CCS上海規(guī)范研究所 劉軍樸

表1

2008年10月，國際海事組織（IMO）海上環(huán)境保護(hù)委員會(huì)（MEPC）第58次會(huì)議通過了國際防止船舶造成污染公約（MARPOL）附則VI修正案，其中14.1.3條規(guī)定了全球航行船舶使用0.5%低硫燃油標(biāo)準(zhǔn)：2020年1月1日及以后，船上使用的任何燃油硫含量不應(yīng)超過0.5%m/m。14.8條規(guī)定：2020年1月1日實(shí)施全球0.5%低硫燃油標(biāo)準(zhǔn)的可行性應(yīng)進(jìn)行評(píng)估，以確定是否有必要推遲至2025年1月1日實(shí)施。IMO MEPC專門成立了專家組，考慮全球燃油市場供應(yīng)和需求、燃油市場發(fā)展、替代燃料、后處理方法等因素，開展全球0.5%低硫燃油標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的可行性評(píng)估工作。2016年10月，IMO MEPC70會(huì)議同意全球0.5%m/m燃油硫含量標(biāo)準(zhǔn)2020年1月1日實(shí)施，該決定已通過RESOLUTION MEPC.280(70)的形式予以發(fā)布。關(guān)于船舶SOX排放，除MARPOL公約附則VI的規(guī)定以外，歐盟（EU）、美國加利福尼亞州以及我國還有特殊規(guī)定。需要注意的是，IMO全球0.5%低硫燃油標(biāo)準(zhǔn)適用于排放控制區(qū)（ECA）以外航行的所有船舶，包括現(xiàn)有船。

表2 不同地區(qū)原油質(zhì)量和硫含量

表3 非洲地區(qū)重質(zhì)/輕質(zhì)燃油調(diào)和比例

表4 俄羅斯及獨(dú)聯(lián)體（CIS）地區(qū)重質(zhì)/輕質(zhì)燃油調(diào)和比例

圖1匯總了IMO、相關(guān)國家/地區(qū)SOx排放及實(shí)施要求。

表1匯總了IMO、相關(guān)國家/地區(qū)SOx排放要求與差異。

船舶燃料營運(yùn)成本方面，燃油的生產(chǎn)方式、供求關(guān)系影響未來0.5%低硫燃油的市場價(jià)格。一般來說，硫含量0.5%的低硫燃油有如下3種生產(chǎn)供應(yīng)方式：

1、0.5%低硫重質(zhì)燃油（HFO）

不同產(chǎn)地的原油硫含量存在很大差異，如表2所示，有些地區(qū)的原油硫含量甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于0.5%，比如我國克拉瑪依、大慶、遼河等油田出產(chǎn)的原油，其中，克拉瑪依油田出產(chǎn)的原油硫含量只有0.04%。這種原油經(jīng)蒸餾工藝后產(chǎn)生的渣油（Residual oil）硫含量也會(huì)很低，調(diào)制出的HFO硫含量就能滿足IMO0.5%低硫燃料標(biāo)準(zhǔn)。

這種0.5%低硫HFO的市場價(jià)格，與遠(yuǎn)洋船舶常用的180/380cSt HFO價(jià)格相差不大，因此，船舶使用這種0.5%低硫HFO，燃料營運(yùn)成本基本沒有影響。

但這種0.5%低硫HFO的產(chǎn)量很少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了全球遠(yuǎn)洋船舶的燃料需求，因此，采用這種低硫HFO的價(jià)格分析船舶燃料營運(yùn)成本的影響沒有太大參考價(jià)值。

2、0.5%低硫調(diào)和油（blending）

低硫輕質(zhì)燃油和高硫重質(zhì)燃油按規(guī)定的比例進(jìn)行混合、調(diào)質(zhì)，生產(chǎn)出滿足IMO排放要求的0.5%低硫調(diào)和油。不同比例的重質(zhì)、輕質(zhì)成份的混合，一方面保證硫含量低于0.5%，另一方面還要保證燃油的閃點(diǎn)、穩(wěn)定性、兼容性、點(diǎn)火特性等滿足國際標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）8217標(biāo)準(zhǔn)的要求，確保船上使用的安全。

