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船用柴油机制造商暗战减排研发 欧洲引领亚洲紧追

编辑:南京华通气动制造有限公司  字号:
摘要:船用柴油机制造商暗战减排研发 欧洲引领亚洲紧追
金融危机过后,船用柴油机投资热引发了新一轮的“暗战”。

兰瓦锡兰公司和江苏萃兴海洋工程有限公司已就在华建立可生产W26型和W32型船舶中速发动机的合资企业达成共识,合资经营合同签字仪式在南通如皋举行。瓦锡兰在该合资企业的投资额为1600万欧元。此合资企业中瓦锡兰持股49%,江苏萃兴海洋工程有限公司持股51%。

中国仍是焦点

某国际权威船机杂志近日公布了其2010年1~12月全球三大类船用发动机(机械传动推进、辅助发电机组和柴-电推进)订单年度调查报告,详细介绍全球船机市场情况。

依据惯例,船用发动机订单调查报告所包含的功率范围为0.5兆瓦(500千瓦)以上,燃料类型包括柴油、重燃料油和天然气。全球主要发动机制造商及其授权许可生产企业参与了该项调查,以确保调查的完整性和准确性,因此其调查结果对行业计划及未来发展分析具有权威影响。

需要指出的是,调查的数据不代表船机的交付量,而是2010年获取的船机订单数量。船机订单地理分布是按造船地统计。

调查显示,2010年是近几年造船行业的复苏之年。与2009年相比,船机订单数量取得了28%的增长,其中机械传动推进船机增长最为明显,增幅达39%。天然气燃料发动机也传出好消息,打破了2009年度的零订单,2010年在机械传动推进主机和辅机中都有天然气燃料订单。远东地区仍然是全球最活跃的地区,两大造船国家——韩国和中国毫无意外的继续对船厂进行投资,并获取了大量新订单。

同时,中国船舶行业协会(CAN鄄SI)报告说,2010年中国造船量占全球41%市场份额,成为全球头号造船大国。此外,中国许多船厂也正在研发低碳船,以顺应国际排放规则,保持市场竞争力。中韩造船市场的复苏,彰显全球造船业的复苏和订单的增长。

这就不难解释船业巨头瓦锡兰为何关闭本部工厂而选择在华扩张。据悉,前述合资企业坐落于江苏省如皋市,将主要致力于发动机的装配和调试工作。计划于2013年年初投入运营。合资经营将由相关当局批准。

“该合资企业是瓦锡兰稳步扩展在中国的业务和生产,更贴近客户的战略中重要的一步。中国作为世界上最大的造船国之一,近年来造船业市场占有率呈现出明显的上升趋势,如今已拿到了超过40%的全球造船订单。通过此次合作,我们将进一步提高瓦锡兰在世界造船市场上的领先地位。”瓦锡兰集团总裁兼首席执行官OleJohansson在合资经营合同签字仪式上表示。

“该合资企业将会提供给中国船舶市场具有竞争力的产品。瓦锡兰希望显著提高船舶中速发动机的市场份额。我们的目标是成为中国领先的船舶中速发动机生产企业之一。”瓦锡兰中国有限公司总裁朱炯炯表示。

根据规划,项目一期总投资30亿元,在“十二五”期间将实现1000台套的生产能力,实现销售200亿元,目标建成全国最大的中速机生产基地。

瓦锡兰的主要竞争对手MAN已于2007年与江苏安泰动力机械合作,在靖江投资生产船用低速柴油机,首批由民营企业生产的MAN低速船用柴油机已于去年9月下线。MANDiesel低速主机部门高级副总裁格洛伊恩早前在奥格斯堡表示,从事中国内河和沿海贸易的船舶能为船用柴油机制造商带来庞大商机,在远洋货船发动机订单大幅减少下,中国对发动机的需求,能弥补新单缺乏和客户撤单的损失。

