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IMO全球0.5%低硫燃油标准实施的影响

新闻来源:中国船检    浏览量:1332 刘军朴 2018-01-05
  2008年10月,国际海事组织(IMO)海上环境保护委员会(MEPC)第58次会议通过了国际防止船舶造成污染公约(MARPOL)附则VI修正案,其中14.1.3条规定了全球航行船舶使用0.5%低硫燃油标准:2020年1月1日及以后,船上使用的任何燃油硫含量不应超过0.5% m/m。14.8条规定:2020年1月1日实施全球0.5%低硫燃油标准的可行性应进行评估,以确定是否有必要推迟至2025年1月1日实施。IMO MEPC专门成立了专家组,考虑全球燃油市场供应和需求、燃油市场发展、替代燃料、后处理方法等因素,开展全球0.5%低硫燃油标准实施的可行性评估工作。2016年10月,IMO MEPC70会议同意全球0.5% m/m燃油硫含量标准2020年1月1日实施,该决定已通过 RESOLUTION MEPC.280(70)的形式予以发布。关于船舶SOx排放,除MARPOL公约附则VI的规定以外,欧盟(EU)、美国加利福尼亚州以及我国还有特殊规定。需要注意的是,IMO全球0.5%低硫燃油标准适用于排放控制区(ECA)以外航行的所有船舶,包括现有船。
  
         图1汇总了IMO、相关国家/地区SOx排放及实施要求
 
 
                                          
 
 
 
         表1 汇总了IMO、相关国家/地区SOx排放要求与差异
 
 
        船舶燃料营运成本方面,燃油的生产方式、供求关系影响未来0.5%低硫燃油的市场价格。一般来说,硫含量0.5%的低硫燃油有如下3种生产供应方式:
  1、0.5%低硫重质燃油(HFO)
  不同产地的原油硫含量存在很大差异,如表2所示,有些地区的原油硫含量甚至远远低于0.5%,比如我国克拉玛依、大庆、辽河等油田出产的原油,其中,克拉玛依油田出产的原油硫含量只有0.04%。这种原油经蒸馏工艺后产生的渣油(Residual oil)硫含量也会很低,调制出的HFO硫含量就能满足IMO 0.5%低硫燃料标准。
  这种0.5%低硫HFO的市场价格,与远洋船舶常用的180/380 cSt HFO价格相差不大,因此,船舶使用这种0.5%低硫HFO,燃料营运成本基本没有影响。
  但这种0.5%低硫HFO的产量很少,远远满足不了全球远洋船舶的燃料需求,因此,采用这种低硫HFO的价格分析船舶燃料营运成本的影响没有太大参考价值。
  
  表2 不同地区原油质量和硫含量
  炼油厂年输入原油及质量(2020(2012))
 
                                                                   注:括号内为2012年数据数据
                                                                   来源: Stratas Advisors
 
  2、0.5%低硫调和油(blending)
  硫轻质燃油和高硫重质燃油按规定的比例进行混合、调质,生产出满足IMO排放要求的0.5%低硫调和油。不同比例的重质、轻质成份的混合,一方面保证硫含量低于0.5%,另一方面还要保证燃油的闪点、稳定性、兼容性、点火特性等满足国际标准组织(ISO)8217 标准的要求,确保船上使用的安全。
  不同地区生产的调和油成份、比例都不一样,表3、表4分别是非洲、俄罗斯地区重质/轻质成份及调和比例。从两表可以看出,这种调和油中,轻质成本所占的比例分别接近66%、62%。也就是说,0.5%低硫调和油中,轻质成份占的比例超过一半,这决定了0.5%低硫调和油的市场价格。
  
  表3  非洲地区重质/轻质燃油调和比例
  桶/天
 
               数据来源:Stratas Advisors(2015~2016年)
 
  表4  俄罗斯及独联体(CIS)地区重质/轻质燃油调和比例
  桶/天
                                                               数据来源: Stratas Advisors, 2015~2016年
 
