VPSは、グリーンバンカーの燃料を設計および管理する方法を説明しています

Stanley Georgeは、Marine Fuels Testing Company VPSのグループテクニカルおよびサイエンスマネージャーであり、最近、グリーンシップ燃料を設計および管理する方法についての重要な洞察を共有しました。

進化する燃料使用のための効果的な管理戦略と洞察。

2020年に、船舶の燃料油の硫黄含有量の世界的な上限を3.5％から0.50％に減らしたIMO 2020の規制は、海洋産業に大きな課題をもたらしました。

コンプライアンスを超えて、船舶の運営者は、非常に低い硫黄燃料油（VLSFO）ブレンドに起因する困難に直面しました。重要な問題には、低温流量の劣悪な特性、短い貯蔵寿命、スラッジ形成、安定性の懸念、そして最も重要なことに、大きな2ストロークエンジンでのライナー擦り傷が含まれます。

メインのエンジンの損傷の重要な貢献者であるライナー擦り傷は、当初、燃料品質、エンジンのメンテナンス、または燃料互換性とは無関係であると考えられていました。しかし、さらなる調査により、VLSFOブレンドとシリンダーオイルとの相互作用が根本原因として特定されました。

シリンダーオイルは、エンジンの健康を維持する上で重要な役割を果たします。

• 潤滑：シリンダーライナーとピストンリング間の摩擦と摩耗を最小限に抑えるためのオイルフィルムを作成します。
• 堆積物の除去：洗剤特性クリティカルエンジンコンポーネントからのきれいな燃焼堆積物。
• 酸性中和：シリンダーオイルの添加物は、燃料燃焼の酸性副産物を中和します。

VLSFOの導入により、石油専攻とオリジナルの機器メーカー（OEM）は、高ベース数（BN）シリンダーオイル（70/100 bn）からBNオイル（40 bn）を低下させることを推奨しました。この変化は、カルシウムベースの添加剤を減らし、中和と洗剤に不可欠であり、堆積物の形成の増加につながり、場合によってはライナーの擦り傷をもたらします。

ライナーの擦り傷に対処します

2020年半ばまでに、OEMSは、洗浄と堆積制御を強化するために設計されたカテゴリーII（CAT II）シリンダーオイルを導入しました。改善されたシリンダー潤滑慣行に加えて、ライナー摩耗の綿密な監視は、擦り傷の問題を軽減するのに役立ちました。一部のオペレーターは、ブレンドオンボードテクニックを採用し、中和や洗剤などのシリンダーオイル特性のカスタマイズを可能にしました。この柔軟性は、エンジンの問題を大幅に減らし、カスタマイズされたシリンダー潤滑戦略の重要性を示しています。

また、VLSFOは冷水の特性が低いことを示し、寒い気候でのワックス沈殿と安定性の低下につながりました。これらの課題は、燃料の完全性とエンジンの信頼性を維持するための適切な燃料貯蔵、取り扱い、および管理慣行の重要性を強調しました。

規制と環境の圧力によって駆動される海洋燃料の進化する景観は、伝統的な化石燃料とバイオ燃料のような新たな代替品の両方の理解と管理をよりよく必要とします。 国際標準ISO8217：2024 海洋燃料の品質の仕様を設定するという点で、大きな前進と見なされています。

バイオ燃料の代替品

業界が脱炭素を探しており、低炭素燃料からゼロ炭素燃料を導入するという見解では、メタノールやさまざまな脂肪酸メチルエステル（名声）ブレンドなどのバイオ燃料が現在燃料混合の約1％を占めています。より伝統的な化石燃料は、現時点で船舶に供給された燃料に関して日々の需要を満たし続けています。

これらの中で、カシューナットシェルリキッド（CNSL）と名声は、他のいくつかの選択肢と並んでドロップイン燃料オプションとして調査されています。 CNSLは、準備が整ったドロップイン燃料として潜在的な再生可能リソースです。その重要なフェノール化合物には次のものがあります。

