船舶脱硫装置：IMO限硫法规下的应急之策

    张弛

    随着2020年“限硫令”时间表的迫近，航运企业面临巨大压力，接下来，如何采取正确的投资和决策方案，是对整个航运业的考验。如今，船舶脱硫装置作为2020限硫令的一种应急对策，愈发受到业界关注。

    2019年2月21日，全球清洁航运联盟2020组织在伦敦举行了第一次技术会议，日本国土基础设施运输和旅游部（MLIT）和DNV GL船级社都对废气清洁系统的组成和质量进行了详细研究。研究发现，所分析的样本始终远低于允许的IMO标准和法规限制。这一结果有力地回击了此前业界对洗涤塔存在排放污染的质疑，为下一步大规模推广使用铺平了道路。

    1 “限硫令”引发航运业“蝴蝶效应”

    随着国际社会对环境保护标准的要求日益提高，航运业的环保法规也愈发严苛，限制硫排放便是其中重要的一项。

    2016年10月，国际海事组织（IMO）出台了业届最为关心的硫排放限制规定（俗称“限硫令”）：要求从2020年1月1日起，全球船舶所使用燃油硫含量将不得超过0.5%，在排放控制区（ECA）则不得超过0.1%。虽然距离“限硫令”规定的期限还有将近一年时间，但“限硫令”已经深刻影响到航运业态。业内人士表示：“受变革影响，符合“限硫令”标准的低硫油应运而生。LNG作为替代燃料也是国际应对“限硫令”的一种趋势性选择，船舶安装脱硫装置也是应对“限硫令”的一种做法。已经有不少航运企业正在更新船队，订造环保船舶，以符合环保要求。”

    业界对此表示担忧。有机构分析指出：“这一新规必将增加船舶运营成本。据测算，全球海运燃料成本将上涨25%，年均增加约240亿美元的支出。此外，对船舶进行技术改造需要投入一定比例的额外花费，导致船舶运营成本上升。毫无疑问，这些增加的成本将会通过各种方式转嫁至运输链的各个环节。”这意味着航运业将面临新一轮的运费调整。

    记者了解到，针对“限硫令”的要求，履约方式较多，目前业内大多采取三种方式：

    第一种应对方式是使用低硫燃油，这是目前最为简单的应对措施。业内人士指出：“使用低硫油对船舶改动较少，只需要对发动机的相关系统进行改造。但是由于低硫油的价格基本稳定在重油的一倍左右，低硫油与重油的差价超过200美元/吨。如果一艘船舶每天消耗100吨燃油，一年下来，将多支付730万美元，成本增加较为明显，会给航运企业造成沉重的成本负担。此外，低硫燃油的供应在短期还难以满足市场需求。”

    第二种应对方式是使用LNG作为替代燃料。“使用LNG作为船舶燃料，可以彻底避免硫排放。”一家船企负责人表示“采用天然气作为燃料动力，除了投资成本较大，设备及配套系统价格昂贵，加改装成本也比较大，一般在新造船上使用。以外，LNG燃料舱的容积要比燃油舱大的多，是否有足够空间布置体积巨大的燃料罐也是需要考虑的问题。而且LNG作为远洋船舶燃料，还面临续航力不足等难题，另外，目前港口加注设施也不够完善。”

    第三种应对方式是加装船舶脱硫装置，目前采用这种方式的船舶不多。一名船舶设计公司的工程师告诉记者：“洗涤塔等船舶脱硫装置就是解决脱硫问题的，有设定值，通过设备处理后气体再进行排放，都是满足相关公约的。基本上烟囱区域需要重新做生产设计，洗涤塔放置的区域结构也需要修改。”

    那么，现在摆在航运企业面前的则是一个艰难的抉择：选择哪种方案更具环保性和经济性呢？

    2 船舶脱硫装置守护“碧海蓝天”

    据了解，船用脱硫装置一般采用选择性催化还原技术（SCR），这是针对柴油机尾气排放中NOX的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NOX还原成N2和H2O。该技术也被广泛应用于柴油机尾气后处理，通过优化喷油和燃烧过程，尽量控制微粒PM的产生，而后处理富氧条件下形成的氮氧化物，即使用尿素对氮氧化物（NOX）进行选择性催化还原，从而达到既节能、又减排的目的。

