風(fēng)力推進(jìn)技術(shù)應(yīng)為航運(yùn)脫碳“最優(yōu)選”
—— 訪國際風(fēng)帆動力船舶協(xié)會（IWSA）秘書長Gavin Allwright

本刊記者 薛龍玉

近年來，隨著航運(yùn)減排行動不斷發(fā)展，船舶風(fēng)力推進(jìn)系統(tǒng)受到了越來越多關(guān)注。在航運(yùn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型過程中，已有數(shù)千年歷史的風(fēng)帆動力是否能煥發(fā)出新的生命力？風(fēng)力推進(jìn)技術(shù)在去碳化進(jìn)程中扮演著什么樣的角色？帶著這些問題，我們采訪了國際風(fēng)帆動力船舶協(xié)會（IWSA）秘書長Gavin Allwright先生。

記者：請您對國際風(fēng)帆動力船舶協(xié)會做一個(gè)簡要介紹。

Gavin Allwright：國際風(fēng)帆動力船舶協(xié)會（IWSA）是一個(gè)會員制的非營利性協(xié)會，其宗旨是幫助行業(yè)推廣和促進(jìn)風(fēng)力推進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，使其成為全球商業(yè)航運(yùn)的一種關(guān)鍵推進(jìn)方式和脫碳方案。協(xié)會旨在將風(fēng)帆動力船舶發(fā)展領(lǐng)域的各方聚集在一起，共同影響行業(yè)和政府對該領(lǐng)域發(fā)展的態(tài)度和政策。協(xié)會成員包括風(fēng)力推進(jìn)技術(shù)供應(yīng)商和船舶開發(fā)項(xiàng)目、航運(yùn)公司、造船廠、設(shè)計(jì)方、海軍建筑師、工程師、學(xué)者、非政府組織以及船級社等。我們擁有超過120名成員、合伙人以及注冊支持者，而且還有一個(gè)更為廣泛的行業(yè)、媒體和政策網(wǎng)絡(luò)正在熱切關(guān)注著該領(lǐng)域的發(fā)展動向。

記者：當(dāng)前市場上有哪些可行的船用風(fēng)力推進(jìn)技術(shù)解決方案？風(fēng)力推進(jìn)在航運(yùn)業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀如何？

Gavin Allwright：我們已經(jīng)進(jìn)入了風(fēng)力推進(jìn)系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)非常重要的時(shí)期，許多風(fēng)力推進(jìn)系統(tǒng)要么已經(jīng)進(jìn)入市場，要么就在進(jìn)行上市前的試航或已進(jìn)入研發(fā)管線后期階段。在過去的一年中，我們目睹了flettner轉(zhuǎn)子風(fēng)帆（旋筒風(fēng)帆）系統(tǒng)進(jìn)入市場。從今年5月下旬開始，陸續(xù)有7艘共安裝了15臺旋筒風(fēng)帆裝置的商船投入運(yùn)營，大多數(shù)關(guān)鍵的航運(yùn)細(xì)分市場都有涉及，包括馬士基一艘109000載重噸的LR2成品油輪Maersk Pelican號，以及64000載重噸的散貨船 Afros號。還有三艘渡輪，分別是在赫爾河畔京士頓-鹿特丹航線上運(yùn)營的Estraden號，在波羅的海運(yùn)營的Viking Grace號，以及Scandlines公司的Copenhagen號。剩下兩艘是雜貨船E-ship-1號和Fehn Pollux號，這兩艘船上安裝了5個(gè)旋筒風(fēng)帆。到2020年底，至少還會有兩艘船舶安裝旋筒風(fēng)帆。

在最近的歐盟Interreg風(fēng)力輔助船舶推進(jìn)（WASP）項(xiàng)目中，航運(yùn)公司Van Dam Shipping為旗下一艘船舶安裝了抽吸式翼帆（suction wing）系統(tǒng)。前面提到的Scandlines公司也參與了WASP項(xiàng)目，到今年年底該項(xiàng)目將為5艘船舶安裝風(fēng)力輔助推進(jìn)裝置，其中包括另一套抽吸式翼帆。還有先前就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用的風(fēng)箏帆系統(tǒng)，2020～2021年，我們將在川崎汽船和法國路易達(dá)孚海運(yùn)公司的船隊(duì)上看到它們。在過去18個(gè)月中，由中國招商輪船（CMES）和大船重工（DSIC）開發(fā)的剛性帆系統(tǒng)已經(jīng)在一艘VLCC上通過了測試和安裝，今年5月還有一艘新造船訂單宣布將使用該系統(tǒng)。商船三井（MOL）開發(fā)的剛性帆系統(tǒng)也將在明年內(nèi)部署。目前還有其他剛性帆和軟帆系統(tǒng)正在進(jìn)行試航，預(yù)計(jì)將在接下來的12～18個(gè)月內(nèi)首次亮相，基本上都可以在短期內(nèi)投入使用。