不同地區(qū)生產(chǎn)的調(diào)和油成份、比例都不一樣，表3、表4分別是非洲、俄羅斯地區(qū)重質(zhì)/輕質(zhì)成份及調(diào)和比例。從兩表可以看出，這種調(diào)和油中，輕質(zhì)成本所占的比例分別接近66%、62%。也就是說，0.5%低硫調(diào)和油中，輕質(zhì)成份占的比例超過一半，這決定了0.5%低硫調(diào)和油的市場價(jià)格。

根據(jù)原油、重質(zhì)燃油、輕質(zhì)燃油、以及重質(zhì)/輕質(zhì)成份的混合比例，可以預(yù)測2020年0.5%低硫調(diào)和燃油的市場價(jià)格。IMO0.5%低硫燃油可獲得性評(píng)估報(bào)告中預(yù)測的燃油市場價(jià)格見表5。2020年，0.5%低硫燃油價(jià)格為595$/t，相對(duì)高硫HFO（3%）增加近130$/t。

按照表5預(yù)測的燃料價(jià)格差，對(duì)船舶燃油營運(yùn)成本進(jìn)行了估算：相對(duì)于遠(yuǎn)洋船舶主要燃料HFO（380/180cSt）價(jià)格，船舶營運(yùn)成本增加28%以上 。

表5 2020年0.5%低硫燃油價(jià)格預(yù)測

表6 現(xiàn)有船用燃料的類型和比例

3、高硫HFO脫硫

這種生產(chǎn)方式需要安裝新的脫硫設(shè)備，投入很大的生產(chǎn)設(shè)備改造費(fèi)用，且改造周期也比較長。由于目前IMO全球0.5%低硫燃油標(biāo)準(zhǔn)尚未實(shí)施，市場上尚沒有這種產(chǎn)品的需求，因此，煉油行業(yè)基本還沒有生產(chǎn)0.5%低硫HFO的經(jīng)驗(yàn)，這種高硫HFO脫硫后的燃料價(jià)格很難預(yù)測。

表7 全球生產(chǎn)燃料的行業(yè)分配結(jié)構(gòu)

總體來說，未來2020年實(shí)施全球0.5%燃油標(biāo)準(zhǔn)，燃油市場主要的生產(chǎn)和供應(yīng)方式應(yīng)該以前述調(diào)和油為主，這種燃料的價(jià)格會(huì)對(duì)船舶的營運(yùn)成本產(chǎn)生較大影響。

0.5%低硫燃油供應(yīng)方面，對(duì)現(xiàn)有航運(yùn)業(yè)的燃料消耗進(jìn)行調(diào)查表明，遠(yuǎn)洋船舶的燃料消耗以HFO為主，約占80%以上，輕柴油為輔，僅占20%左右，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表6。

2020年全球0.5%低硫燃油實(shí)施后，燃油市場主要的生產(chǎn)和供應(yīng)方式預(yù)計(jì)以重質(zhì)/輕質(zhì)燃油混合的調(diào)和油為主，而這種調(diào)和油中，輕質(zhì)成份占的比例超過50%，導(dǎo)致船舶燃料消耗中，輕質(zhì)燃油的比例會(huì)顯著上升，遠(yuǎn)洋船舶的燃料消耗比例，原來以重質(zhì)燃油（80%）為主，轉(zhuǎn)為以輕質(zhì)燃料為主。

