WinGD提供内置的船用发动机排放合规性

使用新型燃料的改造最快可在 12 天内完成（图片：WinGD）

WinGD是一家瑞士公司，生产用于大型商用船舶（油轮、集装箱船等）的低速二冲程发动机。除了可使用氢化植物油（HVO）和生物柴油的柴油发动机外，该公司还提供一系列使用替代燃料的发动机，包括液化天然气（LNG）、甲醇、乙醇和氨（双燃料发动机通常将柴油作为引燃燃料，并与其他替代燃料混合使用）。

这些不同燃料解决方案背后的驱动力是为船东提供多种途径，以实现国际海事组织（IMO）温室气体减排战略的要求。该战略的目标是到2050年左右实现全球航运净零排放。

看起来似乎很简单——至少在几年内确实如此。根据WinGD的数据，到2024年，全球约45%的新造船舶总吨位将使用替代燃料发动机。但当国际海事组织（IMO）的净零排放框架的实施被推迟到2025年10月后，计划使用替代燃料动力解决方案的船舶比例迅速下降。尽管当时有前景对不符合排放标准的船舶实施全球碳定价机制，但情况依然如此。

可再生燃料经济学

WinGD 最近发布的白皮书《 可再生燃料经济学》强调，在净零排放框架宣布之后，预计当前 60% 的船舶订单将使用“传统”（即柴油）燃料。

支持继续使用柴油的理由有很多。在一种可能的情况下，全球净零排放框架可能永远不会出台。随之而来的是，使用替代燃料发动机的船舶订单减少，这将抑制相关燃料生产的增长，使燃料的获取更加困难和昂贵。

此外，现有的低碳柴油发动机替代燃料，例如氢化植物油（HVO）和生物柴油，已经能够满足排放标准。氢化植物油采用生物质生产，生物质在生长过程中吸收了二氧化碳，因此在使用过程中实际上实现了碳中和。

改造准备就绪

René Baart，WinGD

另一种选择是为船舶配备“可改装型”发动机，例如WinGD公司生产的X系列和X-DF（双燃料）发动机。虽然排放目标仍存在疑问，但这些发动机允许船东或运营商在未来的排放目标和燃料类型选择方面拥有更大的灵活性（取决于燃料供应情况和成本）。

“改造过程将包括彻底更换燃油喷射系统，以及安装合适的燃油供应系统，”WinGD 改装解决方案业务部负责人 René Baart 在德国汉堡举行的 SMM 2026 贸易展览会上接受 Power Progress 采访时解释道。

“我们还需要更换一些发动机部件，使它们能够适应新的燃料，例如氨、甲醇、乙醇或液化石油气。例如，氨的注入方式不能与柴油相同。”

氨气（NH3）作为船用燃料既有优点也有缺点。它的燃烧特性相对较差。在压燃式发动机中使用时，通常需要引燃燃料来启动燃烧。引燃燃料通常是少量（约5%）的柴油。此外，氨气燃料的毒性也意味着需要使用双层壁管道以及相关的泄漏检测系统。

氨的优点在于它不含碳，因此不会产生二氧化碳。但排放物可能包括氨泄漏、氮氧化物和一氧化二氮（N2O），尤其是在发动机低速运转时。与人们的直觉相反，WinGD公司在使用X-DF-A发动机进行测试时，报告称氨泄漏量低于10 ppm，一氧化二氮低于3 ppm。

计算投资回报率

虽然这些面向未来的发动机型号的设计已经存在一段时间了，但Baart表示，首批产品直到2022年才进入市场。“我们现在正在对这些发动机进行首次改造。6X52-S短行程发动机正在从柴油发动机升级为甲醇发动机。”

WinGD的iCER EGR系统可以降低X-DF双燃料发动机的排放（图片：WinGD）

除了通过改变燃料类型来减少排放外，可变气缸技术（见方框）也能进一步降低排放。该技术会根据发动机负荷调整压缩比，从而优化燃油效率和废气再循环（EGR）功能。

改造的可行性主要取决于投资回报率。这需要在改造成本和降低的运营成本之间取得平衡，后者涵盖了燃油消耗的降低以及其他成本，例如运营税的减少。Baart补充说，在已配备相应转换装置的船舶上进行改造，最快可在12天内完成。

运营商需要稳定性

虽然立法最终会强制推行燃料转换，但真正推动环保燃料早期普及的还是成本节约。由于大多数环保燃料的能量密度低于柴油，因此提高发动机效率以接近柴油的每公斤能量标准显得至关重要。

“我们使用替代燃料时，发动机效率提高了约3%。”WinGD战略营销主管卡梅洛·卡塔莱米表示，“我们整体效率接近55%，这几乎是内燃机的最高效率。我认为现在我们需要政府出台激励措施来推广使用替代燃料。”

他接着说，燃料类型的选择很大程度上取决于船舶类型。“运营商了解租船要求和任务概况。然后，问题就变成了哪种燃料类型能够实现最佳的脱碳效果。”

“另一方面，法规在变化，燃油价格也在变化。我们需要的是一些稳定性。船东们想要脱碳，但他们不想支付额外的费用。”

巴特估计，目前全球约有4500艘船舶使用WinGD发动机。他估计，其中约有2300艘船舶具备改装条件，但改装程度各不相同。例如，一些使用传统发动机的船舶将出于安全而非效率的考虑进行改装，但即便如此，最终也能减少船舶的碳排放。

他总结道：“仅仅依靠新型发动机无法拯救世界。我们需要新型发动机和现有发动机的改造，才能提高全球航运业的排放性能。”