船舶脫硫裝置：IMO限硫法規(guī)下的應急之策

張弛

隨著2020年“限硫令”時間表的迫近，航運企業(yè)面臨巨大壓力，接下來，如何采取正確的投資和決策方案，是對整個航運業(yè)的考驗。如今，船舶脫硫裝置作為2020限硫令的一種應急對策，愈發(fā)受到業(yè)界關注。

2019年2月21日，全球清潔航運聯(lián)盟2020組織在倫敦舉行了第一次技術會議，日本國土基礎設施運輸和旅游部（MLIT）和DNV GL船級社都對廢氣清潔系統(tǒng)的組成和質(zhì)量進行了詳細研究。研究發(fā)現(xiàn)，所分析的樣本始終遠低于允許的IMO標準和法規(guī)限制。這一結(jié)果有力地回擊了此前業(yè)界對洗滌塔存在排放污染的質(zhì)疑，為下一步大規(guī)模推廣使用鋪平了道路。

1 “限硫令”引發(fā)航運業(yè)“蝴蝶效應”

隨著國際社會對環(huán)境保護標準的要求日益提高，航運業(yè)的環(huán)保法規(guī)也愈發(fā)嚴苛，限制硫排放便是其中重要的一項。

2016年10月，國際海事組織（IMO）出臺了業(yè)屆最為關心的硫排放限制規(guī)定（俗稱“限硫令”）：要求從2020年1月1日起，全球船舶所使用燃油硫含量將不得超過0.5%，在排放控制區(qū)（ECA）則不得超過0.1%。雖然距離“限硫令”規(guī)定的期限還有將近一年時間，但“限硫令”已經(jīng)深刻影響到航運業(yè)態(tài)。業(yè)內(nèi)人士表示：“受變革影響，符合“限硫令”標準的低硫油應運而生。LNG作為替代燃料也是國際應對“限硫令”的一種趨勢性選擇，船舶安裝脫硫裝置也是應對“限硫令”的一種做法。已經(jīng)有不少航運企業(yè)正在更新船隊，訂造環(huán)保船舶，以符合環(huán)保要求。”

業(yè)界對此表示擔憂。有機構分析指出：“這一新規(guī)必將增加船舶運營成本。據(jù)測算，全球海運燃料成本將上漲25%，年均增加約240億美元的支出。此外，對船舶進行技術改造需要投入一定比例的額外花費，導致船舶運營成本上升。毫無疑問，這些增加的成本將會通過各種方式轉(zhuǎn)嫁至運輸鏈的各個環(huán)節(jié)。”這意味著航運業(yè)將面臨新一輪的運費調(diào)整。

記者了解到，針對“限硫令”的要求，履約方式較多，目前業(yè)內(nèi)大多采取三種方式：

第一種應對方式是使用低硫燃油，這是目前最為簡單的應對措施。業(yè)內(nèi)人士指出：“使用低硫油對船舶改動較少，只需要對發(fā)動機的相關系統(tǒng)進行改造。但是由于低硫油的價格基本穩(wěn)定在重油的一倍左右，低硫油與重油的差價超過200美元/噸。如果一艘船舶每天消耗100噸燃油，一年下來，將多支付730萬美元，成本增加較為明顯，會給航運企業(yè)造成沉重的成本負擔。此外，低硫燃油的供應在短期還難以滿足市場需求。”

第二種應對方式是使用LNG作為替代燃料。“使用LNG作為船舶燃料，可以徹底避免硫排放。”一家船企負責人表示“采用天然氣作為燃料動力，除了投資成本較大，設備及配套系統(tǒng)價格昂貴，加改裝成本也比較大，一般在新造船上使用。以外，LNG燃料艙的容積要比燃油艙大的多，是否有足夠空間布置體積巨大的燃料罐也是需要考慮的問題。而且LNG作為遠洋船舶燃料，還面臨續(xù)航力不足等難題，另外，目前港口加注設施也不夠完善。”

第三種應對方式是加裝船舶脫硫裝置，目前采用這種方式的船舶不多。一名船舶設計公司的工程師告訴記者：“洗滌塔等船舶脫硫裝置就是解決脫硫問題的，有設定值，通過設備處理后氣體再進行排放，都是滿足相關公約的。基本上煙囪區(qū)域需要重新做生產(chǎn)設計，洗滌塔放置的區(qū)域結(jié)構也需要修改。”

那么，現(xiàn)在擺在航運企業(yè)面前的則是一個艱難的抉擇：選擇哪種方案更具環(huán)保性和經(jīng)濟性呢？

2 船舶脫硫裝置守護“碧海藍天”

據(jù)了解，船用脫硫裝置一般采用選擇性催化還原技術（SCR），這是針對柴油機尾氣排放中NOX的一項處理工藝，即在催化劑的作用下，噴入還原劑氨或尿素，把尾氣中的NOX還原成N2和H2O。該技術也被廣泛應用于柴油機尾氣后處理，通過優(yōu)化噴油和燃燒過程，盡量控制微粒PM的產(chǎn)生，而后處理富氧條件下形成的氮氧化物，即使用尿素對氮氧化物（NOX）進行選擇性催化還原，從而達到既節(jié)能、又減排的目的。

