减少海运温室气体排放是今年CIMAC会议的主要议题之一。本文将介绍本次会议的一些相关演讲。
CIMAC 晚宴上的与会者（照片：CIMAC）CIMAC 大会每三年举办一次，汇聚了参与内燃机开发、生产、部署和测试的代表，这些内燃机应用于一系列领域，包括船舶推进、铁路牵引和发电。
该大会每三年在成员国之间轮换举办；上一届大会因新冠疫情推迟至2023年5月在韩国釜山举行。2025年的大会则在瑞士苏黎世举行。虽然演讲者就一系列主题发表了论文，包括数字连接和系统集成，但重点主要集中在旨在帮助海运发动机脱碳的技术上。
国际海事组织排放目标
国际海事组织（IMO）于2020年1月1日生效的《2020年国际海事组织排放限值条例》（IMO 2020）规定，船舶燃油中允许的最大硫含量必须从3.5%降至0.5%，以减少硫氧化物（SOx）排放。除在排放控制区内运营的船舶外，所有船舶均须遵守此项规定；在排放控制区内运营的船舶，其燃油中硫含量已限制在0.1%以内。
作为《国际防止船舶造成污染公约》（MARPOL）的一部分，新的限值预计将使 SOx 排放总量减少 77%，相当于每年减少约 850 万吨 SOx。
此外，国际海事组织于 2023 年推出了修订后的温室气体战略。该战略设定了一系列未来几十年要实现的目标，包括到 2030 年温室气体排放量减少 20% 至 30%，到 2040 年减少 70% 至 80%，以及到 2050 年实现温室气体净零排放（如果以某种方式抵消，温室气体排放量不必在排放点为零）。
燃料脱碳
为实现这一雄心勃勃的净零排放目标，需要采用柴油以外的燃料，并结合新型发动机技术。氢气和氨气是两种可以提高柴油效率的燃料，尤其是在双燃料发动机中。SINTEF Ocean 的 Sadi Tavakoli 在其论文《利用氢气和氨气实现船舶动力系统脱碳》中探讨了使用双燃料系统在减排方面的潜力。
基于从一艘挪威货轮收集的280天实际燃料使用数据，利用FEEMS（机械系统燃料排放能量计算）建模框架进行的分析表明，引入氢动力或氨动力发动机可以减少排放。但值得注意的是，采购这两种燃料的绿色版本对于实现最大程度的温室气体减排至关重要。
甲醇的益处
另一种具有减少温室气体排放潜力的替代燃料是甲醇。大发柴油机制造株式会社的梶义典先生发表了题为“甲醇双燃料发动机研发现状”的报告，介绍了该公司如何推进相关研究，旨在实现甲醇燃料在内燃机中的高效利用。
海因茨曼甲醇端口燃油喷射器
Heinzmann 的甲醇端口注射器（照片：Heinzmann）在今年的CIMAC会议上，Heinzmann展示了一款可用于中速甲醇燃料发动机的量产型端口喷射器。
这款新型喷油器支持低压应用中的双燃料运行，适用于新车型和发动机改造项目。该喷油器可在 5 至 20 巴的压力下喷射雾化燃油。
新型喷油器的特点包括采用 CFD 推导的锥角，可产生均匀喷雾以实现稳定点火，而双层壁选项则符合相关的安全标准。
将甲醇引入内燃机有两种方法：歧管喷射和缸内直喷。歧管喷射的优势在于喷射压力较低（约 60 巴），但这种方法有时会导致“异常”燃烧。因此，最终决定采用缸内直喷。由于燃料以约 600 巴的压力喷射，它会迅速汽化，但这种方法也需要更高的发动机压缩比以及能够同时喷射甲醇和柴油的喷油器。
大发汽车正继续致力于开发用于船舶的双燃料直喷发动机。
发动机油的影响
如前所述，氨是一种正在研究用于减少船舶排放的燃料。但与重质燃油不同，氨的润滑性能很差，这意味着发动机油需要付出更多努力来减少摩擦并维持合适的发动机温度。
CIMAC 会议欢迎招待会（图片：CIMAC）“润滑油助力海上脱碳替代燃料”是由海湾海事公司的 Edward Ng 提出的，该公司开展了相关研究，以确定氨等替代燃料是否会对发动机油产生不利影响。
根据报告中提出的结论，虽然并非所有台架试验都表明性能下降，但部分试验确实显示，最终老化的润滑油性能有所降低。值得注意的是，使用氨作为燃料的润滑油试验并未发现润滑油性能出现任何“严重损害”。
点击此处即可查看在 CIMAC 第 25 届大会上发表的论文列表。