在国际大型船机市场上,MAN的市场份额达到70%,瓦锡兰所占份额为20%。

欧洲引领亚洲紧追

2008年10月,MARPOL(国际防止船舶造成污染公约)附则VI修正案获批,国际海事界在推进航运节能减排方面又迈出了重要一步。根据这一已生效的修正案,2011年1月l日以后装船的柴油主机须符合TierⅡ标准,其氮氧化物排放量不得超过14.4克/千瓦时;在排放控制区内,2016年l月1日及其以后建造装船的柴油机须符合TierⅢ标准,其柴油主机的氮氧化物排放量不得超过3.4克/千瓦时。

自2008年至今,欧洲主要船用发动机制造商大都推出了满足TierⅢ标准的解决方案,不仅如此,近年来电力推进等环保动力系统的应用范围进一步扩大,船舶利用新能源的研发方兴未艾,展示出航运业的绿色发展前景。

由于积极预研减排技术,瓦锡兰集团、MAN公司和卡特彼勒公司等主要低速、中速机制造商在标准“到来”之前,均已将其船用柴油机升级成符合Tierfl标准的产品。为抢占市场先机,这些企业还纷纷开发符合Tierm标准的产品。瓦锡兰集团表示,其双燃料船机在仅采用气体燃料时,无需采用其他后处理技术即可符合该标准。

此外,该集团还在其柴油机上应用了选择性催化还原(SCR)技术,能够使二冲程、四冲程船用柴油机的氮氧化物排放量降低90%以上;研制出了硫氧化物洗涤装置,能够使船舶废气中硫氧化物的含量减少99%,氮氧化物含量减少3%~7%,颗粒含量减少30%~60%。在此基础上,该集团还进一步开展减排研究,包括废热回收技术(WHR),废气再循环(EGR)技术、Wetpac技术等,其中EGR技术有望使船舶的氮氧化物排放量有望至少减少60%。

在减排领域,MAN公司也在进行EGR技术研发,并研制使船用发动机的硫氧化物排放量减少90%的洗涤设备。该公司还进行了WHR技术研究,其WHR系统能够利用废热对船上的涡轮发电机所需的蒸汽进行加热,使船舶的二氧化碳排放量减少20%。

卡特彼勒公司通过开展德国政府支持的EMIMINI项目,于2005年完成了项目第一阶段的工作,实现了废气排放符合TierⅡ标准的目标。在此基础上,该公司又开展了第二阶段的研发工作,对其船机上的卡特彼勒共轨系统(CCR)进行了优化,使其马克品牌M20C、M25C、M32C和M43C船机符合TierⅢ排放标准。该公司还计划与合作伙伴继续开展FAME项目,在燃烧过程中的空气控制等方面开展研究,以进一步减少船机的废气排放量。

在对传统产品升级换代的同时,造机巨头们更是把目光聚焦在双燃料船用发动机研发领域。有业内人士预测,到2015年,全球以LNG为燃料的船舶将从现在的约100艘增加到800~1000艘。为此,瓦锡兰集团推出了包括20DF型、34DF型和50DF型机在内的DF系列机,并已成功在多艘船舶上应用。MAN不仅推出了51/60DF柴油/天然气双燃料发动机,并在今年宣布推出可燃烧液化石油气(LPG)的双燃料二冲程低速船用发动机ME-LGI。该机加装SCR装置和EGR系统后,可满足TierⅢ排放标准要求。罗尔斯·罗伊斯公司则于2007年开始推出卑尔根船用燃气发动机,并实船应用到挪威5艘近海客渡船上。该型机可以减少92%的氮氧化物以及23%的二氧化碳排放,并能完全消除硫氧化物及颗粒物,其燃料消耗效率可在现有双燃料发动机的基础上提高8%。

与传统的机械推进系统相比,吊舱式电力推进系统、以柴-电推进系统为代表的混合动力系统在节能减排方面更具优势。其制造商如ABB、西门子等企业近年来通过持续进行研发,使这些曾主要安装在特种船、豪华游船或舰船上的推进系统的应用范围不断拓宽。2009年底经过两年研发,ABB推出了新一代Azipod吊舱式电力推进系统,新一代系统不仅在技术水平上了一个新台阶,其可靠性、可维护性、运营效率、安全性、环保性、制造工艺都得到了全面改进。

