Estado actual y tendencias de desarrollo de la tecnología de motores de metanol marino

Como combustible marino, el metanol tiene ciertas ventajas prominentes. En comparación con los combustibles alternativos como el gas natural licuado (GNL), el metanol está en estado líquido a temperatura ambiente, lo que simplifica el diseño y la construcción de tanques de combustible de barcos y ofrece importantes ventajas de costos. No contiene azufre. Cuando un motor de doble combustible está en funcionamiento, solo se produce una pequeña cantidad de sulfuros por el encendido del diesel, por lo que puede cumplir fácilmente con los requisitos de reducción de emisiones de la OMI para los óxidos de azufre (SOX) y evitar el costo adicional del posterior al tratamiento SOX. 

En términos de control de emisión de óxido de nitrógeno (NOX), el metanol funciona de manera excelente. Tomando el motor de Farizon como ejemplo, su capa de pretratamiento está equipada con un dispositivo de desulfuración previo al combustible de metanol, que puede eliminar eficientemente la mayoría de los sulfuros; La capa de optimización de combustión adopta el control de la relación de remolino adaptativo, reduciendo en gran medida las emisiones de partículas a un nivel extremadamente bajo; La capa posterior al tratamiento utiliza un sistema SCR compacto (reducción catalítica selectiva), reduciendo significativamente el deslizamiento de amoníaco, lo que resulta en un notable efecto de reducción de emisiones que cumple con el estándar de nivel IMO ⅱ. Además, el metanol contiene 50% de átomos de oxígeno, con una velocidad de combustión rápida y una alta calidad de combustión, lo que puede reducir efectivamente las emisiones de contaminantes. 

En términos de instalaciones de apoyo industrial, como importante materia prima química, China ha construido un sistema completo para la producción, almacenamiento, transporte y reabastecimiento de combustible de metanol, con capacidad de producción suficiente; Las instalaciones de apoyo de metanol en regiones con envío internacional desarrollado también son relativamente completas. Con el desarrollo de energía renovable, la escala industrial de bio-metanol y metanol sintético renovable se está expandiendo, destacando aún más su potencial como un combustible neutral en carbono para los barcos.

La investigación sobre motores de metanol marino se puede dividir en tres etapas. El primero es la tecnología de combustión de metanol de inyección de puerto de baja presión, que es la etapa de exploración temprana. La tasa de sustitución de metanol es de aproximadamente el 40%, y los problemas de combustión son propensos a ocurrir en condiciones de carga media y alta, lo que la hace inadecuada para los motores marinos de alta potencia. El segundo es la tecnología de inyección directa en cilindro de alta presión para el combustible de metanol puro, que es la etapa de intento teórico. Debido al bajo número de metanol cetano, la temperatura del aire de admisión debe aumentarse a 155 ℃ para lograr un funcionamiento estable, lo que lleva a una alta dificultad de aplicación. El tercero es la tecnología de encendido piloto de metanol-diesel de inyección directa de alta presión en cilindro, que es la dirección de desarrollo principal. Tanto Man como Wartsila han adoptado esta ruta, que puede resolver los problemas de inyección de puertos. La investigación sobre nuestro motor de metanol marino de Farizon se basa en esta tecnología, que puede lograr una tasa de sustitución de metanol relativamente alta.

En el fondo de la transformación baja en carbono de la industria marítima, la tecnología de combustible puro de inyección de puerto de metanol es difícil de adaptar a los barcos de alta potencia, y la tecnología de doble combustión tiene aplicaciones limitadas debido a su baja tasa de sustitución. En contraste, el motor de doble combustible con inyección directa directa en cilindro de metanol y diesel se ha convertido en la tendencia de desarrollo central reconocido por la industria en el futuro, confiando en sus ventajas prominentes de alta flexibilidad de combustible y alta tasa de sustitución de metanol. Esta ruta técnica no solo satisface la necesidad urgente de neutralidad de carbono en la industria marítima global, sino que también es una dirección importante para que los motores marinos de Farizon se centren en la pista de envío verde y planean un desarrollo futuro. Con la mejora continua de las instalaciones de apoyo para la producción de metanol verde, el almacenamiento y el reabastecimiento de combustible, así como la innovación continua de las tecnologías de motores centrales, esta tecnología liberará aún más su potencial y proporcionará un apoyo sólido para la industria marítima para avanzar hacia el objetivo de la neutralidad de carbono.