Ở Phần I, cung cấp tổng quát về các quy định, chỉ thị về hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu, sự kiểm soát phát thải khí SOx (Sulfur Oxides), NOx (Nitrogen Oxides) và các điều luật kiểm soát ô nhiễm trong không khí của từng khu vực trên thế giới.
Trong phần II, sẽ phân tích sâu hơn vào ảnh hưởng của các quy định, chỉ thị và điều luật lên việc lựa chọn dầu xy lanh.
III. TÁC ĐỘNG CỦA ĐIỀU LUẬT ĐẾN SỰ LỰA CHỌN NHIÊN LIỆU VÀ THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ
3.1 Các phương án về việc giảm phát thải Sulphur Oxides (SOx)
Có bốn chiến lược chính giúp giảm phát thải SOx và đảm bảo tuân thủ quy định chính là:
1. Sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh ít hơn 3.5%, 0.5% hoặc 0.1% tùy thuộc quy định pháp lý trong phạm vi tàu sẽ hoạt động.
2. Lắp đặt một hệ thống làm sạch khí thải (EGCS) còn gọi là bộ lọc. Điều này sẽ cho phép tiếp tục sử dụng nhiên liệu hàng hải còn lại với bất lỳ hàm lượng lưu huỳnh nào.
3. Chuyển đổi giữa các nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh khác nhau khi vào và ra khỏi khu vực kiểm soát phát thải.
4. Sử dụng động cơ nhiên liệu kép chạy bằng LNG khi tàu hoạt động ở những nơi cần tuân thủ.
Chiến lược 1: Chọn loại nhiên liệu tuân thủ quy định
Các loại nhiên liệu khác nhau có các cách thực hiện khác nhau để tuân thủ qui định.
Nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao hơn thì ít tốn kém hơn nhưng có thể cần phải bổ sung việc xử lý khí thải thông qua công nghệ giảm lượng phát thải, từ đó cho phép tàu tuân thủ các quy định áp dụng trong khu vực tàu hoạt động. Với nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh thấp hơn, mặc dù chi phí cao hơn, nhưng không cần phải giảm bớt lượng khí thải để đáp ứng các qui định tương tự.
Dầu nhiên liệu nặng (hàm lượng lưu huỳnh lên đến 3.5%)
Dầu nặng (HFO) chứa hàm lượng lưu huỳnh lên đến 3.5% và là nhiên liệu có độ nhớt cao, vì vậy đòi hỏi phải gia nhiệt để cho phép phun vào động cơ hàng hải. Do có chi phí thấp nên HFO được ứng dụng rộng rãi. Khi hoạt động ở các vùng ECA, HFO chỉ có thể được sử dụng khi kết hợp với công nghệ giảm lượng phát thải để tuân thủ các yêu cầu liên quan đến mức phát thải.
Các hỗn hợp Chưng cất /HFO (có thể được sử dụng cho các quy định có hàm lượng lưu huỳnh 0.5%)
Nhiên liệu chưng cất hoặc nhiên liệu hỗn hợp, bao gồm nhiên liệu chưng cất và HFO hòa trộn có hàm lượng lưu huỳnh kết hợp lên đến 0.5%. Đây là một trong số các lựa chọn, giúp tuân thủ trong những khu vực nhất định. Điều này là một yếu tố quan trọng khi vào năm 2020 hoặc 2025, hạn mức lưu huỳnh toàn cầu giảm đến mức 0.5%.
Nhiên liệu chưng cất và Dầu Khí Hàng Hải (với hàm lượng lưu huỳnh 0.1%)
Cả nhiên liệu chưng cất và nhiên liệu hàng hải đều được phát triển đặc biệt với công thức nhất định giúp giảm hàm lượng lưu huỳnh xuống còn 0.1%. Tuy nhiên vẫn có các đặc tính tương tự với HFO truyền thống, cũng có thể được sử dụng để tuân thủ trong các khu vực ECA
Chiến lược 2: Lắp Công Nghệ Làm Sạch Khí Thải (Bộ lọc)
Việc lắp một bộ lọc khí thải ở tàu sẽ giúp bỏ qua việc phải sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh thấp hơn.
Theo qui định của Điều luật 12, Phụ lục VI công ước MARPOL, việc tiếp tục sử dụng dầu HFO phải đi kèm với công nghệ làm sạch khí thải. Công nghiệ này có khả năng làm giảm lượng khí thải SOx của tàu ở mức tương đương với nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh được quy định toàn cầu. Nếu hoạt động trong vùng SOx ECA, mức phát thải phải đạt được hạn mức lưu huỳnh trong khu vực ECA.
Chiến lược 3: Thực hiện chuyển đổi nhiên liệu
Để tận dụng tối đa mức chênh lệch giá, các nhà khai thác tàu thường chỉ sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh hoặc thấp hơn 0.5% hoặc 0.1% khi cần thiết. Dầu HFO với hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu tối đa 3.5% thường được sử dụng khi không cần phải tuân thủ quy định.
3.2 Các lựa chọn về việc giảm khí thải Oxyde Nitơ (NOx)
Ngày nay, các động cơ được sản xuất với công nghệ tích hợp, cho phép chúng đạt được tiêu chuẩn NOx Cấp I (Tier 1) của IMO mà không cần công nghệ bổ sung hoặc điều chỉnh.
Để đáp ứng tiêu chuẩn Cấp II (Tier 2), việc điều chỉnh động cơ bên trong như Miller Cycle trong động cơ bốn kỳ. Thay đổi thời điểm cháy và áp suất cháy cao nhất của động cơ thông qua việc sử dụng điều khiển điện tử các supap xả và phun nhiên liệu trong động cơ hai kỳ cũng có thể được áp dụng.
Các tàu được đóng từ hoặc sau ngày 1 tháng 1 năm 2011 có xu hướng được tích hợp các công nghệ này. Chúng được cài đặt sẵn trong quá trình xây dựng động cơ và do đó không cần phải sửa đổi thêm để phù hợp với tiêu chuẩn Cấp II.
Không thể đạt được việc tuân thủ các quy định NOx Cấp III chỉ bằng việc sửa đổi động cơ mà phải bổ sung công nghệ giảm lượng NOx để phù hợp. Các lựa chọn hiện tại bao gồm:
• Động cơ nhiên liệu kép: các động cơ này sử dụng nhiên liệu cặn hoặc nhiên liệu chưng cất, ngoài ra có thể sử dụng nhiên liệu LNG trong những khu vực cần tuân thủ quy định.
• Công nghệ SCR: Việc giảm chất xúc tác có chọn lọc là một công nghệ sau buồng đốt, cho phép tiếp tục sử dụng dầu HFO truyền thống khi lượng khí thải NOx được xử lý bởi hệ thống SCR.
• Công nghệ EGR: Động cơ thế hệ mới sử dụng công nghệ tái tuần hoàn khí thải (EGR), hoạt động bằng cách đưa khí thải vào buồng đốt nhằm thay thế khí oxy và giảm nhiệt độ đốt, do đó giảm lượng NOx.