撰文 | Penn；編輯 | 郭郭

→這是《環(huán)球零碳》的第271篇原創(chuàng)

承擔(dān)全球80%貿(mào)易運(yùn)輸任務(wù)的航運(yùn)業(yè)，如今正面臨更為嚴(yán)苛的“脫碳”考驗(yàn)。航運(yùn)業(yè)如何實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型、助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)備受各界關(guān)注。

國(guó)際海事組織（IMO）2020 年的數(shù)據(jù)顯示，全球航運(yùn)業(yè)在二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等溫室氣體的排放每年已超過(guò)10 億噸。其中，二氧化碳的排放占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)，達(dá)98%。航運(yùn)業(yè)的碳排放占全球人為活動(dòng)排放總量的比重已逼近3%。

IMO 預(yù)警，如果控制措施不及時(shí)落實(shí)，預(yù)計(jì)全球船舶碳排放量在2050 年將飆升150%~250%，占比增至18%。

航運(yùn)業(yè)減排成效的核心在于可替代燃料的生產(chǎn)和供給，即清潔燃料的布局。

對(duì)于短距離、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或休閑劃船，基礎(chǔ)設(shè)施、電力或持續(xù)時(shí)間不是關(guān)鍵因素，于是出現(xiàn)了多種選擇，例如輕型電池和氫燃料。一旦涉及更長(zhǎng)的距離和全球運(yùn)輸，就需要能量密度比較高的燃料。

但哪一種燃料會(huì)成為未來(lái)主流，是廣泛被看好的綠氨，還是目前正在興起并被很多船東使用的甲醇，卻爭(zhēng)議很大。

01 航運(yùn)巨頭押注甲醇

自從世界上第一艘甲醇動(dòng)力改造渡輪“Stena Germanica”于2015 年開(kāi)始投入運(yùn)營(yíng)，國(guó)際上就掀起了一股研發(fā)甲醇燃料船的浪潮，并取得不錯(cuò)進(jìn)展。

6月20日，我國(guó)首制甲醇雙燃料動(dòng)力綠色船舶在中國(guó)船舶集團(tuán)旗下廣船國(guó)際交付離廠。4.99萬(wàn)噸甲醇雙燃料化學(xué)品/成品油船首制船由廣船國(guó)際自主研發(fā)建造，配備了世界領(lǐng)先的甲醇雙燃料驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，最高可減少75%的碳排放、15%的氮排放和99%的硫及顆粒物排放。

這標(biāo)志著中國(guó)已熟練掌握甲醇雙燃料動(dòng)力船舶的建造技術(shù)，也為甲醇燃料助力全球航運(yùn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型添了把火。

對(duì)于船用綠色燃料的選擇，航運(yùn)巨頭丹麥馬士基公司(Maersk)一直是甲醇燃料的忠實(shí)支持者。2021年馬士基航運(yùn)公司選擇對(duì)氨、甲醇、生物柴油以及木質(zhì)素等4 種燃料進(jìn)行研究測(cè)試，并宣稱將于2023 年啟用以甲醇為燃料的支線集裝箱船。

2021年7月，馬士基在現(xiàn)代尾浦造船訂造了1艘3500TEU碳中和甲醇動(dòng)力集裝箱船，成為全球首家訂造零碳集裝箱船的航運(yùn)公司。同年8月，馬士基在韓國(guó)現(xiàn)代重工下單訂造了8+4艘16000TEU級(jí)甲醇動(dòng)力集裝箱船，這是全球首次搭載甲醇燃料動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的大型船舶，4艘備選訂單在今年年初確認(rèn)生效。

近日，馬士基已與韓國(guó)三家船廠開(kāi)始洽商新的甲醇動(dòng)力系列船舶建造項(xiàng)目，預(yù)計(jì)建造8+4艘，訂單規(guī)模22億美元。如果加上此次計(jì)劃訂造的12艘16000TEU甲醇動(dòng)力船，馬士基的甲醇動(dòng)力集裝箱船手持訂單數(shù)量將擴(kuò)大到25艘。

此外，今年馬士基還與中集安瑞科、歐洲能源、綠技行(上海)等六家公司建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，旨在采購(gòu)綠色甲醇。此舉最遲將于2025年把全球綠色甲醇年產(chǎn)能提升至73萬(wàn)噸，并幫助馬士基獲取遠(yuǎn)超首批 12 艘新型集裝箱船所需的綠色甲醇。

一直以來(lái)都是選擇投資液化天然氣（LNG）動(dòng)力船的達(dá)飛輪船首次嘗試投資甲醇動(dòng)力集裝箱船，成為繼馬士基航運(yùn)之后第二家建造甲醇動(dòng)力船的集運(yùn)巨頭。6月3日，達(dá)飛集團(tuán)在其2022年第一季度業(yè)績(jī)報(bào)告中透露，將訂造6艘15000TEU甲醇雙燃料船，這是達(dá)飛輪船首次訂造甲醇動(dòng)力集裝箱船，也是全球第二份甲醇動(dòng)力萬(wàn)箱船訂單。