  根据原油、重质燃油、轻质燃油、以及重质/轻质成份的混合比例,可以预测2020年0.5%低硫调和燃油的市场价格。IMO 0.5%低硫燃油可获得性评估报告中预测的燃油市场价格见表5。2020年,0.5%低硫燃油价格为595$/t,相对高硫HFO(3%)增加近130$/t。
  按照表5预测的燃料价格差,对船舶燃油营运成本进行了估算:相对于远洋船舶主要燃料HFO(380/180 cSt)价格,船舶营运成本增加28%以上 。
 
  表5 2020年0.5%低硫燃油价格预测
  (美元/吨)

 
                                              数据来源:Stratas Advisors
 
  3、高硫HFO脱硫
  这种生产方式需要安装新的脱硫设备,投入很大的生产设备改造费用,且改造周期也比较长。由于目前IMO全球0.5%低硫燃油标准尚未实施,市场上尚没有这种产品的需求,因此,炼油行业基本还没有生产0.5%低硫HFO的经验,这种高硫HFO脱硫后的燃料价格很难预测。
  总体来说,未来2020年实施全球0.5%燃油标准,燃油市场主要的生产和供应方式应该以前述调和油为主,这种燃料的价格会对船舶的营运成本产生较大影响。
  0.5%低硫燃油供应方面,对现有航运业的燃料消耗进行调查表明,远洋船舶的燃料消耗以HFO为主,约占80%以上,轻柴油为辅,仅占20%左右,统计数据见表6。
  
  表6  现有船用燃料的类型和比例
 
               数据来源: MECL
 
  2020年全球0.5%低硫燃油实施后,燃油市场主要的生产和供应方式预计以重质/轻质燃油混合的调和油为主,而这种调和油中,轻质成份占的比例超过50%,导致船舶燃料消耗中,轻质燃油的比例会显著上升,远洋船舶的燃料消耗比例,原来以重质燃油(80%)为主,转为以轻质燃料为主。
  这种船用燃料比例结构的变化,将可能影响整个燃油市场的燃料供应及价格。表7是2015-2016年度统计的全球燃料总生产量,船用HFO和MGO燃料的总和约占全球总燃料生成量的7.3%。表8是船用HFO、MGO在全球同类型燃料生产总量中所占的比例,可以看出,全球炼油业生产的重质燃料中,46%用于船舶运输,而船用MGO燃料仅占中等馏分油(Middle distillate oil)总量的5%。
  随着2020年全球0.5%低硫燃油标准的实施,船用燃料消耗比例从重质HFO为主转向轻质MGO为主,可能导致船用MGO燃料消耗的比例,从原来的5%上升到10%以上,甚至接近20%,导致全球生产的中等馏分油供应紧张。另一方面,船用HFO燃料的消耗减少,可能导致船用HFO燃料的消耗比例从原来的46%,降至25%以下,出现过剩的局面。
 
  表7   全球生产燃料的行业分配结构
  2012年各地区精炼燃油产量(百万吨/年)
 
 
                                                                  数据来源: Stratas Advisors(2015~2016年)
                                                                  注(1): 因舍入值未计入总量
                                                                  注(2) 汽油和柴油均包含生物燃油混合量。
                                                                  注(3) 包括滑油、沥青、精炼燃气、非船用燃油等
 
  表8  2012年船用燃油占全球供应燃料的百分比
 
 
                                                                  数据来源: Stratas Advisors
 
  燃油质量及安全方面,ISO 8217标准规定了船用燃料(船用渣油和船用馏分油)的技术指标与质量。
  对于重质/轻质燃料调和生产的0.5%低硫燃油来说,调制出的燃料粘度一般在10-180 cSt范围内,按ISO 8217标准规定的燃料分类方法,调和的0.5%低硫燃油属于RMA/RMB/RMD/RME 4类,但由于调和时的重质/轻质成份、比例都发生了较大变化,在保证硫含量满足法规要求的前提下,ISO 8217标准规定的燃料特性,比如粘度、密度、闪点、点火特性等也会变化,而现行版本的ISO 8217标准并没有考虑这种变化,需要对这种调和燃料油的各项指标进行评估,并进行相应的补充和完善。
  对于船舶来说,2020年实施0.5%燃油标准后,船上常用的燃油种类并没有,船上依然保存2种燃料,参见表9。因此,对船舶燃料舱、燃料系统的布置并不会产生影响。
 
