เมทานอลเป็นเชื้อเพลิงทดแทนสำหรับเรือคอนเทนเนอร์

มเอทานอลมีศักยภาพที่สำคัญในฐานะเชื้อเพลิงเรือในอนาคต และเพิ่งกลายเป็นหัวข้อสำคัญในการอภิปรายเกี่ยวกับเป้าหมายการลดคาร์บอนของ IMO และเชื้อเพลิงเรือทางเลือก การรู้ว่าเชื้อเพลิงชนิดใดที่จะผลิตได้ในอนาคตเป็นหนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดสำหรับเจ้าของเรือ เนื่องจากขีดจำกัดการปล่อยมลพิษเข้มงวดขึ้น

มีข้อกำหนดเกี่ยวกับการใช้เมทานอลเป็นเชื้อเพลิง
ปัจจัยสำคัญในสมการคือสภาพแวดล้อมด้านกฎระเบียบ: เจ้าของไม่สามารถวางแผนโครงสร้างใหม่สำหรับเชื้อเพลิงทางเลือกได้จนกว่า IMO และหน่วยงานกำกับดูแลอื่น ๆ จะกำหนดกฎและข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง การลงทุนในเรือที่ใช้เชื้อเพลิงเมทานอลขณะนี้มีหลักเกณฑ์ชั่วคราวของ IMO สำหรับเรือที่ใช้เมทิลหรือเอทิลแอลกอฮอล์เป็นเชื้อเพลิง, MSC.1/Circ.1621, IMO IGF Code สำหรับเรือที่ใช้เชื้อเพลิงที่มีจุดวาบไฟต่ำ และกฎระดับบังคับของ DNV สำหรับเรือที่ใช้เชื้อเพลิงเมทานอลสำหรับ ประตู Jan-Olaf Probst รองประธานฝ่ายพัฒนาธุรกิจของ DNV กล่าวว่า “กรอบการกำกับดูแลในปัจจุบันเป็นรากฐานที่มั่นคงสำหรับการออกแบบ สร้าง และใช้งานภาชนะที่ใช้เมทิลหรือเอทิลแอลกอฮอล์”

เอกสารเชื้อเพลิงทางเลือกให้การสนับสนุนการตัดสินใจที่เป็นกลาง
นอกเหนือจากกฎของชั้นเรียนแล้ว DNV ยังเผยแพร่การอัปเดตเป็นประจำสำหรับเอกสาร “เชื้อเพลิงทางเลือกสำหรับเรือคอนเทนเนอร์” ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้การสนับสนุนการตัดสินใจที่เป็นกลาง ตามข้อเท็จจริง และมีเหตุผลทางวิทยาศาสตร์สำหรับโครงการต่อใหม่ บทแนะนำของเอกสารอธิบายปัญหาก๊าซเรือนกระจก (GHG) กิจกรรมด้านกฎระเบียบของ IMO และสถานการณ์ตลาดในปัจจุบัน ตามด้วยบทที่ครอบคลุมเกี่ยวกับ LNG ในฐานะเชื้อเพลิงเรือและความหมายทางเทคนิค ส่วนสุดท้ายจะตรวจสอบศักยภาพของเมทานอลในฐานะเชื้อเพลิงทางเลือกในอนาคตสำหรับเรือ

บทใหม่ของเอกสาร DNV Alternative Fuels ให้คำแนะนำที่ครอบคลุมเกี่ยวกับข้อบังคับการออกแบบเรือ แนวคิดการบรรจุ การรับรองและการฝึกอบรม ขั้นตอนพื้นฐานก่อนลงนามในสัญญา และการพิจารณาต้นทุนในบริบทของการซื้อขายคาร์บอน รายการกฎและคำแนะนำของ DNV และ IMO ที่เกี่ยวข้องพร้อมคำอธิบายสั้น ๆ ปิดท้ายการอภิปรายเกี่ยวกับเมทานอลในฐานะเชื้อเพลิงเรือ

ข้อกำหนดการออกแบบที่ค่อนข้างเรียบง่ายบนเครื่อง
“ข้อกำหนดของเมทานอลนั้นซับซ้อนน้อยกว่าข้อกำหนด LNG มาก” Probst อธิบาย เป็นของเหลวที่อุณหภูมิแวดล้อมและไม่ต้องการวัสดุพิเศษและมีราคาแพงสำหรับการทำความเย็นหรือถังและท่อ มีเทคโนโลยี และความเชี่ยวชาญในการจัดเก็บและแปรรูปที่เหมาะสมและการเติมเชื้อเพลิงจะค่อนข้างง่ายในการดำเนินการ”

