挪威渔船队减排措施：采用液化天然气外文翻译资料

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挪威渔船队减排措施：采用液化天然气

摘要—渔业的持续运营是基于挪威的经济开放。然而，实现这件事也有一些障碍。首先，在恶劣的水域运行使挪威渔船队能源消耗很大。这个事实加上最近燃料价格的增长和碳排放税的推行使挪威渔业部门的经济盈利能力受到质疑。其次，挪威致力于建设绿色环境需要把一些规则放在首要事件去实现。海洋防污公约(MARPOL)是推动这个行业排放减少的关键立法，其中附件 VI规定在排放控制区域(ECAs)严格限制二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)的排放，这些法案将于2015和2016年分别生效。此外，现在的鱼食品消费者和其他利益相关者不仅关心鱼的质量，还关心鱼的产量。因此，会有各种各样的经济和环境因素有利于减少挪威渔业的不良环境影响。

在2015年以后，渔船老板若想要继续在排放控制区域经营，他们需要改变他们的船只或者他们操作渔船的方式。在这件事上有一些管理和技术上的方案。在技术方案上都是集中在修改引擎系统，包括切换到备用燃料，比如液化天然气（LNG）。液化天然气在26艘液化天然气推动的船型中已证明其技术可行性，其中15艘渡轮，5艘海洋石油支持船，3艘海岸警卫船只，1艘成品油轮和2艘液化天然气油轮。这篇论文论述了液化天然气燃料引擎作为挪威捕鱼船队减排措施在实现过程中的挑战和利益。

关键词—渔船队，挪威，减排，液化天然气

I.介绍

拥有一些世界上最富有的渔业资源使挪威成为世界第二大渔产品出口国。渔业是挪威继石油和天然气之后的一个核心经济支柱。因此，维持渔业在食品市场的竞争力是至关重要的。

传统上，一些问题比如目标鱼群的减少，网捕渔获的生态影响，还有一些类型的渔具对生态系统的影响，如拖网渔船对海床的影响，这些问题已成为研究渔业对环境影响的主要课题。这些可以被认为是渔业捕捞的直接影响。相反，渔业在海平面以上的环境影响，也就是间接影响，一直都被低估了。间接影响与化石燃料、防污漆、制冷剂的使用有关。

在粗糙和冰冷的水域一些渔具的使用使得挪威渔船队有相当大的能源需求。高能源消耗对船队是一个挑战。在一方面，油价的上涨和碳排放税的推行加重了渔业部门的财政负担。在另一方面，挪威渔业在捕鱼过程中的燃料消耗是一个致使全球变暖的潜在性因素。图1显示了挪威各种海产品在它们生命周期不同阶段的碳足迹。此外，渔业捕捞对气候变化的影响只是渔业捕捞对环境潜在影响的其中之一。其他的影响包括酸性、毒性等。

挪威有遵守不同的国际环境协议，如哥德堡协议和海洋防污公约的附件 VI条例，其中旨在减少各种排放物，包括二氧化硫和氮氧化物。此外，现在的鱼食品消费者和其他利益相关者不仅关心鱼的质量，还关心鱼的产量。因此，会有各种各样的经济和环境因素有利于减少挪威渔业的不良环境影响。

图1.来自捕捞渔业的挪威海产品的总碳足迹

图2显示了在1980-2005年期间挪威的不同捕鱼船队的燃料利用系数，即每公斤渔获所消耗的燃料。可看出拖网捕鱼是能耗最高的捕鱼方法，也就是说，拖网渔船在它的捕鱼阶段相比如其它捕鱼类型发出的污染最多。因此，挪威可以通过减少拖网渔船的排放量来履行排放限制的承诺。一个减少碳排放的可行措施是引入使用液化天然气的船舶引擎。

