船舶作为全球贸易和运输的重要载体,其燃料类型的选择直接影响着运营成本、环保性能及国际法规 compliance，船舶使用的燃料种类多样，主要根据船舶类型、发动机设计、航行区域及环保要求等因素综合确定，以下从传统燃料、替代燃料及未来发展趋势等方面详细阐述船舶燃料的构成与应用。
传统船用燃料
传统船用燃料以石油炼制品为主,主要包括船用残渣燃料油（MFO）、船用重燃料油（HFO）、船用柴油（MDO）和船用轻柴油（MGO），HFO是远洋船舶最常用的燃料，因其价格低廉、能量密度高，适用于大型低速二冲程发动机，HFO由原油蒸馏后的残渣加工而成，黏度高、硫含量大（通常达3.5%以上），需加热至约130℃才能满足喷射系统的流动性要求，MDO和MGO则主要用于船舶辅机发电、港内航行或排放控制区（ECA）内航行，硫含量较低（MDO硫含量一般小于0.5%，MGO则低于0.1%），但价格较高，船用液化天然气（LNG）作为一种相对清洁的传统替代燃料，近年来在部分新造船舶中得到应用，其主要成分是甲烷，燃烧时几乎不产生硫氧化物和颗粒物，氮氧化物排放也可降低约85%，但需配备专门的燃料储存和供应系统。
替代燃料与新能源
为应对日益严格的环保法规（如IMO 2025限硫令、碳减排战略等），船舶行业正积极探索替代燃料，目前主流的替代燃料包括LNG、甲醇、氨气、氢气以及生物燃料等，LNG技术相对成熟，全球已有超过200艘LNG动力船舶投入运营，涵盖集装箱船、油轮和LNG运输船等，甲醇燃料具有低碳、易储存的特点，既可从化石燃料制取，也可通过生物质或绿氢合成，目前部分汽车运输船和渡轮已开始试用，氨气作为零碳燃料，燃烧时不产生二氧化碳，但需解决其毒性、腐蚀性和储存难题，马士基等航运巨头已订造多艘氨燃料动力集装箱船，氢气则是终极清洁能源，燃料电池技术已在小型船舶上示范应用，但大规模储运和发动机技术仍需突破，生物燃料（如生物柴油、可再生柴油）可直接用于现有发动机，但其原料供应稳定性和经济性尚待提升。
燃料选择的影响因素
船舶燃料的选择需综合考虑多重因素,首先是法规要求，IMO《国际防止船舶造成污染公约》（MARPOL）对硫氧化物、氮氧化物等排放有严格限制，ECA内船舶必须使用低硫燃料或安装废气清洗系统（ scrubber），其次是经济性，HFO虽成本低，但需承担硫附加费或scrubber改造成本；LNG等清洁燃料初期投资高，但长期可节省燃料费用和环保罚款，再者是技术可行性，不同燃料对发动机和管路系统有特定要求，例如氨燃料发动机需重新设计，而生物燃料可能与现有燃料兼容，最后是基础设施配套，全球LNG加注站已超300座，但氨、氢燃料的加注网络仍不完善，限制了其推广应用。
船用燃料类型对比
| 燃料类型 | 主要成分 | 硫含量（%） | CO₂排放（g/MJ） | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|---|---|
| 重燃料油（HFO） | 石油残渣 | 5-4.5 | 74 | 价格低、能量密度高 | 排放污染大、需预处理 |
| 船用柴油（MDO） | 石油蒸馏产物 | <0.5 | 72 | 排放较低、流动性好 | 价格较高、能量密度较低 |
| 液化天然气（LNG） | 甲烷（CH₄） | 0 | 56 | 清洁、排放低 | 储存复杂、基础设施不足 |
| 甲醇 | CH₃OH | 0 | 48 | 易储存、可低碳合成 | 热值低、腐蚀性强 |
| 氨气 | NH₃ | 0 | 0（燃烧时） | 零碳燃料、能量密度高 | 毒性大、储存难度高 |
| 氢气 | H₂ | 0 | 0 | 终极清洁能源 | 储运困难、技术不成熟 |
未来发展趋势
随着全球航运业 decarbonization进程加速，船舶燃料正朝着多元化、低碳化方向发展，短期来看，scrubber与低硫燃料（如MGO、VLSFO）并行将是主流方案；中期内，LNG和生物燃料将作为过渡性替代燃料扩大应用；长期则需依赖绿氨、绿氢等零碳燃料，并结合碳捕获与封存（CCS）技术实现碳中和，风能、太阳能等辅助动力系统以及船舶能效优化设计（如空气润滑系统、节能船体）也将成为降低燃料消耗的重要手段。
相关问答FAQs
Q1：船舶使用低硫燃料会增加多少运营成本？
A1：低硫燃料（如VLSFO）的价格通常比HFO高20%-50%，具体取决于地区和原油市场，以一艘中型集装箱船为例，改用低硫燃料后，每日燃料成本可能增加1万-2万美元，为降低成本，部分船舶选择安装scrubber，初期投资约500万-1000万美元，但可继续使用廉价HFO，长期来看经济性取决于scrubber的投资回收期（通常3-5年）。
Q2：氨燃料船舶面临的主要技术挑战有哪些？
A2：氨燃料船舶的核心挑战包括：①发动机技术，氨的燃烧效率低且易生成氮氧化物，需开发专用发动机或双燃料系统；②燃料安全性，氨具有毒性和腐蚀性，需改进储存和管路材料；③基础设施不足，全球氨燃料加注站寥寥无几，需新建港口配套设施；④供应链建设，绿氨的生产成本较高，需依赖可再生能源的大规模应用。