ผู้เชี่ยวชาญของ DNV ชี้ให้เห็นว่าถังเมทานอลสามารถรวมเข้ากับโครงสร้างตัวถังได้ แต่ต้องการพื้นที่บนเรือมากกว่า LNG หรือน้ำมันเชื้อเพลิงหนัก (HFO) สำหรับระยะการซื้อขายที่กำหนด “เมทานอลในเครื่องยนต์ปัจจุบันส่วนใหญ่ต้องการเชื้อเพลิงนำร่องเพื่อการเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพ ดังนั้นเชื้อเพลิงดีเซลจึงจำเป็นต้องนำขึ้นเครื่องด้วย ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงสำรองสองเท่า”

เทคโนโลยีการผลิตเชื้อเพลิงเมทานอลได้ครบกำหนดแล้ว
เมทานอลแอลกอฮอล์ที่ง่ายที่สุดเป็นหนึ่งในห้าอันดับแรกของสินค้าเคมีที่จัดส่งทั่วโลก โรงงานในหลายประเทศผลิตทรัพยากรฟอสซิลในปริมาณมากเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมหลายประเภท อย่างไรก็ตาม ในที่สุด จะต้องมีเมทานอลที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเพียงพอเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

มีเทคโนโลยีการผลิตและสามารถใช้วัตถุดิบต่างๆ มากมายเพื่อผลิตเมทานอล “สีเขียว” รวมถึงของเสียอินทรีย์และแม้แต่ก๊าซในชั้นบรรยากาศจากแหล่งเกษตรกรรมและในประเทศหรืออุตสาหกรรมป่าไม้ เอกสาร DNV Alternative Fuels ให้รายละเอียดเกี่ยวกับการจัดหาและขั้นตอนการผลิตสำหรับเมทานอลสีเขียว สีน้ำเงิน และสีเทา คาดว่าการเข้าสู่ตลาดของเมทานอลสีเขียวจะเริ่มในปี 2567/25 แม้ว่าจะมีปริมาณเล็กน้อยในตอนแรกก็ตาม “แต่โดยเนื้อแท้แล้ว” Probst กล่าว “ตำแหน่งท่าเรือใด ๆ ที่มีคลังเก็บเมทานอลทั่วโลกและโรงงานผลิตน้ำมันสามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยการลงทุนเพียงเล็กน้อยเพื่อเสนอเมทานอลเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเรือ”

เครื่องยนต์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้เมทานอลเป็นเชื้อเพลิง
“เครื่องยนต์หลักและเครื่องกำเนิดเมทานอลทำงานบนเรือขนาดเล็กสองสามลำ” เขาตั้งข้อสังเกต ขณะนี้กำลังพัฒนาประเภทเครื่องยนต์เพิ่มเติม เมื่อเมทานอลถูกเผาไหม้ จะสร้างคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ แต่การปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายจากการเผาไหม้เมทานอลที่ได้จากฟอสซิลในเครื่องยนต์ของเรือนั้นต่ำกว่าของ HFO มาก อย่างไรก็ตาม การปล่อยก๊าซเรือนกระจกมีประมาณสองเท่าจากก๊าซธรรมชาติ การปล่อยคาร์บอนจากเมทานอลสีเขียวจะถูกพิจารณาว่าเป็นกลางต่อสภาพอากาศ เนื่องจากการเผาไหม้จะไม่เพิ่ม CO2 สู่สิ่งแวดล้อมมากไปกว่าที่เคยนำมาจากมัน การจับ CO2 ที่ปล่อยออกมาเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ในการผลิตเชื้อเพลิงสีเขียวสามารถปรับปรุงความสมดุลของคาร์บอนได้อีก

คุณลักษณะที่ต้องพิจารณาเพื่อการปฏิบัติงานที่มีประสิทธิภาพ
Jan-Olaf Probst กล่าวว่าหนึ่งในปัจจัยจำกัดสำหรับการใช้เมทานอลเป็นเชื้อเพลิงเรือคือปริมาณพลังงานที่ต่ำกว่า ซึ่งเท่ากับ 18.2 MJ/l ต่อปริมาตร “เมทานอลต้องการถังเชื้อเพลิงที่ใหญ่กว่าถัง HFO ประมาณ 2.5 เท่า หรือใหญ่กว่าถัง LNG เทียบเท่า 1.3 เท่าสำหรับปริมาณพลังงานที่เท่ากัน สิ่งนี้มีผลกระทบต่อการจัดการเชิงพื้นที่บนเรือและขอบเขตการซื้อขายของเรือที่ขับเคลื่อนด้วยเมธานอล” Probst กล่าวว่า DNV เชื่อว่าเมทานอลน่าจะถูกนำมาใช้ในภาชนะขนาดเล็ก อย่างน้อยในขั้นต้น เนื่องจากข้อกำหนดด้านวิศวกรรมและการออกแบบที่ค่อนข้างเรียบง่าย

