IMO全球0.5%低硫燃油標準實施的影響

CCS上海規范研究所 劉軍樸

表1

2008年10月，國際海事組織（IMO）海上環境保護委員會（MEPC）第58次會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條規定了全球航行船舶使用0.5%低硫燃油標準：2020年1月1日及以后，船上使用的任何燃油硫含量不應超過0.5%m/m。14.8條規定：2020年1月1日實施全球0.5%低硫燃油標準的可行性應進行評估，以確定是否有必要推遲至2025年1月1日實施。IMO MEPC專門成立了專家組，考慮全球燃油市場供應和需求、燃油市場發展、替代燃料、后處理方法等因素，開展全球0.5%低硫燃油標準實施的可行性評估工作。2016年10月，IMO MEPC70會議同意全球0.5%m/m燃油硫含量標準2020年1月1日實施，該決定已通過RESOLUTION MEPC.280(70)的形式予以發布。關于船舶SOX排放，除MARPOL公約附則VI的規定以外，歐盟（EU）、美國加利福尼亞州以及我國還有特殊規定。需要注意的是，IMO全球0.5%低硫燃油標準適用于排放控制區（ECA）以外航行的所有船舶，包括現有船。

表2 不同地區原油質量和硫含量

表3 非洲地區重質/輕質燃油調和比例

表4 俄羅斯及獨聯體（CIS）地區重質/輕質燃油調和比例

圖1匯總了IMO、相關國家/地區SOx排放及實施要求。

表1匯總了IMO、相關國家/地區SOx排放要求與差異。

船舶燃料營運成本方面，燃油的生產方式、供求關系影響未來0.5%低硫燃油的市場價格。一般來說，硫含量0.5%的低硫燃油有如下3種生產供應方式：

1、0.5%低硫重質燃油（HFO）

不同產地的原油硫含量存在很大差異，如表2所示，有些地區的原油硫含量甚至遠遠低于0.5%，比如我國克拉瑪依、大慶、遼河等油田出產的原油，其中，克拉瑪依油田出產的原油硫含量只有0.04%。這種原油經蒸餾工藝后產生的渣油（Residual oil）硫含量也會很低，調制出的HFO硫含量就能滿足IMO0.5%低硫燃料標準。

這種0.5%低硫HFO的市場價格，與遠洋船舶常用的180/380cSt HFO價格相差不大，因此，船舶使用這種0.5%低硫HFO，燃料營運成本基本沒有影響。

但這種0.5%低硫HFO的產量很少，遠遠滿足不了全球遠洋船舶的燃料需求，因此，采用這種低硫HFO的價格分析船舶燃料營運成本的影響沒有太大參考價值。

2、0.5%低硫調和油（blending）

低硫輕質燃油和高硫重質燃油按規定的比例進行混合、調質，生產出滿足IMO排放要求的0.5%低硫調和油。不同比例的重質、輕質成份的混合，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、穩定性、兼容性、點火特性等滿足國際標準組織（ISO）8217標準的要求，確保船上使用的安全。

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

根據原油、重質燃油、輕質燃油、以及重質/輕質成份的混合比例，可以預測2020年0.5%低硫調和燃油的市場價格。IMO0.5%低硫燃油可獲得性評估報告中預測的燃油市場價格見表5。2020年，0.5%低硫燃油價格為595$/t，相對高硫HFO（3%）增加近130$/t。

按照表5預測的燃料價格差，對船舶燃油營運成本進行了估算：相對于遠洋船舶主要燃料HFO（380/180cSt）價格，船舶營運成本增加28%以上 。

表5 2020年0.5%低硫燃油價格預測

表6 現有船用燃料的類型和比例

3、高硫HFO脫硫

這種生產方式需要安裝新的脫硫設備，投入很大的生產設備改造費用，且改造周期也比較長。由于目前IMO全球0.5%低硫燃油標準尚未實施，市場上尚沒有這種產品的需求，因此，煉油行業基本還沒有生產0.5%低硫HFO的經驗，這種高硫HFO脫硫后的燃料價格很難預測。

表7 全球生產燃料的行業分配結構

總體來說，未來2020年實施全球0.5%燃油標準，燃油市場主要的生產和供應方式應該以前述調和油為主，這種燃料的價格會對船舶的營運成本產生較大影響。

0.5%低硫燃油供應方面，對現有航運業的燃料消耗進行調查表明，遠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，統計數據見表6。

2020年全球0.5%低硫燃油實施后，燃油市場主要的生產和供應方式預計以重質/輕質燃油混合的調和油為主，而這種調和油中，輕質成份占的比例超過50%，導致船舶燃料消耗中，輕質燃油的比例會顯著上升，遠洋船舶的燃料消耗比例，原來以重質燃油（80%）為主，轉為以輕質燃料為主。