图2：不同部分的挪威渔船队在1980到2005年间的燃料消耗

本文的目的是探讨在挪威渔船队液化天然气的实施是减少大气排放的一个方式。在这篇文章，航运业的现状是以渔船是其构成的一部分为基础开展讨论的。也就是说，它们可以被航运业的变化所影响，而且它们可以遵守在这个领域其他部分的技术修改。本文结构如下:首先对航运业的现有环境法规，特别是对挪威捕鱼船队相关的，进行了讨论。然后，陈述了一些在现有状况下能实施的可行的措施。最后，举了一个使用不同的燃料所对应的排放量估算的例子，即挪威沿海渔船使用海洋油气和液化天然气来捕鱼的比较。在这种方式下捕鱼业使用液化天然气所获得的一些好处能够被详尽地阐明。

II.海洋减排的规定

根据联合国政府间气候变化专门委员会，在2050年航运业温室气体的排放量估计是1995年的10倍。此外，航运业还排放氮氧化物，硫化物和一些微粒。考虑到环境因素以及全球各种政策的采用，在航运业方面的排放限制会越来越多。防污公约附件六旨在实现硫化物，氮氧化物和颗粒物在全球范围内的逐步减少，以及指定更严格的排放控制区域。在硫排放控制区域，其中包括北海，英吉利海峡和波罗的海，燃油的硫含量截止于2015年1月应该减少到0.1%。此外，逐步减少船用柴油机氮氧化物的排放也是必需的。国际海事组织成员国提交了一份关于氮排放控制区的提案，在这种情况下，最严格的氮氧化物排放限制将会在2016年1月生效。

除了防污公约附件六法规，还有一些其他有利于减少航运业和渔业排放量的措施，即

·能效设计指数（EEDI）。适用于新船，但只适用于以下船型：散货船、气体运输船、油船、集装箱船、杂货船、冷藏货船、联合货船。

·船舶能效管理计划（SEEMP）。适用于所有船舶。

·题为“海上运输污染物减排和可持续性水上交通工具”的欧盟（EU）员工工作报告，提议一些奖惩措施有利于在欧盟建设更绿色的航运业。

·哥德堡协议涵盖国内航运等能源消耗单位（包括渔业）。

III．引擎技术的合理选择

渔船排放导致空气污染显著。根据前文所述船主如果想继续在排放限制区域进行贸易他们就要被迫改造船只。排放限制区域如图3所示，在2015到2016年间。挪威渔船业主并不能免除因为挪威也在排放控制区域内。另外，根据哥德堡协议和国家排放上限（NEC）指令，挪威氮氧化物排放总量从2010年起不应超过156000吨。可以引入各种管理方案和技术改造方案来实现这一目标，一些技术改造方案致力于修改引擎。从这方面来看有三个选择存在，即

A.选择低硫船用汽油（MGO）或船用柴油(MDO)。

B.使用运行重油（HFO）的船舶废气净化器。

C．选择替代燃料，例如液化天然气（LNG）。

A.选择低硫船用汽油（MGO）或船用柴油(MDO)

精炼重油使它的硫含量减少到0.1%是可行的，但是炼油厂觉得这在经济方面并不可行因为花同样的成本它们可以生产更高价格的产品，例如船用汽油。现炼油厂可以提供硫含量低于0.1%的船用汽油和船用柴油，并且使用时不需要燃料系统的重大变化以及改造引擎，船用汽油也不需要额外的体积储罐。因此，使用船用汽油会使投资更少，但是，选择使用这些燃料也会有一些缺陷。首先，低硫燃料供应有限，不断增长的需求会影响它们的价格。其次，船用汽油的粘度比船用柴油和重油小，二冲程柴油机操作时用油应超过其最低粘度。此外，燃油喷射泵磨损可能会迫使需求更高的粘度。除非使用具有更高适应度的高压共轨系统。燃料冷却器也与粘度要求有关。最后，这些燃料需要润滑油经过两个星期的操作所产生的变化。