มาตรการความปลอดภัยที่แนะนำบนเรือ
ด้วยจุดวาบไฟที่ 11°C ถึง 12°C เมทานอลจึงติดไฟและระเหยได้ง่าย นอกจากนี้ยังเป็นพิษทางอ้อม “บทเมทานอลใหม่ในเอกสาร DNV อธิบายถึงการพิจารณาด้านความปลอดภัยและการแบ่งโซนที่จำเป็นอย่างครอบคลุม” Probst กล่าว “องค์ประกอบเหล่านี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทั้งสี่ของแนวคิดด้านความปลอดภัยสำหรับเรือที่ใช้เชื้อเพลิงเมทานอลตามที่กำหนดโดย IMO: การแยก – สิ่งกีดขวางสองชั้น – การตรวจจับการรั่วไหล – การแยกการรั่วไหลโดยอัตโนมัติ หัวข้อนี้กล่าวถึงแต่ละองค์ประกอบเหล่านี้โดยเฉพาะ”

เซลล์เชื้อเพลิงเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจ
“เมทานอลยังเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานเซลล์เชื้อเพลิงบนเรือซึ่งเป็นโอกาสเพิ่มเติมในการลดรอยเท้าคาร์บอนของเรือ ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยระบบเซลล์เชื้อเพลิงสามารถให้พลังงานไฟฟ้าเพียงพอสำหรับการเข้าพักของท่าเรือ เมื่อเซลล์เชื้อเพลิงมีขนาดเล็กลง มีประสิทธิภาพและทรงพลัง “เรือจำนวนมากขึ้นจะสามารถใช้ตัวเลือกนี้ได้อย่างมีกำไร นอกจากนี้ เรือที่ใช้เชื้อเพลิงเมทานอลจะไม่ต้องบรรทุกเชื้อเพลิงเพิ่มเติมซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่สามสำหรับเซลล์เชื้อเพลิง” Probst เสริมว่าเอกสาร DNV Alternative Fuels รวมถึงส่วนที่อธิบายเกี่ยวกับเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง

ค่าใช้จ่ายในการลงทุนสำหรับระบบเมทานอล
เครื่องยนต์ ถังเชื้อเพลิง ท่อ ฯลฯ เพื่อติดตั้งระบบเมทานอลบนเรือ CAPEX สูงกว่าถังเผาไหม้ HFO กำมะถันต่ำทั่วไปเล็กน้อย และประมาณหนึ่งในสามของค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้อง ด้วยแอลเอ็นจี เชื้อเพลิงเมทานอลเป็น “สีเขียว” หรือไม่นั้นไม่เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บ การแปรรูป อุปกรณ์และเครื่องยนต์ จำเป็นต้องทำการเปลี่ยนแปลงหรือปรับแต่งเล็กน้อยเท่านั้นเมื่อเปลี่ยนไปใช้เมทานอลสีเขียว Jan-Olaf Probst สรุปไว้ดังนี้: “การลงทุนในภาชนะบรรจุเมทานอลที่พร้อมสำหรับเมทานอลมีความเสี่ยงต่ำสำหรับการปฏิบัติตามแนวทางการลดคาร์บอนของ IMO ในระยะยาว”

ตัวเลือกที่ใช้งานได้สำหรับความเข้ากันได้ที่ยาวนานขึ้นในปี 2050
บทใหม่ระบุว่าเมทานอลเป็นเชื้อเพลิงทางเลือกที่มีแนวโน้มและเป็นไปได้สำหรับเรือบรรทุกสินค้า และเป็นช่องทางที่ชัดเจนในการจัดหาคาร์บอนที่เป็นกลางในอนาคต “ในบรรดาเชื้อเพลิงทางเลือกทั้งหมดที่กล่าวถึงในปัจจุบัน เมธานอลต้องการเงินลงทุนเพิ่มเติมน้อยที่สุดเมื่อเทียบกับเรือที่ใช้เชื้อเพลิง HFO แบบธรรมดาที่มีขนาดและประเภทเดียวกัน โดยคำนึงถึงพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องทั้งหมด” Probst เน้นย้ำ ซึ่งจะสอดคล้องกับ IMO เส้นทางการลดคาร์บอนไปสู่ปี 2050 นานกว่าเรือ HFO ก่อนที่มันจะต้องผ่านไป กล่าวโดยย่อ เมทานอลเป็นตัวเลือกที่เชื่อถือได้”

บทต่อไปของเอกสารเชื้อเพลิงทางเลือกจะกล่าวถึงแอมโมเนียและคาดว่าจะเผยแพร่ในปี 2567 หลังจากผ่านหลักเกณฑ์ที่เกี่ยวข้องของ IMO
ที่มา: DNV, https://www.dnv.com/expert-story/maritime-impact/methanol-as-an-alternative-fuel-for-container-vessels.html?utm_campaign=MA_22Q3_GLOB_ART_Con_428_Methanol&utm_medium=email&utm_source=Eloqua