目前主流的船舶尾氣脫硫技術主要有鈉堿法與鎂基法兩種。國外普遍采用“鈉堿法”設備，我國采用的“鎂基法”船舶廢氣清洗系統(tǒng)技術突破國際技術封鎖，產(chǎn)品躋身世界一流。與國外“鈉堿法”比較，同功率的“鎂基法”設備體積更小，重量更輕，系統(tǒng)總功耗也相對更低，廢液排放固化物少，脫硫不易結(jié)垢、無二次無污染。對于營運船的改造來說，鎂基法設備具有鈉堿法設備無可比擬的優(yōu)勢，比較容易適合船上安裝。

船用脫硫裝置一般采用開放式洗滌塔、混合洗滌塔、閉式洗滌塔，以及其他更高端的洗滌塔。與其他洗滌塔相比，開放式脫硫塔安裝和維護更加最簡單，最容易被船東接受。有數(shù)據(jù)顯示，當前已安裝的洗滌塔中72%是開放式。

然而，目前有一些港口監(jiān)管機構和沿海國家已經(jīng)對污水排放施加了限制，禁止船舶在其水域使用開放式洗滌塔及排放洗滌水，或者正在計劃采取限制措施。

那么，船舶使用開放式洗滌塔到底靠不靠譜？

全球清潔航運聯(lián)盟2020組織于2019年2月21日在倫敦舉行了第一次技術會議，日本國土基礎設施運輸和旅游部（MLIT）和DNV GL都對廢氣清潔系統(tǒng)的組成和質(zhì)量進行了詳細研究。研究發(fā)現(xiàn)，所分析的樣本始終遠低于允許的IMO標準和法規(guī)限制。然后，將洗滌水參數(shù)濃度與歐盟和德國的陸基工業(yè)點源廢水標準排放限值進行了比較，并與之相符。

與此同時，日本船級社（ClassNK）研究所技術人員協(xié)調(diào)員Shinichi Hanayama在MLIT演講中表示“使用開環(huán)洗滌塔不會對海洋生物產(chǎn)生短期或長期影響。”

歐美發(fā)達國家采取的一些措施或許值得大家學習與借鑒。歐盟最早通過劃設排放控制區(qū)以及歐盟立法的形式，實現(xiàn)嚴格而且廣泛的船舶排放控制。在此背景下，歐洲船東已經(jīng)采取各種可行措施予以應對，其中以加裝船舶尾氣脫硫設備為主流方式，且需求呈上升態(tài)勢。

船舶尾氣脫硫設備的大量采用，一方面使歐洲的空氣質(zhì)量得到了極大改善，同時也實現(xiàn)了傳統(tǒng)航運業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級，推動了船舶環(huán)保裝備等高端制造業(yè)的發(fā)展。

3 洗滌塔推動“綠色經(jīng)濟”

隨著IMO 2020年限硫規(guī)定進入倒計時，業(yè)界對為船舶安裝脫硫裝置的興趣驟然升溫。因為與其他可選方案相比，安裝洗滌塔無疑是最經(jīng)濟的選擇。

專家表示：“綜合比較之下，使用船舶脫硫裝置弊端較少：一來無需加裝低硫油冷卻器并對發(fā)動機供油系統(tǒng)做出相應改造，也不用考慮低硫油昂貴的價格及供給問題，更無須將使用低硫油的差價費用轉(zhuǎn)嫁至貨主。二來不用額外支付目前應用并不廣泛的LNG燃料系統(tǒng)高昂改造費用，也無須受制于全球范圍加注設施不完善的使用限制。”

經(jīng)測算，我國自主品牌的“鎂基法”設備使用的氧化鎂國內(nèi)采購價大約只有700元人民幣/噸，同樣處理一噸含硫量3.5%的重油，氧化鎂粉末大約只需要40公斤，成本優(yōu)勢極為明顯。

此外，有業(yè)內(nèi)人士表示：“使用洗滌塔，船東無需對發(fā)動機及供油系統(tǒng)進行改造，可以繼續(xù)使用與主機性能匹配的廉價重油。避免了因為更換低硫油帶來的各種船舶運行風險，以及為使用天然氣做燃料所要負擔的巨額改造成本，同時可為船東節(jié)約大量的燃油成本。若船舶全年在“硫控排區(qū)”內(nèi)行駛，則一年左右即可收回成本，且安全可靠無后顧之憂。”

一份挪威銀行DNB針對洗滌塔市場的最新分析顯示：洗滌塔之所以受到船東青睞主要是因為它們的經(jīng)濟性，即便低硫油與傳統(tǒng)重燃油的價格差縮小，洗滌塔投資依然經(jīng)濟性高。全球商船大約共計10萬艘，截止2020年底安裝洗滌塔的船舶總數(shù)只占其中的3.7%。另據(jù)廢氣洗滌器協(xié)會（EGCSA）的統(tǒng)計，在2024年后，船用洗滌器市場將份額將會高達80億美元，船用洗滌器將是一個市場巨大的產(chǎn)業(yè)蛋糕。

重要的是，在“限硫令”的催化下，這個市場才剛剛開啟。