B.使用运行重油（HFO）的船舶废气净化器

“末端治理”方案包括使用净化器，通过使用化学品或海水来去除硫化物和可吸入微粒，并且使用选择性催化还原或废弃再循环来清除氮氧化物。

净化器既有优点也有缺点。船舶可以使用高硫含量的重油而无需改造或替换引擎是使用净化器的一个优点。此外，硫化物的排放将会被减除，可吸入颗粒的排放将会被减少。因此，净化器的存在会使船很容易遵守在排放控制区域的规定。

当安装净化器时，船上需要一些改变因为它们需要额外的管道等等，这也导致了额外的成本和空间需求，这是安装净化器的缺点。此外，垃圾应该在特殊的地方处理，这可能在未来会收费。而且，二氧化碳的排放并没有减少。净化器在硫排放控制区域的使用应该得到国际海事组织的认证，这也意味着额外的文书工作。重油在港口未来的可用性也是一个问题。

用可控硅方法，氮和水蒸气会代替氮氧化物的排放。该系统的成功取决于维持特定的废气温度以及废气的硫含量。通过修改引擎可以进一步优化系统，但是这也意味着增加投资。

通过使用废气循环让废气经过循环处理排放到空气中。以这种方式气缸内的氧含量会减少，比热容会增加。这会导致更低的燃烧温度，即会减少氮氧化物的排放。但是重燃料油的硫含量可以导致组件的腐蚀。

C．选择替代燃料，例如液化天然气（LNG）

液化天然气是天然气在-162度液化形成的，因为这种低温条件它应该被储藏在低温容器中。液化天然气的主要成分是甲烷，有两个运行液化天然气的主要引擎类型，即双燃料发动机和液化天然气稀燃单燃料发动机。

1. 双燃料引擎，四冲程奥托引擎

双燃料发动机既可以在燃气模式又可以在液体燃料模式下运行。其工作原理是基于气体奥托循环模式：注入少量的燃油，通常小于总燃料的1%，同压缩热一起被用作点火来源。燃油的操作是基于狄塞尔循环。

1. 双燃料发动机，二冲程柴油机

这些引擎通过注入高压气体和航空柴油。它们只能消耗燃油或燃油和汽油的混合物。这些引擎没有或几乎没有甲烷泄露。但是它没有安装废气循环或可控硅，因此不能满足大多数氮氧化物限制法规。各种引擎制造商正在致力于解决这个缺点。

1. 单燃料燃气引擎

火花点火的奥托或米勒类型的燃气引擎只能使用燃气。稀混合气，即具有高空气-燃料比，需火花点火。高效率和低排放以不能使用燃油为代价。

选择使用液化天然气燃料有利有弊。首先，考虑到船舶20年寿命时长，液化天然气的使用比传统燃料的使用所需的成本更低。

其次，使用液化天然气来推进船舶，运输部门将作为液化天然气接收站成为一个新的市场终端。

第三，渔船能够利用液化天然气的低温。简单来说，它能用来冷却鱼储存箱，减少传统制冷系统的使用。这反过来说可以减少能源消耗以及冷冻鱼的成本。如果这可以在渔船上实现，考虑到当前的制冷系统是排放的主要贡献者，这可以导致额外的减排。

第四，通过使用液化天然气减少了氮氧化物80-90%的排放量以及10-20%的奥托循环和柴油循环过程。氮氧化物的减排从经济和环境角度都是有益的，这是因为，挪威当局从2011年1月开始推行氮氧化物税，即每公斤氮氧化物收费16.43挪威克朗。另一方面，政府引入氮氧化物基金，将收集到的税收投资到产业中去，支持更多的氮氧化物减排措施。因此，当前的许多使用液化天然气的船舶从基金会收到了超过50%的额外费用支持。因此船舶能够获得高达75%的资金支持来减少氮氧化物的排放，硫化物和可吸入微粒同样也能减少。

