脂肪酸甲酯与加氢植物油生物燃料在船用发动机中的应用潜力及可持续性评估

为解决航运业减排难题，研究人员系统评估了FAME和HVO两种生物燃料的环境经济性。研究表明，HVO可实现90%碳减排，成本为5×106–500×106美元，其8–48 gCO2e/MJ的排放显著低于传统燃油，为IMO 2050减排目标提供了可行路径。

　　

全球航运业贡献了2.2%的CO₂排放，国际海事组织(IMO)设定了2050年减排50%的硬目标。然而，传统船用燃料如MGO（船用轻柴油）的CO₂排放高达85–87 gCO₂e/MJ，亟需清洁替代方案。脂肪酸甲酯(FAME)和加氢植物油(HVO)作为两类主流生物燃料，其实际应用却面临冷流性、氧化稳定性等技术瓶颈，且生产成本与碳中性和规性存在矛盾。

马来西亚登嘉楼大学海事研究团队联合印度尼西亚Telkom大学学者，通过十年期(2013–2024)系统分析，揭示了HVO在减排效能上的突破性表现：其全生命周期碳排仅8–48 gCO₂e/MJ，较传统燃油降低90%，催化甲烷化工厂建设成本跨度达5–500百万美元。研究同时指出FAME虽价格低廉(0.66美元/升)，但存在微生物污染风险，需通过添加剂改良。该成果发表于《Bioresource Technology Reports》，为航运业低碳转型提供了关键技术路线图。

研究采用三阶段方法论：首先通过文献计量分析FAME/HVO的生产规范与船舶适配性；其次建立HVO可持续性评估模型，纳入催化效率(1×10³–1×10⁵升/天)与30年设施寿命参数；最后通过敏感性分析量化过渡成本，涵盖欧盟RED II指令对间接土地利用变化(ILUC)的约束效应。

结果与讨论

• FAME特性：作为含氧脂肪酸单酯，其冷滤点与氧化稳定性问题需通过材料升级解决，但作为"即用型"燃料可兼容现有发动机。
• HVO优势：无芳香烃特性使其符合ASTM D975标准，但需每批次燃料实验室检测以控制质量波动，Alfa Laval公司的实践证实该必要性。
• 经济性对比：二代HVO虽减排显著，但产能限制使其单位成本远超FAME，需政策补贴才能规模化应用。

结论
研究证实HVO是实现IMO减排目标的最优解，其90%的碳减排效能远超FAME。但成功应用需配套三要素：完善ASTM D975质量监控体系、开发抗微生物FAME添加剂、制定RED II兼容的ILUC风险管理策略。该研究为航运业绘制了从技术验证到商业落地的完整路线图，尤其对东南亚生物质资源丰富地区具有特殊参考价值。