1船舶替代燃料的选择

随着碳达峰、碳中和目标的设立，这种替代燃料的开发及选择是当下重要的研究目标。其中LNG、甲醇以及氢燃料、氨燃料的呼声较高。由于组成以及各项性质的不同，污染物的排放量也不同，根据各个燃料的热值及CO，等排放量的数值对比，可以发现LNG及甲醇燃料主要组分中含有碳元素，相对于传统船用燃料能够减少一定的CO₂排放。然而其发动机技术相对于氢、氨燃料更加成熟，且具有来源广泛、产量高、储存运输技术成熟等优势，可用于初期减排策略中。氢燃料与氨燃料由于分子中不含碳，不会产生CO₂排放，减排效果好，但其发动机还处于研发阶段。两者的CO₂、SO_x、CO、CH等排放物的排放基本部为零，NO_x的排放主要受燃烧室温度、氧含量等因素影响，排放量还要根据实际使用情况确定，使用EGR后处理技术可以有效降低NOx排放，因此氢与氨燃料产生的污染极小。氢燃料热值虽高，但分子量小，密度低，易于泄露且易燃易爆，因此对储存要求极高，需要在零下253℃的低温下储存，安全性低;氨气则只需要在零下33℃下储存即可，储存要求相对不高，氨的液化储存价格是氢储存的1/16，且相比于氢，氨更不易达到爆炸极限，安全性更高，因此氨燃料在"双碳"策略的长期发展中具有较大的优势，但绿氨技术的成熟以及产量的提升、发动机技术的研发还需要一定时间。

热值能够体现一个燃料所蕴含的能量，热值越高，燃烧时所释放能量也就越高，从各类清洁燃料的热值及体积能量密度对比可见，其中氢气的热值最高，但氢气分子小、密度低，体积能量密度低，对需要储存大量燃料的远程航行不利，而氨燃料的体积能量密度为12.7MJL，比液氢高很多，更适用于包括远程航行在内的各类航行。

2 发动机油需要更加优异的润滑性能

由于新型替代燃料自身的性质、燃烧特性以及排放气体的组成不同，使用时产生的问题也不同，对发动机油的性能要求也会有相应的改变。

传统船用燃料使用时对设备表面有一定的润滑作用，但LNG、氢气、氨气等气体燃料其自身的润滑性较低，尤其是氢气的干燥特点，当它们作为燃料使用时不具备润滑性能，可能会导致较为严重的磨损情况，因此要求润滑油的润滑性能更加突出，才能弥补燃料润滑性能的不足，以减少金属表面磨损。

3 发动机油向低碱值方向发展

传统船用燃料由于硫含量高，燃烧后会生成较多的含硫化合物，这些物质通常呈现酸性，容易对发动机造成腐蚀，因此润滑油通常有较高的碱值，尤其是气缸油和中速机油在使用时会与燃料接触，需要高碱值才能与这些大量酸性物质反应，减少对发动机的腐蚀。但新型替代燃料中大多不含硫，燃烧后没有硫氧化物等酸性物质的产生，若继续使用高碱值的润滑油，活塞头部会形成坚硬的沉积物，这是碱性物质过多造成的，这些沉积物会增大金属表面的摩擦，进而导致发动机部件磨损或抛光。因此未来发动机油的碱值会向更低的方向发展。

4发动机油需要更好的清净分散性

发动机油需要有保持发动机内部清洁的能力，防止因沉积物形成而导致环黏住、异常磨损、抛光等问题，未来发动机油需要在低碱值下维持更加优异的清净分散性。Wartsilia公司对二冲程船用发动机的试验说明，在使用低碱值润滑油时，它的清净分散与抗氧化方面的性能需要更加优异。试验表明，当燃料中的硫含量为0.5%，使用的气缸油碱值为10mgKOH/g时，不论是高注油率还是低注油率都不能保持活塞表面的清洁;而使用的气缸油碱值为70mgKOH/g时，在低注油速率情况下可以保持活塞表面的清洁。因此随着燃料硫含量的降低，在降低润滑油碱值的同时，清净分散性及高温抗氧化性都要有一定程度的提高。

5发动机油需要更好的水分离性能及抗腐蚀磨损的性能

替代燃料例如氢气等燃烧会产生更多水分，虽然燃烧室内温度较高，大部分水以气体形式存在，但难免会有一部分以液态水形式存在，混入润滑油中，润滑油需要有较好的分水性以避免润滑油的乳化，氢、氨等气体燃料燃烧后产生大量的水蒸气还可能导致较高的腐蚀磨损，未来润滑油及发动机材料都要求有抗腐蚀磨损的性能。

6总结

随着对环保的日渐重视，寻找低碳、零碳排放的清洁燃料是当下的发展趋势。在减排战略初期可以使用LNG、甲醇等低碳燃料;从长远发展角度看，零碳排放且又安全的氨燃料可作为未来船用燃料的最终选择，但发动机的研发以及相关法律法规的完善还需要一定时间。同时随着燃料的更替，发动机油的性能也要随之变化，例如需要更好的分水性、较低的碱值、更好的抗腐蚀性能等。因此完善新型替代燃料的法律规定，以及对发动机和发动机油的尽快研发，才能逐步实现对新型清洁燃料的应用，实现温室气体减排目标。

文章来源：《上海润滑油信息》