燃油
挑战未来的燃料
21 十二月 2020
06 一月 2020
未来船运相关行业的必然变化
国际海事组织(IMO)对燃料硫含量的新规将对船运及其相关行业带来巨大影响。润英联燃油和船用润滑油专家Steve Benwell和Marco Corradi就这一法规对船运业相关各方可能产生的影响进行了探讨,并介绍了其对未来燃油和润滑油要求的见解。现在请观看这些视频短片吧。
从2020年1月1日起,国际海事组织的全新规定要求船只不能使用硫含量超过0.50%的燃料,除非船只配备合适的废气清洗系统。这一变化将会对整个行业,从炼厂、燃料供应商,船运公司/船东,一直到润滑油、基础油和添加剂供应商等整个行业带来巨大影响。可能在过去几年业界一直在谈论IMO2020规定,但直到现在,随着新燃料的出现,燃油和润滑油所面临挑战的全貌才变得日益清晰。
多燃料的未来是肯定的,尽管多数船运公司最初可能愿意先选择低硫船用天然气油(MGO),然后再过渡到超低硫燃料油(VLSFO),但仍有一些高硫燃料油搭配洗涤塔使用以及有限的替代燃料的使用。Marco想听听燃油的这些预期变化会如何影响炼厂。
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Marco: 对于炼厂本身而言,这一法规会对炼厂造成什么影响?炼厂会如何应对?
Steve: 这是一个非常有趣的问题,因为全球各地有很多不同类型的炼厂,其复杂程度各不相同。对于能够处理残渣油的复合型炼油厂,可将其升级为更轻质产品的工艺,如果你了解得更加深入,会发现这些炼厂的经营将会非常好。他们的单位毛利会提高,因为他们本来也不会生产任何重质燃料油,而通过将更重质油料生产出的更轻质油料,这会变得更有价值。
而没有能力处理那些重分子(残渣油)的炼厂会面临更多的问题。其中一种方法,也是最简单的方法就是使用更低硫含量的原油。这将推高低硫原油的价值,也意味他们将使用更高蜡含量的石蜡基原油,因为低硫原油往往比高硫原油具有更高的蜡含量。这将对整个炼油环节产生影响,而不仅仅是在船用燃油方面。人们常常会忘记船用燃油仅占全球炼厂产能的5%,本末不可能倒置。所以,如果换成低硫原油,可能会对所有其他产品带来影响,不管是产量,还是性能,就会形成这样一个情况,同时我们鼓励我们的炼厂客户如果打算更换原油,请通知我们,因为尤其是在中间馏分区域,这些产品的低温流动性和对低温流动的响应可能会非常不同。然后,当谈到船用燃油时,不管是船用馏分油还是重质燃油,你都会遇到蜡的处理问题。因此,管理整个输配系统的蜡含量,显然是一大挑战。
显而易见,在IMO 2020实施之后,炼厂看待燃油生产与供应的方式,与船运公司之间会存在脱节。炼厂希望通过生产利润最高的产品来最大限度地提高自身的经济效益。这意味着炼厂可能供给船用燃油以外的领域,这会对低硫燃料的供应造成影响,从而使整个行业都有所损失。
然而,挑战并不止于燃油供应问题。IMO 2020规定对炼厂带来的影响可能也会影响到基础油的供应,正如Steve和Marco所说,这也会对润滑油配方产生影响。
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Marco: 对炼厂而言,我认为润滑油方面会引起一些问题,IMO 2020会对基础油的I类油供应影响。这不是说IMO 2020规定让行业脱离I类基础油,而是燃油变化导致的结果,从长远来看,这会导致I类油的供应下降。
Steve: I类基础油的原料是VGO,而如果你的VGO硫含量足够低,那对于超低硫燃料油、低硫燃料油、甚至混合燃料来说都是非常好的原料。它不含任何残渣油,你可以将其与残渣油调和,或者直接使用。一切都取决于你认为将VGO作为I类基础油的原料,还是将VGO作为船用燃油原料更有价值?
所以你会看到I类油和 II类油解决方案之间的平衡会发生变化吗?从添加剂角度来看,这会产生什么影响?