02 綠氨與甲醇的優(yōu)劣對(duì)比

新型船用燃料主要分為兩類(lèi)：氨和氫等零碳燃料，以及凈零碳燃料，后一種主要以甲醇為主。

甲醇燃料船能登上航運(yùn)舞臺(tái)并呈快速發(fā)展勢(shì)頭，與甲醇作為船舶動(dòng)力燃料的優(yōu)勢(shì)不無(wú)關(guān)系。

甲醇不含氮氧化物和硫，無(wú)色、易燃、易儲(chǔ)存，由可持續(xù)生物質(zhì)（通常稱為生物甲醇）或通過(guò)可再生能源由二氧化碳和氫氣制成的可再生甲醇是一種超低碳化學(xué)品。據(jù)甲醇研究所統(tǒng)計(jì)，與常規(guī)船用燃料相比，甲醇最多時(shí)可減少25% 二氧化碳排放（可再生甲醇減少的更多），減少高達(dá) 80% 的氮氧化物排放，并完全消除硫氧化物和顆粒物的排放。

甲醇通常條件下為液體，不需要低溫儲(chǔ)存和絕熱，不僅安全性比LNG 高，而且比較容易獲得，價(jià)格與低硫燃油相差不大。隨著船用車(chē)用的推廣應(yīng)用，2020年全球甲醇產(chǎn)量已達(dá)到1 億噸，10 年間翻了一番。目前，全球已有122 個(gè)港口可以加注甲醇燃料。在建造、運(yùn)營(yíng)成本上，甲醇動(dòng)力船造價(jià)比同規(guī)格LNG動(dòng)力船低22%，比同規(guī)格燃油船舶造價(jià)高出約10%，但可免征柴油碳稅每噸二氧化碳250 至450 美元。

清潔能源金融服務(wù)商Longspur Research日前發(fā)布最新報(bào)告《甲醇和航運(yùn)》，從減排能力、能源密度、成本、易用程度四方面對(duì)比不同船用燃料，因甲醇技術(shù)成熟、基礎(chǔ)設(shè)施改造難度小費(fèi)用低、使用安全、加注便利、成本低，被綜合判定為目前海事業(yè)船用綠色燃料的最佳選擇。而事實(shí)上，甲醇也正在迅速發(fā)展成為最可行、排放較少且成本最低的一種船用燃料替代品。

跟甲醇相比，綠氨是另一種被業(yè)界看好的航運(yùn)燃料，主要原因是氨在燃燒時(shí)不會(huì)排放二氧化碳，所以成為關(guān)注的焦點(diǎn)。但船舶運(yùn)營(yíng)商通常不想使用氨，因?yàn)樗怯卸镜摹?/p>

液態(tài)氨的優(yōu)點(diǎn)是，不僅在體積上的能量密度更高（運(yùn)輸?shù)淖钪匾笜?biāo),為 3.5kWh/l）,而且氨的儲(chǔ)存與運(yùn)輸要比液態(tài)氫（-253度）、液化天然氣（-163度）在技術(shù)方面要容易，所以在運(yùn)輸和儲(chǔ)存方面更具有能效性和優(yōu)勢(shì)。氨不像重質(zhì)燃料油那樣能量密度高，但對(duì)于船上儲(chǔ)存來(lái)說(shuō)是可以接受且經(jīng)濟(jì)可行的。與氫氣相比，氨具有更高的存儲(chǔ)能力。

氨也是一種廣泛交易的商品，氨市場(chǎng)已經(jīng)存在一個(gè)全球分銷(xiāo)系統(tǒng)，它是一種價(jià)格透明的全球商品，在當(dāng)前工業(yè)界具有較大的產(chǎn)量和穩(wěn)定的供應(yīng)。100 年來(lái)，航運(yùn)和陸上工業(yè)一直將氨作為散貨處理。這一經(jīng)驗(yàn)可用作制定安全法規(guī)和確保氨得到安全處理的必要程序的基礎(chǔ)。

不可否認(rèn)的是，氨燃料對(duì)人體存在一定毒性，對(duì)部分金屬具有腐蝕性，而且燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生氮氧化物排放，所以在船舶應(yīng)用上還面臨著輸送、存儲(chǔ)、后續(xù)處理和燃燒控制等方面技術(shù)挑戰(zhàn)。其實(shí)，從技術(shù)角度來(lái)看，氨是安全的，只是人們對(duì)氨的看法需要改變，才能被接受為燃料。如果找到了處理安全問(wèn)題的良好解決方案，這將徹底改變局面。