這種船用燃料比例結(jié)構(gòu)的變化，將可能影響整個(gè)燃油市場的燃料供應(yīng)及價(jià)格。表7是2015～2016年度統(tǒng)計(jì)的全球燃料總生產(chǎn)量，船用HFO和MGO燃料的總和約占全球總?cè)剂仙闪康?.3%。表8是船用HFO、MGO在全球同類型燃料生產(chǎn)總量中所占的比例，可以看出，全球煉油業(yè)生產(chǎn)的重質(zhì)燃料中，46%用于船舶運(yùn)輸，而船用MGO燃料僅占中等餾分油（Middle distillate oil）總量的5%。

隨著2020年全球0.5%低硫燃油標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，船用燃料消耗比例從重質(zhì)HFO為主轉(zhuǎn)向輕質(zhì)MGO為主，可能導(dǎo)致船用MGO燃料消耗的比例，從原來的5%上升到10%以上，甚至接近20%，導(dǎo)致全球生產(chǎn)的中等餾分油供應(yīng)緊張。另一方面，船用HFO燃料的消耗減少，可能導(dǎo)致船用HFO燃料的消耗比例從原來的46%，降至25%以下，出現(xiàn)過剩的局面。

表8 2012年船用燃油占全球供應(yīng)燃料的百分比

燃油質(zhì)量及安全方面，ISO8217標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了船用燃料（船用渣油和船用餾分油）的技術(shù)指標(biāo)與質(zhì)量。

對(duì)于重質(zhì)/輕質(zhì)燃料調(diào)和生產(chǎn)的0.5%低硫燃油來說，調(diào)制出的燃料粘度一般在10～180cSt范圍內(nèi)，按ISO8217標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的燃料分類方法，調(diào)和的0.5%低硫燃油屬于RMA/RMB/RMD/RME 4類，但由于調(diào)和時(shí)的重質(zhì)/輕質(zhì)成份、比例都發(fā)生了較大變化，在保證硫含量滿足法規(guī)要求的前提下，ISO8217標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的燃料特性，比如粘度、密度、閃點(diǎn)、點(diǎn)火特性等也會(huì)變化，而現(xiàn)行版本的ISO8217標(biāo)準(zhǔn)并沒有考慮這種變化，需要對(duì)這種調(diào)和燃料油的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，并進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充和完善。

對(duì)于船舶來說，2020年實(shí)施0.5%燃油標(biāo)準(zhǔn)后，船上常用的燃油種類并沒有，船上依然保存2種燃料，參見表9。因此，對(duì)船舶燃料艙、燃料系統(tǒng)的布置并不會(huì)產(chǎn)生影響。

從0.5%低硫燃油的使用安全來說，調(diào)和燃料的特性變化可能會(huì)對(duì)船舶燃油/滑油系統(tǒng)及設(shè)備的安全運(yùn)行產(chǎn)生影響。

調(diào)和生產(chǎn)的0.5%低硫燃油，其特性變化主要包括如下幾個(gè)方面：

表 9

表 10

1、硫含量。硫含量從原來的3.5%降低到0.5%，氣缸油堿性（BN數(shù)）需要進(jìn)行調(diào)整，與0.5%LSFO相匹配，對(duì)滑油系統(tǒng)及布置沒有影響。

2、粘度和密度。重質(zhì)/輕質(zhì)調(diào)和油，粘度在10～180cSt范圍內(nèi)，現(xiàn)有的燃油艙布置、設(shè)備和系統(tǒng)都能適應(yīng)，原高硫HFO相關(guān)的油柜、處理/供應(yīng)系統(tǒng)、凈化/使用設(shè)備等無需改造，主要需要考慮的是低硫HFO加熱溫度控制、分油機(jī)重力環(huán)匹配，保證供給柴油機(jī)、鍋爐的燃油質(zhì)量滿足設(shè)備廠的規(guī)定。