• アナカルド酸（60〜75％）：CNSLの高い酸性度への主要な貢献者。熱脱炭素化はこれをカルダノールに変換し、酸性度を低下させ、安定性を向上させます。
• カルダノール（5〜15％）：燃焼および潤滑特性が改善されたアナカルド酸に由来する安定したフェノール化合物。
• Cardol（15〜20％）：界面活性剤様挙動を伴うジヒドロキシベンゼン誘導体。

CNSLは潤滑性とエネルギー含有量を改善しますが、その制限には高い酸性度、燃焼特性の低下、腐食性の傾向が含まれます。

2022年、CNSLブレンドの燃料は、特にアムステルダムロッテルダムアントワープ（ARA）地域で、運用上の課題を引き起こしました。報告された問題が含まれます：

• 燃料ポンプコンポーネントの加速摩耗。
• 燃料システムの亀裂と傷。
• エンジンのパフォーマンスの低下と電力損失。

これらの問題は、主にCNSLの高い酸性度が燃料システムの腐食と重合傾向につながることに起因し、それがスラッジ形成につながりました。燃焼特性に関して、CNSLは、燃焼、排気温度、排気システムでの炭素堆積物、および発生した電力の発生後の発火と延長期間の燃焼期間を示しました。低濃度であっても、CNSLはエンジンコンポーネントへの大きな影響を回避するために慎重な管理を必要とします。

熱脱炭素化 – アナカルド酸をカルダノールに変換し、酸性度を低下させ、安定性の増加と蒸留 – カルダノールを他の成分から分離して、燃料ブレンドに適した製品を作成することができます。CNSL特性を高めるために適用できます。

これらの治療法はCNSLの使いやすさを改善することが知られていますが、エンジンのパフォーマンスと信頼性に対する長期的な影響を完全に理解するには、さらなる研究が必要です。

名声は、海洋アプリケーションで最も広く使用されているバイオ燃料です。海運業界にとっては比較的新しいものですが、道路輸送での広範な使用は貴重な洞察を提供します。

一方、2023年から2024年の間に、使用済みの食用油メチルエステル（UCome）の使用は大幅に増加しました。

多くのオペレーターは、GHG戦略を含む規制要件に備えるためにB100ブレンドをテストしました [greenhouse gas]、 エイズ [Energy Efficiency Design Index]、CII [Carbon Intensity Indicator]、およびeexi [Energy Efficiency existing ship Index]。 2024年、Veritas Petroleum Servicesでは、B30ブレンドの取り込みに気づきました。 Marpol Annex VI、規制18.3.2、これは、30％を超えるブレンドのNOX影響の検証を義務付けています。

Fuelu Maritimeの差し迫った実装は、バイオ燃料ブレンドの採用をさらに高めることが期待されています。

名声ブレンドの運用上の考慮事項

名声のブレンドについて考慮すべき重要な運用上の考慮事項がいくつかあります。第一に、水を吸収する傾向があり、潜在的に微生物の成長につながる。適切な保管と最初の最初のアプローチは、これに対処するために重要です。

第二に、より高い濃度（たとえばB100）では、物質的な互換性の問題がある可能性があります。第三に、Fameのソルベンシーは燃料システムに堆積物を溶解し、フィルターを詰まらせる可能性があります。最後に、その安定性が限られているため、名声は迅速に消費されるべきです。

ただし、これらの考慮事項にもかかわらず、正しく管理すると、有名な運用上の問題なく、従来の燃料と並んで名声のブレンドを効果的に使用できます。

VLSFOからCNSLや名声などの代替オプションまで、海洋燃料の進化は、包括的な燃料と潤滑管理戦略の必要性を強調しています。

エンジンの信頼性と運用効率を維持するには、ライナーの擦り傷、コールドフローの特性、互換性などの課題に対処することが重要です。規制当局の要求が増加するにつれて、海洋産業は引き続き革新と適応を続け、持続可能で効率的な未来を確保する必要があります。

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写真クレジット：VPS
公開：2025年1月31日