Marco: 说到气缸油,我们会研究两种基础油都可以使用的技术,可能会开展一个项目,虽然知道I类油的表现会更好,而我们把目标定在使用II类油的特定性能水平上。这是我们会做的事情,因为我们一直致力于提高产品的技术性能。
在四冲程筒状活塞发动机油方面我们的技术可以使产品在II类油配方中也能发挥在I类油配方中一样好的作用,就在此时,我们的同事已在开发下一代产品。
随着燃料选择范围的扩大,IMO2020大范围实行后,不同燃料的兼容性和稳定性方面会出现许多问题。
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Steve: 最近我们在这方面已经在做很多工作,并且推出了一些新产品,我们的重点是燃油的总沉积物指标。很多人仍旧依赖以前的高硫燃料规格,我们认为这对新的燃料不一定适用。即使这些新燃料在开始时符合规范,但也会更接近于不稳定的边界指标。
我们已经看到一些实际例子,一种燃料最开始时符合规范,但在燃料的整个使用寿命中,会变得不合格。我们已经开发了一些添加剂,以确保船运公司能无故障运行。换句话说,他们不会遇到燃油在使用一段时间后变得不合格的问题。设想一下,如果你相信用旧的做事方式能够在新的环境下保护你,那么我想你一定会陷于意外的状况。
展望未来,与燃料相关的问题预计会增多。稳定性无疑是一个令人担忧的问题,另一个问题就是没有其他物料能够加入高硫燃料油中。例如,在IMO 2020之后,船用燃料中的油浆含量将会增加,这可能会导致燃料不稳定。复杂性在不断提高,船运公司应要求使用在航行期间不会造成任何故障的燃油。
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Marco: 我看过评论,甚至在演讲中也有提到直馏燃油是最优质的。但你知道这是被控制的,炼厂生产的产品不同于经销商或燃料供应商提供的可能存在混合的产品,所以对于船运公司来说,这是一个相当复杂的世界……其中一个挑战,也是一些OEM一直提到的“不要混合燃料,要把它们分别放在船上的不同油箱内”
Steve: 并非总是可行的
Marco:并非总是可行…… 有些船只,也许较大的船只,能够做到这一点,并且你能够在完全烧空一个油箱之后再开始使用另一个油箱,而这个油箱里的燃油可能来自其他地方,这可能产生油泥,沉积物,和燃烧问题,所有问题我们都已经看到过,并且在船运业中见到这些问题的发生。
Steve: 事实上,我们已经看到一些人正在推出这些新燃料,并且对产品的稳定性保障提出了限制。我曾听到过“30天,我们只保障30天的稳定性”,然而现在,这些燃料将在系统中存留60到90天,如果供应商只保证30天的稳定性,那么船只可能会在航行时遇到问题。
船运公司将不得不要求燃料供应商确保在使用其燃料的整个时间段内燃料可以无故障运行。我觉得这会是一个变化,在过去,高硫燃油通常都差不多,在实际使用中它们的性能大致相同,而且几乎没有问题——一个业界的高硫燃料专家告诉我,只有不到1%一半的情况下会有问题。但我们预计这一数字至少会增长10倍,也许是20倍,这是我们必须要克服的一个主要问题。
船运业最担心的一个问题是,不确定使用符合IMO2020标准的新燃料会影响船只的可操作性。这不仅是成本和停机的费用问题,还会带来在海上停机的安全隐患。
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Steve: 因此,在向IMO2020转变时,我们可能会看到影响船只推进方面的问题。比如极低硫燃料可能会带来一些影响:蜡,如果蜡阻塞系统,则发动机缺乏燃油供给,那么你可能无法运行船只。还有沥青质的不稳定,如果阻塞了净化器或过滤器,你就不能使用燃料。因此,这些都是实际使用中可能对船只可操作性产生重大影响的示例。
目前,业界关注的焦点是IMO硫含量降低可能对炼厂产生的影响以及可能提供的各种产品的质量。但是,一个重要的,也是我们不能忽略的这样一个事实,即IMO2020带来的变化也可能影响船用润滑油的配方要求。
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Marco: 在二冲程发动机领域,如果你说未来的情况将不再相同,而做相同的事情在未来可能不起做用,我会完全同意。我们已经间接听到过实际使用中发现的产品恶化或性能问题。因此,你不能简单地采用这种方法,使用一种现有的、在高硫燃料环境下运行的技术,仅仅下调加剂量用于低硫燃料环境下 – 从配方的技术角度来看,这个方法完全行不通。
Steve: 为什么它不起作用?为什么你不能拿一个高碱值的产品,然后说我不需要这么高,因为我没有那么高的硫含量?为什么你需要更改配方?
Marco: 这是由于清净剂化学成分本身的性质。在某些情况下,这些重硫燃料油的配方几乎完全是清净剂构成。这些清净剂本身就是化学化合物,有一个内核,即中和基,能帮助处理燃油中硫含量产生的酸性物质,然后有像鞘一样围绕在其周围的表面活性剂、皂基来稳定,清净性就是一种来自该化学物质的清洁力,。如果你在配方中去除了碱基,如果你去掉了这种中和能力(因为在低硫环境中不需要这种中和能力),但同时你也去除了清净性,即清净剂的清洁能力。
极低硫燃料油的未来是可以预期的,它意味着一些船用润滑油的配方将需要重新调整,以便保持发动机的清洁。而且,随着可选方案的增多,寻找最佳解决方案和了解不同技术路线的利弊,一向是润英联近年来船用润滑油研发活动的中心任务。
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Steve:很显然,当燃料燃烧时,它不会被完全烧掉,在某些情况下,这些燃料的燃烧效果很差,最终导致部分燃烧产物进入润滑油中。所以,由不同原料构成的极低硫燃料范围真的很广,可能是重度裂化、重芳香烃类的材料,甚至是重烷烃,未裂化的原料,那么这些材料会对润滑油产生什么影响呢?