3、燃油穩(wěn)定性與兼容性。重質(zhì)、輕質(zhì)燃料的調(diào)和比例，以及粘度、密度、閃點(diǎn)、產(chǎn)地等差異，影響低硫HFO的兼容性和穩(wěn)定性，甚至存在重質(zhì)燃料中瀝青析出，導(dǎo)致燃油系統(tǒng)濾器、凈化設(shè)備臟堵故障，燃油生產(chǎn)及供應(yīng)廠家在輕質(zhì)/重質(zhì)混合調(diào)制時(shí)，需要進(jìn)行充分的試驗(yàn)，保證供船燃料的穩(wěn)定性、兼容性滿足ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

4、閃點(diǎn)：調(diào)和油中輕質(zhì)餾分油的比例增加，其中，輕質(zhì)餾分油的閃點(diǎn)直接影響調(diào)和燃油產(chǎn)品的閃點(diǎn)。燃油生產(chǎn)及供應(yīng)廠家在輕質(zhì)/重質(zhì)混合調(diào)制時(shí)，需要進(jìn)行充分的試驗(yàn)，保證供船燃料的穩(wěn)定性、兼容性滿足ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定依然滿足ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

排放替代方案方面，對(duì)于IMO0.5%低硫燃油要求，有三種解決方案，即低硫燃油（LSFO）、廢氣后處理、清潔燃料（如LNG），從三種方案的優(yōu)點(diǎn)及可能存在的問題來看，第一種方案的控制方法為前處理方式，可選擇技術(shù)為低硫燃油（LSFO），具有設(shè)備與系統(tǒng)無需改造以及安全與可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，面臨燃料運(yùn)營成本高，各港口0.5%LSFO可獲得性不確定以及調(diào)和油使用安全存在不確定性等主要問題；第二種方案的控制方法為后處理方式，可選擇技術(shù)為廢氣清洗系統(tǒng)（EGC），具有可使用高硫HFO、運(yùn)營成本低的主要優(yōu)點(diǎn)，面臨洗滌塔、堿液柜等占用空間、改造困難、新增設(shè)備及系統(tǒng)成本高，以及港口尚缺乏足夠的EGC殘?jiān)邮赵O(shè)施等主要問題；第三種方案的控制方法為替代燃料，可選擇技術(shù)為LNG燃料，具有清潔和燃料運(yùn)營成本低的優(yōu)點(diǎn)，面臨安全要求高、LNG燃料艙占載貨空間較大、改造困難和燃料加注設(shè)施不完善等主要問題。

IMO全球0.5%低硫燃油標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施所帶來的船舶營運(yùn)成本增加，可能會(huì)促進(jìn)廢氣后處理、LNG燃料替代方案的應(yīng)用。對(duì)幾種典型遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶的廢氣后處理和LNG燃料方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析表明，相對(duì)于船舶直接使用0.5%低硫燃油（LSFO），采用EGC排放解決方案，船舶每年的燃料營運(yùn)成本可節(jié)約25%以上，而采用LNG燃料方案，船舶每年的燃料營運(yùn)成本可節(jié)約60%以上。上述EGC方案的經(jīng)濟(jì)性分析，基于0.5%低硫燃油（LSFO）和HFO之間的價(jià)格差為150美元/噸。而LNG燃料方案，是基于北美和歐洲天然氣價(jià)格，相對(duì)于0.5%低硫燃油，價(jià)格差分別是324美元/噸、270美元每噸。分析結(jié)果見表10。

考慮到EGC產(chǎn)品廠的設(shè)備供應(yīng)配套能力，以及安裝/改造設(shè)計(jì)、圖紙審批、船上安裝/改造周期等影響因素，對(duì)于船東來說，如選擇EGC排放方案，應(yīng)統(tǒng)籌安排船隊(duì)的改造、建造計(jì)劃，以避免出現(xiàn)船廠塢期緊張、排隊(duì)困難的局面。

對(duì)于LNG燃料方案來說，其所面臨的主要問題是遠(yuǎn)洋船舶LNG加注困難，另外，LNG燃料艙所占用的空間較大，對(duì)船舶的載貨空間也會(huì)產(chǎn)生較大影響。