适合未来船用燃料的润滑油

　　航运业的长期环保目标推动着行业不断追求更新型、更清洁的燃料。然而，尽管我们还有29年的时间来实现总体减排目标——即在2008年排放的基础上，于2050年实现削减至少50%的总温室气体排放，但就目前的进展而言，留给我们的时间已经不多了。许多候选燃料的发动机技术甚至还没有达到商业航运的试点阶段，但由于船舶寿命相当长，必须为直到2050年仍在继续行驶的船舶选定可靠的燃料技术路线。与此同时，气缸油的漫长开发周期也对此提出了挑战。

　　行业普遍认为，尽管某些领域的更迭速度很快，但润滑油的研发却通常耗时颇长。那是因为我们必须花时间理解新型燃料投入使用后产生的各种影响。

　　测试的差异

　　为了开发适合的发动机汽缸油添加剂方案，实验室试验是远远不够的。获得实际工作的发动机信息是润滑油和添加剂开发过程中的重要部分。国际内燃机协会（CIMAC）于今年早些时候发布的《液化天然气发动机润滑油指南》，该指南的发布相比第一批相关船用发动机投入使用的时间晚了5年,这样一个典型的时间差恰恰表明了制定润滑油要求相较于新型燃料的市场采用之间滞后性。

　　自愿参加试验的用户的缺乏也会加剧这一时间差。可以理解许多船东和运营商不愿让自己的船舶成为新润滑技术的试验品。但由于行业面临着为多种替代燃料开发润滑油方案的压力，我希望这种情况将会发生改变。

　　我希望船东们可以积极面对这样的挑战。在合作这一议题上，我们可以展开大量讨论。我相信船东、发动机设计师、燃料供应商和润滑油公司可以通过合作深入了解发动机的性能、状态和新燃料的影响。

　　需要花时间积累的不仅仅是船舶的运行经验。

　　在2020年之前的几年间，全球范围内实施船用燃油硫含量不超过0.5%的规定，这是迄今为止针对船用燃料质量的最大的改变。也正是在这一期间，我们了解到船舶采用新型燃料的过程中面临的其他挑战。

　　▪ 首先是燃料获取的问题

　　2017年的时候，市场上几乎没有硫含量极低的燃油机油（VLSFO）。即便到了2019年末，市场对超低硫含量燃料油的供应局面依然不甚清晰。

　　▪ 在发动机试验阶段，我们观察到了第二个挑战：

　　使用VLSFO的实际试验结果不总是与开发阶段小尺寸的的实验室模拟试验结果保持一致。

　　这些发动机试验旨在帮助我们进一步确认早期模拟试验的结果。模拟试验本应帮助我们确定沉积物的成分和抗氧化剂的效果，从而为我们的配方开发指明方向。然而，某些模拟试验的结果与发动机试验的结果并不一致。

　　因此我们必须重新研究模拟试验。在一些情况下，我们修改了模拟试验，而在另一些情况下，我们必须引入新的试验以更好地反映配方性能的真实表现。

　　由此可见，为新型燃料开发润滑油和添加剂不仅需要在实际运行试验上投入大量时间，还需要确保实验室试验能够正确评估配方的特性。根据我们开发VLSFO适配油品的经验，我们相信在开发针对其他燃料的润滑产品时也会遇到类似的挑战。

　　早期阶段的开发包含更多迭代。我们需要时间来了解润滑油和燃料之间的相互作用，以及现有的模拟试验与真实的发动机工作条件之间存在的关联。我们可能需要调整现有的模拟试验或设计新的试验来加强这种关联。

　　了解主要替代燃料对润滑油性能的要求是至关重要的，包括燃料本身的特性，相应的发动机调整及对其运行造成的影响，在综合了解所有信息的基础上，我们才能了解对润滑油性能的要求。

　　以甲醇为例

　　和许多替代燃料一样，甲醇需要少量的先导燃料来控制燃烧，这将对排放和发动机条件产生影响。而且和其他燃料一样，甲醇也有可能发生自燃。自燃会导致燃烧效率降低，消耗更多燃料，并产生更多排放。此外，它还会在气缸内部和活塞上产生热点，从而生成有破坏性的沉积物。

　　甲醇燃料的这些固有特性意味着发动机开发商需要调整发动机的设计。为了管理不同的甲醇和先导燃料的喷射压力，需要全新的喷嘴设计。此外，为了使氮氧化物的排放低于IMO的III阶段限值，还需要进行废气后处理，如选择性催化还原（SCR）、废气再循环（EGR）或注水(降低燃烧温度)。

　　这些特性和发动机设计的调整会对其运行产生影响，这正是我们不仅需要实验室的试验，也需要发动机知识的原因所在。举个例子，甲醇燃料对发动机的一个影响是火焰传播与传统燃料的不同。柴油燃烧在气缸内产生的火焰较为一致，而甲醇燃烧产生的火焰则不一致。它可以持续更长的时间，而且不像柴油反应那样均匀。这种不可预测的火焰会导致气缸活塞部分暴露在更高的温度下，增加可能导致发动机磨损的沉积物。

　　从这三个方面来看，甲醇显然对气缸油提出了特殊的要求。由于存在自燃和火焰传播的风险，气缸油必须能够承受相对较高的气缸温度，同时又不降低润滑性能。由于沉积物容易在热点上形成，因此润滑油需要加强磨损保护，以防止气缸过早损坏。随着发动机运行经验的累积，将来还可能出现其他的挑战。

　　研发挑战

　　所有主要的候选替代燃料都对润滑产品的研发提出了挑战。我们肯定需要新的添加剂技术来助力这些燃料的使用。可以肯定地说，不存在放之四海而皆准的解决方案。专油专用是必然的发展路线。

　　如果船舶业希望在不对发动机和气缸状态的管理方式进行重大改变的前提下，解决替代燃料带来的各种挑战，那么必须尽快开展行动。虽然润滑油的开发本身就具有挑战性——特别是基于使用经验的漫长开发周期，但在其他领域，所有行业利益相关者都面临着同样的问题。其中，风险评估值得重点强调。

　　哪怕在实验室中用最少量的燃料开展测试之前，都需要对潜在的风险进行非常严格的评估。我们在测试时需要做什么？我们需要注意什么？例如，被氨污染的润滑油和被残渣油污染的润滑油有什么不同？这些测试非常繁冗，但行业中的每一位利益相关者都不能绕过它们。

　　我们的观点✦

　　合作可以加速整个进程。正如船东可通过提供测试平台助力新润滑油加速上市一样，其他行业参与者也可以这样做。如果我们共同努力了解替代燃料及其相关风险，这将使船运业能够更快地开展新润滑油的现场测试。这些讨论，以及相关技术方案在测试中体现的气缸状态，对于船舶得以尽早使用替代燃料至关重要。

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