西门子则在去年底推出了柴-电动力系统SishipEcoProp,力图将混合动力系统的应用范围拓展到适用游艇、渔船等小型船舶领域。据称,该系统甚至可将风能、太阳能或燃料电池等作为备选能源。

另一家电力推进系统制造商茵泰荷海事集团同样积极参与新能源利用项目,为全球最大的太阳能动力船“太阳行星”号安装了电力推进系统,为绿色和平组织以风能为主要能源的“彩虹勇士Ⅲ”号配备了柴-电推进系统。

与此同时,欧洲海事界近年来还致力船舶利用新能源方面的研发工作。挪威船级社与MTU公司开展了名为“FellowSHIP”的燃料电池合作项目,并于2009年成功在挪威近海供应船“维京女士”号上安装了功率为320千瓦的燃料电池动力系统。该船若不使用含碳成分的燃料,产生的“废物”仅仅为热量和水;即使采用天然气等含碳成分燃料,与采用柴油机的船舶相比,其二氧化碳排放量也将减少50%左右。除挪威外,目前德国正在开展于此相关的“ZEM项目”。

在生产环保船用柴油机方面,韩国和日本的主要造机商一直紧追欧洲脚步。2010年初,韩国现代重工的发动机与机械事业部制造出全球首台符合国际海事组织TierⅡ排放标准的曼恩船用柴油机6S50ME-C7型二冲程低速机。与此同时,现代重工还与另一造机巨头瓦锡兰合作,引进双燃料发动机技术。双方合资的发动机生产工厂于2008年开业,具备年产100~120台双燃料船机的能力,产品主要为韩国建造的LNG船配套。

日本造机企业也不甘落后,今年一季度,曼恩宣布日本日立造船成功制造出全球首台符合TierⅢ排放标准的船用柴油机6S46MC-C8机。该型机的输出功率接近7兆瓦,通过在增压器前安装SCR系统的方式,实现了氮氧化物排量大幅下降的目标。

在研制船用柴油机的同时,日韩造机企业同样在积极推进新型船舶动力系统研发工作。2009年2月,日本三井造船(MES)就宣布与大阪大学携手开展新型船舶动力系统研发项目。这种名为“Hybrid”的新型系统整合了电池组和船用柴油机,当其中的电池组发挥作用时,船舶的二氧化碳排放有望减少50%~80%。

在韩国,大宇造船从2009年12月起开始进行3兆瓦以下燃料电池的研发工作。此外,该公司还参与了韩国知识经济部开展的1兆瓦级船用燃料电池的研发项目。

在利用太阳能方面,三菱重工、日本邮船和新日本石油3家公司共同研发、建造了搭载太阳能电池面板的6200车位汽滚船“AURIGALEADER”号;商船三井则设计出安装太阳能板的“ISHIN-I”汽车运输船。

在欧洲和日韩船机商加紧研发船机节能减排技术时,中国的造机企业也在不懈努力,跨越船用柴油机的环保“门槛”。其中,沪东重机已经取得了TierⅡ低速船机制造技术的全面突破,在2010年7月交付了首台满足TierⅡ排放限值标准要求的产品7S60MC-C型机。在此基础上,该公司正积极研发满足TierⅢ标准的船机生产技术。

去年底,广州柴油机股份有限公司自主研制的9G32型柴油机通过船东、用户、中国船级社验收,该产品额定功率达4400千瓦,废气排放完全满足TierⅡ排放标准要求。镇江中船设备有限公司也在去年底生产出符合TierⅡ标准L28/32H和L16/24两系列柴油机,并在进一步组织技术攻关,力争于今年上半年使所有机型均通过TierⅡ排放认可。今年3月份,大连船用柴油机有限公司交付了世界首台符合TierⅡ标准的6S50MEC8船用柴油机。

不仅如此,我国已有企业研制成功船用LNG燃料系统,目前国内有造机企业正与国外合作研发船用LNG发动机。而在内河航运领域,随着“长江绿色物流创新工程”的实施,我国已掌握了多项自主技术,能够通过改装,内河船舶应用液化天然气/柴油双燃料发动机,进而大幅降低废气排放。
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