液化石油气：替代燃料系列报告

内容 前言 海洋脱碳化的挑战不在于它正在发生，而在于它需要如此迅速地发生。 风帆船的演进至其巅峰——大型茶叶快船时代——历经数百年，而向煤炭动力蒸汽船的转型则是由供应链的更高流动性和速度所驱动。柴油发动机的问世带来了新型船舶推进方式，但这耗费了近一个世纪才得以形成。 今日的决策正在不具备商业确定性的情况下做出，但人们清楚，是法规而非经济将推动变革。在此背景下，船东、承租人、保险公司、金融市场和技术供应商都在寻求对行业未来走向的更深入了解。 每个班次都对运输的成本、速度和效率产生了巨大影响。当今航运业面临的能源转型，与早期的那些演变有着显著区别。它并非仅由技术进步或经济驱动，而是由环境必要性所推动，而社会压力、政策及法规对减排的要求正日益凸显这一必要性。 劳埃德船级社（LR）致力于提供值得信赖的建议，并通过能源转型引领海事行业安全、可持续发展。我们的《思想燃料》（Fuel for Thought）系列将脱碳选项置于聚光灯下，分析政策发展、市场趋势、供需机制及安全影响。每期聚焦于特定的燃料或技术，为行业应对船舶推进方式的下一次重大转变及克服未来挑战提供参考基准。 《思想燃料》本期聚焦液化石油气（LPG），这是一种广泛使用的船用燃料，与传统替代品相比，可显著减少排放。凭借成熟的全球供应链，液化石油气在与船上碳捕获技术结合以及新兴的可再生燃料生产（这些燃料可能实现零排放或近零排放）规模扩大后，有望带来更多益处。 《Fuel for Thought》的其他版本，专注于甲醇、氨及其他替代燃料，可在Fuel for Thought中心找到：www.lr.org/fuelforthought 1.1第一章：引言 世界液化天然气协会（WLGA）技术总监尼科斯·克西达斯致词 降低航运排放有许多途径，包括运营方式、船舶设计和燃料选择。 尽管液化石油气（LPG）现已成为大型天然气运输船的首选燃料，但该船型的排放量仅占航运业总排放量的8%，其余高达92%的排放量则来自其他类型的船舶。这些船舶的转换将带来进一步减少全球排放的巨大机遇。液化石油气是各类船舶的理想燃料，从最大的VLGC（大型液化石油气运输船）到集装箱船，从商业渔船到休闲船只。在航运领域，液化石油气应成为所有类型船舶的首选燃料。它是继MDO（船用柴油）之后体积能量密度最高的燃料，所需储存/罐体空间最小，并且在所有竞争性燃料中，其全生命周期温室气体排放性能（从井口到船尾，WtW）最佳。凭借其低排放和低成本，液化石油气能够迅速提升航运业的环境绩效。液化石油气使用灵活，全球已建立成熟的供应链，这使得其加注基础设施的部署比许多其他替代燃料更为容易。使用液化石油气燃料的推进系统不存在技术障碍。 航运业已进入脱碳时代，这得益于日益增长的监管压力、市场预期以及行业提升环境绩效的承诺。成功需要多种途径，包括运营效率提升、船舶设计进步以及采用清洁型 marine 燃料（如 LPG）。 液化石油气（LPG）是一种独特且优异的能源，在航运脱碳方面，它正扮演着日益重要的角色。作为液体运输和储存，但作为气体消耗，LPG能够提供比许多现有替代方案更清洁、更低排放的海上运输。其优势已得到广泛认可，使其成为当今世界最普遍接受的替代燃料之一，并取得了切实成效，提供了实用、可扩展且商业化的解决方案，能够支持即时减排，无需等待未来技术的成熟。 液化石油气（LPG）已成为全球液化气船市场中应用最广泛的替代燃料之一。如今，已有超过275艘液化气船正在运营或已订购，LPG双燃料推进系统如今已在该市场稳固确立。行业预测表明，未来几年投入服务的绝大多数新超大型液化气船将使用LPG燃料或具备使用LPG的条件。 无论是用于世界最大的船舶，还是用于最小的舷外机，液化石油气（LPG）如今提供了一种低碳、低排放且成本低的燃料，并有望在未来通过将可再生液化石油气（rLPG）和可再生二甲醚（rDME）添加到现有燃料系统中，实现脱碳化，从而为未来提供解决方案。 