    目前主流的船舶尾气脱硫技术主要有钠碱法与镁基法两种。国外普遍采用“钠碱法”设备，我国采用的“镁基法”船舶废气清洗系统技术突破国际技术封锁，产品跻身世界一流。与国外“钠碱法”比较，同功率的“镁基法”设备体积更小，重量更轻，系统总功耗也相对更低，废液排放固化物少，脱硫不易结垢、无二次无污染。对于营运船的改造来说，镁基法设备具有钠碱法设备无可比拟的优势，比较容易适合船上安装。

    船用脱硫装置一般采用开放式洗涤塔、混合洗涤塔、闭式洗涤塔，以及其他更高端的洗涤塔。与其他洗涤塔相比，开放式脱硫塔安装和维护更加最简单，最容易被船东接受。有数据显示，当前已安装的洗涤塔中72%是开放式。

    然而，目前有一些港口监管机构和沿海国家已经对污水排放施加了限制，禁止船舶在其水域使用开放式洗涤塔及排放洗涤水，或者正在计划采取限制措施。

    那么，船舶使用开放式洗涤塔到底靠不靠谱？

    全球清洁航运联盟2020组织于2019年2月21日在伦敦举行了第一次技术会议，日本国土基础设施运输和旅游部（MLIT）和DNV GL都对废气清洁系统的组成和质量进行了详细研究。研究发现，所分析的样本始终远低于允许的IMO标准和法规限制。然后，将洗涤水参数浓度与欧盟和德国的陆基工业点源废水标准排放限值进行了比较，并与之相符。

    与此同时，日本船级社（ClassNK）研究所技术人员协调员Shinichi Hanayama在MLIT演讲中表示“使用开环洗涤塔不会对海洋生物产生短期或长期影响。”

    欧美发达国家采取的一些措施或许值得大家学习与借鉴。欧盟最早通过划设排放控制区以及欧盟立法的形式，实现严格而且广泛的船舶排放控制。在此背景下，欧洲船东已经采取各种可行措施予以应对，其中以加装船舶尾气脱硫设备为主流方式，且需求呈上升态势。

    船舶尾气脱硫设备的大量采用，一方面使欧洲的空气质量得到了极大改善，同时也实现了传统航运业的产业升级，推动了船舶环保装备等高端制造业的发展。

    3 洗涤塔推动“绿色經济”

    随着IMO 2020年限硫规定进入倒计时，业界对为船舶安装脱硫装置的兴趣骤然升温。因为与其他可选方案相比，安装洗涤塔无疑是最经济的选择。

    专家表示：“综合比较之下，使用船舶脱硫装置弊端较少：一来无需加装低硫油冷却器并对发动机供油系统做出相应改造，也不用考虑低硫油昂贵的价格及供给问题，更无须将使用低硫油的差价费用转嫁至货主。二来不用额外支付目前应用并不广泛的LNG燃料系统高昂改造费用，也无须受制于全球范围加注设施不完善的使用限制。”

    经测算，我国自主品牌的“镁基法”设备使用的氧化镁国内采购价大约只有700元人民币/吨，同样处理一吨含硫量3.5%的重油，氧化镁粉末大约只需要40公斤，成本优势极为明显。

    此外，有业内人士表示：“使用洗涤塔，船东无需对发动机及供油系统进行改造，可以继续使用与主机性能匹配的廉价重油。避免了因为更换低硫油带来的各种船舶运行风险，以及为使用天然气做燃料所要负担的巨额改造成本，同时可为船东节约大量的燃油成本。若船舶全年在“硫控排区”内行驶，则一年左右即可收回成本，且安全可靠无后顾之忧。”

    一份挪威银行DNB针对洗涤塔市场的最新分析显示：洗涤塔之所以受到船东青睐主要是因为它们的经济性，即便低硫油与传统重燃油的价格差缩小，洗涤塔投资依然经济性高。全球商船大约共计10万艘，截止2020年底安装洗涤塔的船舶总数只占其中的3.7%。另据废气洗涤器协会（EGCSA）的统计，在2024年后，船用洗涤器市场将份额将会高达80亿美元，船用洗涤器将是一个市场巨大的产业蛋糕。

    重要的是，在“限硫令”的催化下，这个市场才刚刚开启。