SCR系统成为新一代柴油机“标配”

近日，国内新型船用环保柴油机(产品库 求购 供应)研制佳音频传。

8月18日，沪东重机有限公司交验了国内首台带高压选择性催化还原（SCR）系统的低速柴油机，完全满足国际海事组织(IMO)关于氮氧化物（NOx）排放控制技术章程三级标准（Tier Ⅲ）的限值要求。8月22日，中国船舶(股票)重工集团柴油机有限公司交验了全球首套满足Tier Ⅲ排放标准、带低压SCR系统的低速柴油机。

2017年8月18日袁沪东重机有限公司交验国内首台带自主研发高压SCR系统的船用低速柴油机。

在IMO减排标准要求下，经济适用的SCR系统几乎成为新一代柴油机的“标配”。作为“后起之秀”，中国柴油机制造企业奋起直追，“打包”提供了系列带自主研发SCR系统的主机(产品库 求购 供应)产品，力争扩大市场份额。

无论IMO废气排放标准未来的“走势”如何，加强技术研发创新，主动适应全球造船业绿色、环保发展要求，已成为行业共识。

限排倒逼

SCR系统成为最优选择

2005年7月，IMO海上环境保护委员会(MEPC)第53次会议修订了国际防止船舶造成污染公约（MARPOL）附录VI 及氮氧化物排放相关技术章程，并于2010 年生效实施。修订后的船舶主机NOx排放控制标准分为Tier Ⅰ、Tier Ⅱ 和Tier Ⅲ三级，适用于不同年限建造的船舶。

2011年，IMO关于NOx排放控制技术章程二级标准（TierⅡ）开始实施，排放限值为14.4 克/千瓦时；2016年，Tier Ⅲ正式生效，根据该标准，2016年1月1日之后建造的、主机输出功率达130千瓦及以上、航行于北美洲及美国加勒比海排放控制区（ECA）的所有船舶，NOx排放值不得超过3.4克/千瓦时。

IMO Tier I 及Tier Ⅱ标准全球适用，Tier Ⅲ仅限于排放控制区，该区域外的海域则按照Tier Ⅱ标准执行。日趋严格的氮氧化物排放标准对船用发动机(产品库 求购 供应)的研制提出了更高要求，节能、环保、高效成为柴油机动力创新的方向。

“IMO 关于NOx相关排放规定实施后，国内外主要采用尾气后处理和双燃料发动机两种方案应对。其中，尾气后处理主要有两种技术方案，即SCR技术和废气再循环装置（EGR）技术。而双燃料发动机方案则是指在不加装后处理设备的情况下，通过燃烧液化天然气（LNG）等清洁能源以达到Tier Ⅲ排放标准。”中船动力有限公司技术中心工程师史万强说。

相较而言，SCR技术是目前应对Tier Ⅲ排放限制的最佳方案。“SCR和EGR这两项技术基本同时发展，但是目前行业内主要采用SCR技术。”中国船柴技术中心副主任张学强认为，SCR与EGR技术各有优势，但是从应用成本和技术难度来看，SCR技术“略胜一筹”。

据介绍，SCR与EGR的根本区别在于是否在主机内进行优化操作。SCR技术是在机外进行优化处理，几乎不会影响柴油机的动力性能，虽然初置成本相对高，但后期运行成本低，相对更加经济可行。EGR装置则需要在柴油机内进行技术优化处理，其优点在于基本不需要改变船舱结构，但是需要对发动机本身进行改造，因此会影响发动机性能；虽然初置成本低，但运行成本相对高。

至于双燃料发动机方案，其缺点是受船型限制，目前只在少数LNG船上使用，且双燃料主机价格是普通发动机的两倍及以上，使用成本过高。

因此，在IMO减排标准要求下，经济适用的SCR系统是最优选择，几乎成为新一代柴油机的“标配”。

争夺市场

“打包”方案受青睐

在SCR技术研发方面，发达国家先进柴油机制造企业较早涉足这一领域，具有领先优势。

《2011年全球及中国船舶动力系统行业》报告指出，20世纪80年代末，德国、芬兰、美国、日本等国家就开始了SCR系统的研发。

2011年3月，曼柴油机公司研发的SCR系统首次安装于船用低速柴油机；6月，日本邮船、三菱重工(船机库 位置)等联合完成了全球首船制大型低速柴油机配套SCR系统的实船试验。

作为造船业的“后起之秀”，中国在研制清洁高效、节能环保型柴油机产品上奋起直追。近年来，国内柴油机制造企业通过自主研发、引进生产、直接采购等多种方式，已普遍掌握SCR系统研发技术，并向市场“打包”提供了带自主研发SCR系统的系列主机产品。

中国船舶重工集团公司第七一一研究所最早在国内开始SCR系统研制，具备低、中、高速柴油配套SCR系统的设计、研发及供货能力，其技术水平达国内领先、国际一流。2016年，七一一所自主研制的低压SCR系统低速机获得了中国船级社(位置 联系)（CCS）颁发的全球首张低速机SCR系统型式认可证书。

今年6月，中船动力有限公司完成了满足IMO Tier Ⅲ排放标准的首船套中速柴油机+SCR系统台架试验，获得法国船级社(位置 联系)（BV）和DNV GL两大船级社的一致认可。目前，中船动力已提供带SCR系统的柴油机产品近百台套，配置于集装箱船(船型 船厂 买卖)、化学品船(船型 船厂 买卖)、油船(船型 船厂 买卖)等多种船型。

“以最低的成本和最短的时间掌握最先进的技术，最佳的途径就是引进技术、合作生产，共同进行开发。”史万强说。

2017年1月18日，中船动力与瑞士HUG公司签订了SCR系统合作生产战略协议，全部引进其SCR技术，生产“CMP-HUG”品牌SCR系统，并推动实现规模化和系列化生产，力争在新一轮全球能源变革中抢占先机。

“与国际巨头相比，国内企业的柴油机研制能力还存在差距，但是在SCR系统自主研发与市场推广方面，我们与之差不多是齐头并进的。”张学强说。

“水涨船高”

排放标准会更严格？

眼下，越来越多的柴油机制造企业采用SCR等技术手段，使其产品能够满足IMO Tier Ⅲ排放标准。正所谓“水涨船高”，IMO是否会在现有的 Tier Ⅲ排放规定基础上出台更为严格的环保政策？对此，业内人士有不同的看法。

“IMO关于NOx的排放限值，短期内不会提高得很快。”张学强认为，目前配套主机的SCR系统应用成本并不低，以5千瓦左右的柴油机为例，其配套的SCR系统初置成本为一百多万元，尽管后期运行成本增加很少，若再往上提高NOx排放限值标准，企业成本会非常高。

但是，张学强同时也谈到，不排除IMO针对硫氧化物等其他类型的空气污染物，制定更加严格的排放标准。

“未来IMO的排放标准只会越来越严格，排放标准的提高和排放控制区域的进一步扩大是必然趋势。”史万强认为，“只要技术能够达到且成本可控，实施更加严格的NOx排放标准只是时间问题。”

对柴油机动力企业来说，无论废气排放环保标准“走势”如何，都应审时度势，结合船舶技术发展和国内外市场需求，加强研发创新，推动全球造船业朝着绿色、环保的方向持续发展。

张学强表示，中国船柴未来将进一步围绕节能减排要求，继续开展高压、低压SCR系统以及双燃料动力技术攻关，提供更多清洁、高效、节能的主机产品，培育新的经济增长点，这也应是国内船机企业的发展路径。