液化石油气简明资料 这是什么？ 液化石油气（LPG）是指液化石油气，该术语用于描述两种天然气液体：丙烷和丁烷，或这两种物质的混合物。 液化石油气（LPG）目前主要从化石燃料中生产，其中丁烷和丙烷是原油、天然气和煤炭开采及炼制的副产品。目前约60%的液化石油气产量来自天然气开采。可再生液化石油气（rLPG）可由生物质或可再生电力生产，以提供零排放或近零排放的燃料。尽管目前rLPG的供应量仅几十万吨，但相关生产投资正在迅速扩大。 丙烷和丁烷在化学上非常相似，但它们性质上的微小差异意味着它们特别适用于特定的用途。通常，丙烷和丁烷会被混合以获得最佳的能量产出和性能。因此，液化石油气的化学成分可能会有所不同。 液化石油气中轻质烃类的混合物可在常温下以中等压力液化，但在正常大气条件下呈气态。由于液化石油气可在大气温度下以低压液化，因此其储存和运输比其他气体燃料更容易。它被储存在加压的罐或气瓶中。 与重质燃油相比，化石液化石油气（LPG）的SOx排放量减少约97%，NOx排放量减少约20%，颗粒物排放量减少约90%，同时碳排放在很大程度上减少了约20%[3]。因此，目前可用的LPG符合现有的排放标准，包括国际海事组织（IMO）的硫含量上限0.5%以及关于在排放控制区（ECA）运营的要求。 根据WLGA 1，2024年全球LPG产量达到3.7亿吨，略超过3.66亿吨的需求量。其中，约40%用于国内消费（烹饪和供暖），而这部分需求中有58.4%来自亚太地区。社区和工业供暖及发电以及石化生产是LPG燃料的另外两大主要用途，而道路运输（7%）和农业（1%）的需求则相对较低。 这些环境效益以及使用货物作为燃料的成本优势，已促使数艘LPG运输船安装了LPG适用型发动机，目前已有151艘双燃料船投入运营，另有124艘正在订购。根据现有船队安装的主机尺寸以及相应LPG适用型发动机的可用性，还有大约200艘船舶可以进行改造以使用LPG。 鉴于其广泛应用，液化石油气（LPG）的国际贸易规模庞大，全球进口量增长了6%，达到1.56亿吨，预计将持续增长。2 液化石油气基础设施在全球已相当完善，拥有超过1000个现有的储存设施和终点站，国际运输通过管道得以便利，且拥有一个由超过1600艘液化石油气运输船组成的航运网络。 液化石油气（LPG）作为船舶燃料的更广泛使用——在液化石油气运输船和其他商船船型上——将取决于当前为扩展其环境效益所做的努力。世界液化石油气协会（WLGA）已提出一条全球路径，以使可再生液化石油气（rLPG）满足到2050年全球LPG需求高达50%的目标，同时，船上碳捕获技术的应用可以在使用LPG作为燃料的同时，支持中期满足国际海事组织（IMO）及其他脱碳目标的要求。 2.1第二章：一般安全事项 液化石油气（LPG）的储存、使用和运输在所有工业场景中都存在若干潜在风险，需要加以缓解： 由于这些风险，在船舶燃料的背景下使用液化石油气（LPG）需要与船舶设计及建造、机械和技术安排、加油技术、船上程序以及船员培训相关的安全措施。 液化石油气在气态时大约是空气重量的两倍，倾向于沉到尽可能低的水平并积聚在那里。 液态液化石油气（LPG）因其快速汽化，会对皮肤造成严重的冻伤。汽化作用可以冷却设备，如果设备没有妥善绝缘，其温度也可能低到足以造成冻伤。 液化石油气在2%至10%的浓度范围内与空气形成可燃混合物。因此，若储存或使用不当，可能存在火灾和爆炸风险。 泄漏产生的蒸汽/空气混合物可能在泄漏点一定距离外被点燃，并且火焰可能倒流至泄漏源头。 当与空气混合且浓度极高时，蒸汽会因稀释可供使用的氧气而成为一种麻醉剂，进而成为一种窒息剂。 一个曾装有液化石油气（LPG）的储存容器，在理论上可能是空的，但仍可能含有液化石油气蒸气。 