        表9
 
 
  从0.5%低硫燃油的使用安全来说,调和燃料的特性变化可能会对船舶燃油/滑油系统及设备的安全运行产生影响。
  调和生产的0.5%低硫燃油,其特性变化主要包括如下几个方面:
  1、硫含量。硫含量从原来的3.5%降低到0.5%,气缸油碱性(BN数)需要进行调整,与0.5% LSFO相匹配,对滑油系统及布置没有影响;
  2、粘度和密度。重质/轻质调和油,粘度在10-180 cSt范围内,现有的燃油舱布置、设备和系统都能适应,原高硫HFO相关的油柜、处理/供应系统、净化/使用设备等无需改造,主要需要考虑的是低硫HFO加热温度控制、分油机重力环匹配,保证供给柴油机、锅炉的燃油质量满足设备厂的规定;
  3、燃油稳定性与兼容性。重质、轻质燃料的调和比例,以及粘度、密度、闪点、产地等差异,影响低硫HFO的兼容性和稳定性,甚至存在重质燃料中沥青析出,导致燃油系统滤器、净化设备脏堵故障,燃油生产及供应厂家在轻质/重质混合调制时,需要进行充分的试验,保证供船燃料的稳定性、兼容性满足ISO 标准规定。
  4、闪点:调和油中轻质馏分油的比例增加,其中,轻质馏分油的闪点直接影响调和燃油产品的闪点。燃油生产及供应厂家在轻质/重质混合调制时,需要进行充分的试验,保证供船燃料的稳定性、兼容性满足ISO 标准规定依然满足ISO 标准规定。
  排放替代方案方面,对于IMO 0.5%低硫燃油要求,有三种解决方案,即低硫燃油(LSFO)、废气后处理、清洁燃料(如LNG),从三种方案的优点及可能存在的问题来看,第一种方案的控制方法为前处理方式,可选择技术为低硫燃油(LSFO),具有设备与系统无需改造以及安全与可靠性高的优点,面临燃料运营成本高,各港口0.5% LSFO可获得性不确定以及调和油使用安全存在不确定性等主要问题;第二种方案的控制方法为后处理方式,可选择技术为废气清洗系统(EGC),具有可使用高硫HFO、运营成本低的主要优点,面临洗涤塔、碱液柜等占用空间、改造困难、新增设备及系统成本高以及港口尚缺乏足够的EGC残渣接收设施等主要问题;第三种方案的控制方法为替代燃料,可选择技术为LNG燃料,具有清洁和燃料运营成本低的优点,面临安全要求高、LNG燃料舱占载货空间较大、改造困难和燃料加注设施不完善等主要问题。
  IMO全球0.5%低硫燃油标准实施所带来的船舶营运成本增加,可能会促进废气后处理、LNG燃料替代方案的应用。对几种典型远洋运输船舶的废气后处理和LNG燃料方案进行经济性分析表明,相对于船舶直接使用0.5%低硫燃油(LSFO),采用EGC排放解决方案,船舶每年的燃料营运成本可节约25%以上,而采用LNG燃料方案,船舶每年的燃料营运成本可节约60%以上。上述EGC方案的经济性分析,基于0.5%低硫燃油(LSFO)和HFO之间的价格差为150美元/吨。而LNG燃料方案,是基于北美和欧洲天然气价格,相对于0.5%低硫燃油,价格差分别是324美元/吨、270美元每吨。分析结果见表10。

  表10
 
 
         考虑到EGC产品厂的设备供应配套能力,以及安装/改造设计、图纸审批、船上安装/改造周期等影响因素,对于船东来说,如选择EGC排放方案,应统筹安排船队的改造、建造计划,以避免出现船厂坞期紧张,排队困难的局面。
         对于LNG燃料方案来说,所面临的主要问题是远洋船舶LNG加注困难,另外,LNG燃料舱所占用的空间较大,对船舶的载货空间也会产生较大影响。
 
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