摘要
液化天然气（LNG）因能减少大气排放而越来越多地被用于船舶推进系统。然而，由于甲烷具有较高的全球变暖潜能值，双燃料发动机中的甲烷泄漏问题依然是一个亟待解决的难题。本研究对安装在一艘游轮上、可同时使用LNG和船用柴油（MGO）运行的新一代低压四冲程双燃料发动机（LPDF 4-S）的温室气体排放情况进行了全面实验评估。相关测量是在实际航行条件下的全尺寸海试中进行的。测试结果表明，甲烷泄漏量与发动机负荷密切相关：在中高负荷状态下，其数值较低且稳定，60–90%负荷范围内的平均值为1.95克/千瓦时；而在26%负荷状态下，该数值为5.6克/千瓦时。与上一代发动机（46DF）相比，46TS-DF发动机在负荷超过60%时的甲烷泄漏量减少了约18%。从燃料生产到最终排放的全过程来看，这相当于二氧化碳当量排放减少了约6%，其中42%的减排效果源于甲烷泄漏量的降低，其余则来自能源效率的提升。相比之下，将燃料从MGO切换为LNG后，二氧化碳当量排放可减少21%。研究还测量了黑碳排放量，正如预期那样，尽管相关研究数量有限，但发现使用LNG时的黑碳排放量明显更低，相较于使用MGO时减少了90%以上。最后，基于一年来的运行数据进行的发动机负荷监测分析表明，船舶的运行模式对甲烷泄漏量有着重要影响。通过国际海事组织（IMO）和FuelEU Maritime两种方法进行计算，得到的甲烷泄漏系数分别为1.34%和1.36%，这一数值远低于目前的默认值，需注意的是这些估算结果并未包含曲轴箱排放的影响。这些研究结果凸显了在针对使用LNG作为燃料的船舶进行排放评估时，纳入实际运行条件的重要性。