思想之燃料：液化石油气 2.2 航海安全规则 虽然《散装液化气体船建造和设备国际规则》（IGC规则）涵盖了作为散装货物运输液化气体的船舶的建造和设备，包括将此类货物用作燃料，但非液化气运输船舶使用气体或其他低闪点燃料（如液化石油气）作为燃料，则受《使用气体或其他低闪点燃料船舶安全国际规则》（IGF规则）的管辖。 鉴于所涉及的燃料特性，规范规定了设备、机械、其他系统及其船上布置的必要前提条件，以确保船舶能够安全地使用气体或低闪点燃料，从而最大限度地降低对船舶、其船员和环境的风险。除目标、功能要求、风险评估和规定性要求外，IGF规范还涉及运营要求和船员培训要求。 利益相关方可参考国际油轮及码头运营商协会（SIGTTO）、液化天然气作为船舶燃料协会（SGMF）以及国际标准化组织（ISO）发布的关于货物装卸和供油作业的指南。 同样地，LR发布了LFPF(GC, PG)符号，该符号指的是按照设计、建造和测试用于操作低闪点燃料（如LPG）而设计的气体运输船。类似地，LR还发布了LFPF(GC, AM)和GR(AM, A)符号，允许船东在他们的船舶上进一步使用氨作为燃料，而LFPF(GF,PG)和LFPF(GF, AM)符号则针对非气体运输船采用LPG和氨作为燃料的情况。 在海上安全委员会（MSC）第107次会议上，批准了《使用LPG燃料船舶的临时安全指南》（MSC.1/通函1666），旨在为使用LPG作为燃料的船舶提供国际标准，并依据IGF规则，使其主辅机装置达到与新型及同等常规燃油装置相同的安全性和可靠性水平。在海上安全委员会第108次会议上，国际海事组织（IMO）也批准了《使用LPG货物作为燃料的临时指南》（预计为MSC.1/通函1679）。 为支持符合IGF规则船舶使用液化石油气（LPG）作为燃料，LR已在其《使用气体或其他低闪点燃料船舶分类规则和法规》中新增附录，该附录纳入了国际海事组织（IMO）关于使用LPG燃料船舶安全的临时指南（MSC.1/Circ.1666）。 历史上，海上液化石油气（LPG）的运输和转运具有良好的安全记录，与液化石油气进出口终端相关的安全措施已被证实是有效的。虽然与进出口相比，LPG加注涉及的量级和转运速率要低得多，但许多相同的安全措施仍被应用以确保安全。 具体燃油加注注意事项 液化石油气泄漏到水中会带来另一项危险，因为它会迅速且持续地汽化成气体，可能引发燃烧。由此产生的“池火”会随着液化石油气泄漏范围从源头扩散并持续蒸发而蔓延。池火比油或汽油火灾要热得多，燃烧速度也快得多，而且无法被扑灭；必须消耗掉所有的液化石油气，火焰才会熄灭。由于液化石油气池火温度极高，其热辐射可能在相当远的距离外灼伤人员并损坏船只或财产。许多专家认为，大型池火，尤其是在水上的池火，是液化石油气最严重的危险之一。 液化石油气（LPG）的密度比空气高，任何泄漏都会积聚在低处，因此在泄漏检测和通风方面需要与常规燃料采用不同的方法。液化石油气是一种低闪点液体，在人员持续在场的船舶高风险火灾区域（如机舱）使用时，必须使用双层管作为次级防漏措施。烃类检测器将检测任何泄漏，并在燃料到达有人区域之前将其控制在次级防漏措施内。双层管必须在甲板线下使用。 尽管液态液化石油气（LPG）本身不能燃烧或爆炸，但若泄漏会在水面上形成液池。由于LPG在环境温度下就会汽化，空气中会形成蒸汽云，并容易被风吹散。虽然船舶或建筑物等密闭空间中的火灾或爆炸风险会增加，但在开阔空间中，LPG火灾或爆炸的相对证据较少。 泄漏也可能将液化石油气（LPG）释放到港口区域，并引发火灾或爆炸。虽然用于燃料的加油驳船或船舶所含的液化石油气远少于大型液化石油气运输船，但加油作业中的液化石油气泄漏仍可能是一个重大问题。 在监管框架方面，LPG加注目前仍缺乏官方机制来进一步鼓励利益相关方将其作为船用燃料。制定LPG加注指南可以借鉴其他燃料（例如LNG）的做法，以促进安全、效率和环保意识。 加注过程中液化石油气泄漏可能带来多种危害。必须极其小心地确保液化石油气不会滴落或洒到船体或甲板上，因为这将可能导致脆性断裂，严重损坏船舶或加注驳船。 首先，液化石油气（LP