在全球贸易版图中，海运承担着全球超80%的货物运输，是公认最高效、最经济的物流方式。然而，面对全球减碳浪潮，航运业也亟需破局。国际海事组织（IMO）的温室气体减排战略已明确路线年实现国际航运净零排放，其中2030年需较2008年削减20%-30%的排放量，2040年较2008年减少70%至80%。欧盟更以立法形式加码，其碳排放交易体系（EU ETS）要求进出欧港口船舶必须披露碳排放数据，高碳排放船舶将面临碳配额惩罚，同时海运燃料法案（FuelEU Maritime）正加速推动船用燃料清洁化进程。
在严苛的减排压力下，航运业正加速向碳中和燃料转型。基于绿氢的甲醇、氨等新型燃料被视为破局关键。然而，绿氢的规模化部署需要高昂的前期投入。据估算，到2050年，全球氢能供应链需要9万亿美元投资，以达到净零排放的目标。由于利益相关方十分庞杂且规模化需要一些时间，这一转型预计将持续多年。面对这种远水难解近渴的局面，双燃料发动机成为众多航运业领导企业在过渡时期的首选方案。
顾名思义，双燃料发动机可使用两种燃料，并具备灵活切换的能力。这种发动机配备了两套独立的燃料喷射系统和燃料罐：主燃料通常是低碳或碳中和燃料（如甲醇、氨或液化天然气LNG），次燃料则为传统燃料（如柴油）。这种设计可确保船舶在碳中和燃料不足时仍能正常运营，避免海上抛锚的风险。
在绿色燃料大规模上量之前，双燃料发动机这样的双保险设计无疑是最有效的过渡方式。奥赛能（Accelleron）涡轮增压应用远东区及新技术负责人Paolo Tremuli说道：从原理上说，任何燃料都可用于双燃料发动机。目前最常见的主燃料选择仍是液化天然气（LNG），因其储量丰富、成本较低且相比传统燃料可减少25%的排放。不过在新造船订单中，甲醇正快速成为主流燃料选择，氨燃料的订单量也在同步增长。
2025年2月25日，WinGD X92DF-M-1.0甲醇双燃料发动机正式对外发布，标志着其在绿色船舶动力领域的又一里程碑突破。而这台开创性的发动机上，正选用了3台奥赛能A275-L涡轮增压器作为核心配套产品。
据报道，截止2024年12月，全球已有14个港口有能力为船舶进行甲醇加注作业，其中一些港口已在部署扩大未来燃料的加注能力。船舶可在这些区域使用清洁能源，而在其他航段切换至传统燃料。
双燃料发动机的核心挑战在于在同一空间，整合两种不同燃烧系统的复杂性。以柴油和LNG为例，前者为液态燃料，其燃烧是基于柴油机循环（即狄赛尔循环），后者为气态燃料，基于奥托循环。此外，LNG燃烧不均易产生爆震，导致发动机和部件的磨损和损坏，需额外控制气缸内空气量以防止异常燃烧。
甲醇和氨是目前最具潜力的碳中和航运燃料。但确保其安全性十分重要。例如，氨的强腐蚀性和毒性要求船舶配备严格的防泄漏监测系统，在机舱内工作的船员必须穿戴防护装备。
双燃料发动机还可引入第三种燃料作为混合燃料。例如，在LNG中混入少量氢气或氨。由于目前碳中和燃料的稀缺，我们大家可以选择在LNG中掺入少量这些燃料，以达到减排的效果。目前，氢是较为常见的第三种燃料之一，其占比最高可达到20%。如要混入更高比例的氢，则要进一步改造发动机（如降低几何压缩比或增加缸内空气量）。随技术进步，未来这类燃料的混合比例有望提升。
在推进双燃料发动机的研发和应用中，涡轮增压器起着关键作用，可把发动机效率提高10%。奥赛能的涡轮增压方案根据不同的燃料类型与发动机的负荷对压比、流量等进行针对性的匹配和优化，以实现最高的燃烧效率，既能最大化利用稀缺的绿色燃料，又能减少来自传统燃料的排放。此外，精准的燃油喷射系统对于双燃料发动机同样重要。奥赛能旗下OMT以其定制化的燃油喷射方案，助力双燃料发动机安全、高效地利用多种燃料。
数字化也是实现双燃料船舶效率及安全优化的关键赋能技术。从发动机性能监测、船体与螺旋桨分析，到航程优化、排放报告，奥赛能的数字化方案为船东和运营商提供全方位支持，助力其制定高效、灵活且经济可行的可持续发展战略。
尽管双燃料发动机展现出巨大潜力，但清洁能源基础设施不足仍是制约发展的拦路虎。清洁能源的产业化应用需要跨行业、不同利益相关方的共同努力。我们已看到许多积极的进展，例如绿色航运走廊包括上海港在内的全球多个港口已在积极开展相关建设，通过区域性示范效应加速碳中和燃料的应用，解决安全准则规范和燃料补给等关键挑战。
市场数据印证着行业的转型决心：2024年全年，全球新造船订单中双燃料机型占比已达50%，而2023年，这一比例为40%左右。对于船东和运营商而言，双燃料发动机无疑是一种务实的减碳方案，使其在持续支撑全球贸易的同时，稳步迈向绿色燃料的新纪元。
在推进双燃料发动机的研发和应用中，涡轮增压器起着关键作用，可把发动机效率提高10%。奥赛能的涡轮增压方案根据不同的燃料类型与发动机的负荷对压比、流量等进行针对性的匹配和优化，以实现最高的燃烧效率，既能最大化利用稀缺的绿色燃料，又能减少来自传统燃料的排放。...2025-02-26 16:47:04
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