這種船用燃料比例結構的變化，將可能影響整個燃油市場的燃料供應及價格。表7是2015～2016年度統計的全球燃料總生產量，船用HFO和MGO燃料的總和約占全球總燃料生成量的7.3%。表8是船用HFO、MGO在全球同類型燃料生產總量中所占的比例，可以看出，全球煉油業生產的重質燃料中，46%用于船舶運輸，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%低硫燃油標準的實施，船用燃料消耗比例從重質HFO為主轉向輕質MGO為主，可能導致船用MGO燃料消耗的比例，從原來的5%上升到10%以上，甚至接近20%，導致全球生產的中等餾分油供應緊張。另一方面，船用HFO燃料的消耗減少，可能導致船用HFO燃料的消耗比例從原來的46%，降至25%以下，出現過剩的局面。

表8 2012年船用燃油占全球供應燃料的百分比

燃油質量及安全方面，ISO8217標準規定了船用燃料（船用渣油和船用餾分油）的技術指標與質量。

對于重質/輕質燃料調和生產的0.5%低硫燃油來說，調制出的燃料粘度一般在10～180cSt范圍內，按ISO8217標準規定的燃料分類方法，調和的0.5%低硫燃油屬于RMA/RMB/RMD/RME 4類，但由于調和時的重質/輕質成份、比例都發生了較大變化，在保證硫含量滿足法規要求的前提下，ISO8217標準規定的燃料特性，比如粘度、密度、閃點、點火特性等也會變化，而現行版本的ISO8217標準并沒有考慮這種變化，需要對這種調和燃料油的各項指標進行評估，并進行相應的補充和完善。

對于船舶來說，2020年實施0.5%燃油標準后，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，對船舶燃料艙、燃料系統的布置并不會產生影響。

從0.5%低硫燃油的使用安全來說，調和燃料的特性變化可能會對船舶燃油/滑油系統及設備的安全運行產生影響。

調和生產的0.5%低硫燃油，其特性變化主要包括如下幾個方面：

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）需要進行調整，與0.5%LSFO相匹配，對滑油系統及布置沒有影響。

2、粘度和密度。重質/輕質調和油，粘度在10～180cSt范圍內，現有的燃油艙布置、設備和系統都能適應，原高硫HFO相關的油柜、處理/供應系統、凈化/使用設備等無需改造，主要需要考慮的是低硫HFO加熱溫度控制、分油機重力環匹配，保證供給柴油機、鍋爐的燃油質量滿足設備廠的規定。

3、燃油穩定性與兼容性。重質、輕質燃料的調和比例，以及粘度、密度、閃點、產地等差異，影響低硫HFO的兼容性和穩定性，甚至存在重質燃料中瀝青析出，導致燃油系統濾器、凈化設備臟堵故障，燃油生產及供應廠家在輕質/重質混合調制時，需要進行充分的試驗，保證供船燃料的穩定性、兼容性滿足ISO標準規定。

4、閃點：調和油中輕質餾分油的比例增加，其中，輕質餾分油的閃點直接影響調和燃油產品的閃點。燃油生產及供應廠家在輕質/重質混合調制時，需要進行充分的試驗，保證供船燃料的穩定性、兼容性滿足ISO標準規定依然滿足ISO標準規定。

排放替代方案方面，對于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），從三種方案的優點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，可選擇技術為低硫燃油（LSFO），具有設備與系統無需改造以及安全與可靠性高的優點，面臨燃料運營成本高，各港口0.5%LSFO可獲得性不確定以及調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，可選擇技術為廢氣清洗系統（EGC），具有可使用高硫HFO、運營成本低的主要優點，面臨洗滌塔、堿液柜等占用空間、改造困難、新增設備及系統成本高，以及港口尚缺乏足夠的EGC殘渣接收設施等主要問題；第三種方案的控制方法為替代燃料，可選擇技術為LNG燃料，具有清潔和燃料運營成本低的優點，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施不完善等主要問題。

IMO全球0.5%低硫燃油標準實施所帶來的船舶營運成本增加，可能會促進廢氣后處理、LNG燃料替代方案的應用。對幾種典型遠洋運輸船舶的廢氣后處理和LNG燃料方案進行經濟性分析表明，相對于船舶直接使用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成本可節約25%以上，而采用LNG燃料方案，船舶每年的燃料營運成本可節約60%以上。上述EGC方案的經濟性分析，基于0.5%低硫燃油（LSFO）和HFO之間的價格差為150美元/噸。而LNG燃料方案，是基于北美和歐洲天然氣價格，相對于0.5%低硫燃油，價格差分別是324美元/噸、270美元每噸。分析結果見表10。

考慮到EGC產品廠的設備供應配套能力，以及安裝/改造設計、圖紙審批、船上安裝/改造周期等影響因素，對于船東來說，如選擇EGC排放方案，應統籌安排船隊的改造、建造計劃，以避免出現船廠塢期緊張、排隊困難的局面。

對于LNG燃料方案來說，其所面臨的主要問題是遠洋船舶LNG加注困難，另外，LNG燃料艙所占用的空間較大，對船舶的載貨空間也會產生較大影響。