吨。
LNG
鹿特丹的LNG(液化天然气)燃料价格在过去一周飙升了 36 美元/吨,反映了更广泛的荷兰 TTF 天然气合约价格上涨之际,也归因于人们正担忧流向欧洲的俄罗斯天然气管道运输可能再次中断。
另一边,受供应紧张和亚洲各地天气相关需求浮动影响,新加坡的LNG价格小幅上涨了 9 美元/吨。
因此,新加坡LNG相对于鹿特丹LNG的升水,已从前一周的 35 美元/吨大幅收窄至仅 3 美元/吨。
作者:Konica Bhatt
图片出处和来源:ENGINE
发布日期:2024 年 11 月 19 日
Alternative Fuels
Bunker Holding 强调未来船用燃料的“燃料中立”方法
集团首席执行官 Keld R. Demant 表示,未来航运燃料将涉及多种燃料途径,因为,各个领域将采用适合其运营需求的不同燃料途径。
Bunker Holding Group 首席执行官 Keld R. Demant 在最近于雅典举行的 IBIA 年度大会上分享了 Bunker Holding 对燃料质量、未来燃料、供需动态以及日益变化监管环境的看法。
作为燃料销售商会议的小组成员,他针对与其他小组成员的谈论重申了 Bunker Holding的观点:航运燃料的未来将涉及多种燃料途径,因为,各个细分市场将采用适合其运营需求的不同燃料途径。
“这正是我们以身为‘燃料中立者’为荣的原因。我们的战略目标,在于促进航运脱碳,而非押注单一燃料或解决方案,其中,作为起点,这将包括支持推进涵盖生物燃料和液化天然气(LNG)在内的低碳燃料组合,并通过长期战略性合作伙伴关系扩展至涵盖甲醇和氨。”他在社交帖子中表示。
“作为世界领先的供应商之一,我们的选择往往将定下基准,而在这方面,我相信灵活性对于推动航运绿色转型至关重要。”
此外,正如年度大会所强调的那样,到 2050 年实现净零排放不仅需要多样化的燃料选择,更需要监管明确性。
“监管措施仍然是迈向低碳未来的主要驱动力,但,坐等需要数年才能实施的政策不是我们所能承受的选择。因此,我们将需要立即采取行动,而且,我也坚信,承购协议和需求聚合等举措所形成的势头可加速发展投资并促进整个行业的进步。”他表示。
接着,他也分享了Bunker Holding 的一些成就。除其他事项外,该公司已建立一支由全球专家组成的团队(包括一些全球其中最优秀的替代燃料和环境监管事务专家),并培训了近 50 名能够为客户提供相关法规和新燃料建议的交易员。
“我们现在已可以在全球 120 多个港口供应生物燃料,并且,我们已经达成了第 500 次低碳燃料供应。”他指出。
图片来源:Bunker Holding
发布日期:2024 年 11 月 18 日