Marco: 我认为这可能会造成巨大的影响。就行业整体而言,何种影响目前尚不为人所知,因为要使用的燃油实际并不一定已经供应。我们开始看到这些低硫燃料油进入市场。对于0.5硫含量的燃油,直馏产品已经存在,但是我们看到市场上出现混合燃料,但尚未观察到市场上供过于求,因为整个行业都不愿过渡。都不希望自己成为先驱,因为如果你使用的是新燃料,你不知道它将带来什么问题。你不了解燃烧中会出现什么问题,在清净性方面会遇到什么问题,你不知道你的发动机该如何应对这些问题。
因此,大家都等到2019年第四季度才尽可能晚地过渡到这些新燃料,但是,我们绝对需要准备好润滑油配方来应对这些问题。我的意思是这是润滑油本质决定的,来帮助润滑发动机并且保持发动机清净,能够让发动机在任何条件下燃烧任何燃料。
实际上这对船运业是一个很大的挑战,我们正尝试向船运业证明更高品质润滑油的价值,因为更高品质的润滑油将确保您的发动机能在更长的时间内更好地运转。您将不会在停机,干船坞停靠,更换零件或让工程师上船修理方面花费太多的金钱或者时间,这样你就能节约成本。
这些燃料是全新的,而且才刚刚开始进入市场,这就意味着许多船运公司要等到2019年第四季度晚些时候才开始过渡。尽管已经进行了一定程度的测试,但Steve和Marco都可以预见未来会有一段不确定的时期。
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Steve: 在我们进入市场时,市场的供需关系可能接近平衡,也许已经供应充足了,让我们拭目以待。但这意味着所用的燃料种类可能会发生较大的差异,我是指,我们已经从石蜡基原油中看到了,燃油的倾点很高。如你所知,船只必须能够加热这些材料,并保持其流动性,这意味着它们需要更高的热容量。芳香烃的高度裂解,所有这些燃烧所产生的问题,都将会是一个燃烧问题的领域。我们在这些领域找到了解决方案,中途如果将这些材料和各种不同组合调和在一起,就可以破坏沥青质的稳定性,沥青质管理的新技术也应运而生,所以我们对此已经做好准备了。但在直到其真正出现之前,我们都非常有兴趣来了解到底什么产品会在市场推出,到底会产生什么问题。我认为除非人们真正开始使用这些燃料,否则谁都不会真正知道具体的情况。
Marco:未来将会是多燃料的环境,一个多燃料的未来,会出现多种问题,不可预计的问题将会出现,是明年1月、还是年中出现,何时会看到这些问题,或者人们在使用时遇到的问题会增多?我们需要能够迅速为客户提供解决方案,或者提供我们正在进行测试的技术来解决客户可能会遇到的问题或故障。能够应对这些挑战在未来非常重要。
IMO2020对整个船运业和相关产业可能造成的确切影响仍不确定。但是,有一点似乎很明确,即国际海事组织的减排计划不会就此停止。未来五年里将会有更多的事情发生,预计将进一步削减硫含量并扩大对氮氧化物的控制。此外,国际海事组织正努力减少温室气体的排放,其最初的战略目标是到2030年,国际船运业中平均每个运输工作的二氧化碳排放量至少降低40%(与2008年相比),并力争在2050年减少70%。请访问国际海事组织官网Visit IMO,了解更多详细信息。
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Marco: 在此背景下,国际海事组织正在为整个船运业制定非常雄心勃勃的无碳化目标,并将在未来5年推动很多研发工作的开展。2050年是重要的目标节点,2030年要实现阶段性目标。如果你考虑船只寿命,即其在水上行驶的时限,那么你需要让船队在2030年代前开始过渡至使用这些无碳化方案。
Steve: 我认为在到低碳化的过渡阶段中,燃料本身可能会发生变化,但在这些低碳化过渡步骤中,我认为燃料经济性将变得越来越重要,这是燃油和润滑油都会对其造成重大影响的领域。
Marco: 我必须要说的是,在我任职于润英联的所有时间里,正是在这一领域,我们公司的燃油和润滑油部门同事都在从不同角度观察这些问题,共同努力来了解遇到的问题。
在涉及到未来、涉及到所需要的新技术、涉及到没人能预见的新问题、或是在特定条件下,在特定地区,在使用特定燃料给特定客户带来问题时,我们能否从现有的产品和技术中找到解决方案来相对快速地进入市场,这十分重要。
随着这些新法规的生效,汽车应用中的一些技术创新将会用于下一代船用柴油发动机。润英联将继续依托从重型柴油车和柴油乘用车中的柴油和润滑油研究中获得的经验,来应对未来的挑战。
观看该影片 获得更多关于润英联为IMO2020所提供的技术性解决方案。
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