盡管存在一些缺點(diǎn)，但在確保嚴(yán)格的防止泄漏條件下,氨作為綠色船用備選燃料具有很高的潛力，因此在全球航運(yùn)業(yè)中也越來(lái)越受歡迎。除了 MAN Energy Solution 努力生產(chǎn)第一艘以氨為燃料的油輪之外，還有一些項(xiàng)目正在進(jìn)行中。芬蘭的瓦錫蘭計(jì)劃開(kāi)始在挪威斯托德的船用內(nèi)燃機(jī)中測(cè)試氨，挪威船東Eidesvik 正和瓦錫蘭合作將一艘LNG 雙燃料海工輔助船改裝為使用氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的船舶，計(jì)劃于2023 年完工。屆時(shí)，這將是全球首艘航行于公海的商業(yè)化氨燃料動(dòng)力船。

針對(duì)氨，國(guó)際能源機(jī)構(gòu)(IEA) 發(fā)表的《2020 能源展望》報(bào)告顯示，預(yù)計(jì)到2060 年將有60% 以上的新船使用氨或氫燃料。由阿法拉伐、哈夫尼亞、哈爾多·托普索、維斯塔斯和西門(mén)子歌美颯共同發(fā)布的報(bào)告認(rèn)為，氨有潛力能夠?yàn)槲磥?lái)全球30% 的海上船隊(duì)提供動(dòng)力。

要真正實(shí)現(xiàn)氨燃料船舶規(guī)模運(yùn)營(yíng)，打破技術(shù)層面制約還不夠，包括燃料生產(chǎn)供應(yīng)、加注配套設(shè)施等在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈暢通，以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范完善同樣重要。這些因素直接影響氨燃料的船用經(jīng)濟(jì)性和推廣效果。

03 也許多元化才是出路？

對(duì)航運(yùn)業(yè)而言，船舶未來(lái)燃料的選擇正在成為新的決定性因素。從目前市場(chǎng)關(guān)注的眾多選項(xiàng)來(lái)看，還沒(méi)有任何一種燃料能夠完全替代傳統(tǒng)能源，各種新型燃料從生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、加注等環(huán)節(jié)都各有優(yōu)缺點(diǎn)。

專業(yè)航運(yùn)信息咨詢平臺(tái)信德海事的負(fù)責(zé)人陳洋表示，沒(méi)有一種可替代燃料是“完美”的。雖然LNG 在燃燒過(guò)程中能大幅降低硫氧化物排放,但依舊會(huì)產(chǎn)生二氧化碳排放，因此，LNG 被認(rèn)定為船舶減排的一種關(guān)鍵過(guò)渡燃料。未來(lái)中短期內(nèi)，在全球船隊(duì)完全轉(zhuǎn)向可再生零碳燃料的過(guò)渡階段，LNG燃料無(wú)疑將持續(xù)扮演重要角色。

氫能源的利用被認(rèn)為是全球未來(lái)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，業(yè)界也正圍繞氫燃料在內(nèi)河和近海船舶上的應(yīng)用開(kāi)展試點(diǎn)研究。不過(guò)，由于能量密度、成本、安全、加注體系等方面的不利因素，氫燃料中短期內(nèi)應(yīng)用到大型遠(yuǎn)洋船舶上的可能性不大。

鑒于LNG燃料減排潛力在中長(zhǎng)期上的不足以及氫燃料在能量密度等方面的劣勢(shì)，船舶領(lǐng)域呼聲最高的替代燃料是氫基衍生燃料氨和甲醇。兩者相比各有優(yōu)劣，氨燃料具備無(wú)碳優(yōu)勢(shì)且成本略低，但氨燃料泄漏會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，且氨燃料燃燒利用率并不高；甲醇則具備技術(shù)過(guò)渡較成熟、法規(guī)明確、基礎(chǔ)設(shè)施改造難度小費(fèi)用低、加注便利等優(yōu)勢(shì)，但是值得注意的是，對(duì)甲醇在火災(zāi)危險(xiǎn)性、對(duì)人體毒性、腐蝕性方面的風(fēng)險(xiǎn)仍需重點(diǎn)關(guān)注。

不管是甲醇還是氨，作為燃料，都需要在生產(chǎn)制備時(shí)來(lái)自可再生能源，也就是說(shuō)來(lái)自綠色甲醇和綠氨，才對(duì)航運(yùn)業(yè)脫碳有意義。

正如國(guó)際可再生能源署（IRENA） 報(bào)告《到 2050 年實(shí)現(xiàn)航運(yùn)業(yè)脫碳的途徑》認(rèn)為的，最適合國(guó)際航運(yùn)的可再生燃料是甲醇和氨，但需要來(lái)自先進(jìn)的生物燃料和綠色合成燃料。而從船東的角度來(lái)看，靈活性對(duì)于最大限度地降低財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)和運(yùn)營(yíng)中斷也至關(guān)重要。

未來(lái)，多種可替代燃料將百花齊放，共同助力航運(yùn)業(yè)減排。

（參考文獻(xiàn)詳見(jiàn)閱讀原文）

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