第五，到目前为止没有对航运业温室气体排放的规定。然而，一些二氧化碳排放税的引入在不久的将来似乎是可能的。在这种情况下，减少温室气体的排放既有环境利益，又有经济利益。液化天然气含有更少的碳，因此气体燃料引擎会排放更少的二氧化碳。在消极的一面，对于双燃料发动机，在奥托循环的过程中一些甲烷会发生泄露。甲烷是一种有效的温室气体，从超过100年的角度上看，同等重量的甲烷是二氧化碳辐射量的23倍。甲烷是继二氧化碳之后的第二大温室气体，占温室气体总量的16%。因此，控制甲烷排放对温室气体减排具有十分重要的作用。引擎制造商希望解决这个问题。然而，尽管有甲烷泄露，液化天然气相比于传统的燃油可以减少净温室气体排放量约15-20%。

第六，液化天然气的另一个缺点是它增加了10-20%的额外基础设施成本。

最后，液化天然气需要专门建造或修改的引擎，以及一个复杂的系统，包括特殊的燃料箱，汽化器，双重绝缘管道。这些取决于液化天然气的性质，还要确保安全。这就导致相比于传统的燃油箱需要更多的储存空间，但对载货能力的影响取决于船舶类型、油箱类型、在船上安装液化天然气储存罐的潜力。

IV.挪威捕鱼船队引进液化天然气

在提出的合理选项中，从环境角度来看选择液化天然气燃料引擎将会得到更多的关注。在26艏船舶中将液化天然气作为燃料已证明了其安全性和技术可行性。其中包含，15艘渡轮、5艘海洋石油支持船，3艘海岸警卫船只，1艘成品油轮和2艘液化天然气油轮，其中有25艘船在挪威。选择液化天然气预计将会持续增加运输部门所提供的加油设施。有九个液化天然气生产工厂在欧洲北部，其中五个在挪威；此外，有十四家挪威小规模陆上终端给船舶补给液化天然气，其中四家现在是加油站。除了这些终端，液化天然气运输船舶和海外终端在未来排放控制区域也是液化天然气基础设施的关键部分。

液化天然气的安全性和技术可行性已在不同船舶类型上被证明，并且似乎在渔船上介绍这种技术没有障碍。基本上，所有船舶类型都能适用于运行液化天然气燃料。然而，考虑到使用液化天然气需要高资本投资以及目前有限的加油设施，第一批使用者需要有定期的沿海路线而且能够在更短的时间内捕获大量的鱼。因此沿海拖网渔船是一个可行的候选对象。

首先，目前因为是航行在一个特定的航线，所以更容易预测每次航行所需要的燃料以及设立加油站点。这也使得加油站点会有固定的渔船，并且促使了建设加油站点的投资。其次，在沿海附近航行使得船舶可以有较小的液化天然气储存罐，这就可以留出更多的空间给渔舱或其它捕鱼设施。第三，因为选择使用液化天然气比使用传统燃料投资多10-20%，所以船主们希望缩短回报时间。因此，在沿海拖网渔船上使用液化天然气可能会获得更短的回报时间，因为它在每个渔区能捕获大量的鱼。最后，挪威拖网渔船相比如前文所述的其他渔船需要消耗更多的能源，因此，通过使用清洁能源推进拖网渔船，能获得一定程度的减排。这有助于挪威遵守前文提到的环境法规以及减少环境影响。

为了知道在挪威拖网渔船上运行液化天然气对环境的好处，对运行船用汽油和液化天然气的引擎做了一个粗略的计算和比较。在图二中，拖网渔船作为沿海主要船型，其燃料利用系数是0.45.虽然每年这个系数都有显著的变化，但主要是用来此后的计算，用来计算的船用汽油采用了数值为42.8兆焦耳/公斤的低发热值。挪威捕鱼船队的氮氧化物和二氧化氮的排放量分别是0.064公斤/公斤船

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