在郵輪領(lǐng)域，大約有10艘小型商業(yè)郵輪具備強(qiáng)大的風(fēng)帆動力，船長在100～120m之間，載客量在幾百人范圍。小型商船市場也有許多配備軟帆的貨船在歐洲以外地區(qū)從事商業(yè)化運(yùn)營，比如加勒比海和南太平洋。當(dāng)然了，現(xiàn)在仍然有一些傳統(tǒng)的獨(dú)桅三角帆船在印度洋從事貨物貿(mào)易，還有印度尼西亞的比尼西雙軌縱帆船以及分散在世界各地的其他各種帆船。

記者：風(fēng)力推進(jìn)系統(tǒng)適用于哪些船型或者哪類航線？

Gavin Allwright：這個(gè)問題的答案既簡單又復(fù)雜。簡單在于，幾乎所有船型和航線都有適用的風(fēng)力推進(jìn)系統(tǒng)和方案，但這也是復(fù)雜性所在，因?yàn)闆]有一個(gè)一碼通吃的解決方案，每種船型都有各式各樣的方案可供選擇。舉個(gè)寬泛的例子，一艘甲板空間富裕的船舶可以選擇較重/較大的系統(tǒng)，但該船可能具有齒輪裝置或者存在空高問題，那它就需要一個(gè)可移動的可折疊系統(tǒng)。如果是甲板空間非常寶貴的集裝箱船，或許就需要選擇甲板外系統(tǒng)或集裝箱式解決方案。至于新造船，則有一整套選項(xiàng)可用，包括一些非常新穎的解決方案。從航線方面來看，如果船舶在風(fēng)能資源豐富的地區(qū)運(yùn)營，我們就能實(shí)現(xiàn)利益最大化，而且?guī)缀跛泻骄€都能帶來收益。有數(shù)據(jù)顯示，為船舶改裝風(fēng)力推進(jìn)系統(tǒng)有可能將其燃油消耗降低5%～20%，甚至于30%，經(jīng)過優(yōu)化的以風(fēng)力推進(jìn)為主要?jiǎng)恿Φ男略齑ㄅ鋫漭o助發(fā)動機(jī)）能耗節(jié)省效果會更好。這是用船舶一整年運(yùn)營數(shù)據(jù)平均得出的結(jié)果，在不改變船舶操作的情況下運(yùn)營以實(shí)現(xiàn)風(fēng)能輸入最大化，反映了機(jī)動船增添了風(fēng)力輔助后的運(yùn)行情況。如果減少油耗是你的首要關(guān)注點(diǎn)，那么你還可以選擇降低航速、規(guī)劃航線等措施，這就增加了很多靈活性。

記者：相較于其他船舶動力類型，風(fēng)力推進(jìn)具有哪些獨(dú)特的優(yōu)勢？可為航運(yùn)業(yè)帶來哪些環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益？

Gavin Allwright：風(fēng)力推進(jìn)有許多優(yōu)勢，不過這些好處并非全都由船舶獨(dú)占。首先，我們應(yīng)該認(rèn)識到，在商業(yè)運(yùn)營中，所有風(fēng)力推進(jìn)系統(tǒng)都是混合動力系統(tǒng)的一部分。它們既可以用作風(fēng)力輔助系統(tǒng)，也可以作為主風(fēng)力推進(jìn)系統(tǒng)，并配備輔助發(fā)動機(jī)以便在無風(fēng)時(shí)使用，還可以在低風(fēng)速時(shí)段增強(qiáng)動力，或者操縱船舶駛往風(fēng)力更強(qiáng)的路線，又或者是在港口/沿海地區(qū)使用。在評估風(fēng)力推進(jìn)技術(shù)時(shí)，我們應(yīng)考慮以下幾個(gè)關(guān)鍵方面：

風(fēng)能是一種蘊(yùn)量豐富的可再生能源，可供船舶直接使用，無需任何基礎(chǔ)設(shè)施——無需生產(chǎn)、精煉、儲存、運(yùn)輸或加注。

在船舶的整個(gè)生命周期內(nèi)，風(fēng)能都以固定價(jià)格提供，固定為零（僅需少量電能即可運(yùn)行），從而可在這個(gè)非常動蕩的燃料市場中給航運(yùn)公司帶來一定的確定性。

除了系統(tǒng)建造過程中吸納的能源外，風(fēng)力推進(jìn)的運(yùn)營、上游及下游各環(huán)節(jié)加在一起幾乎都沒有產(chǎn)生排放，這是一種真正在操作上接近零排放的技術(shù)。如果風(fēng)力推進(jìn)在全球船隊(duì)上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，就能節(jié)省25%～35%的能耗，僅靠這一單一技術(shù)就能將全球溫室氣體排放量降低1%。鑒于目前大型船隊(duì)的溫室氣體排放占到了全球總量的2%～3%，差不多是整個(gè)德國的排放總量，使用風(fēng)力推進(jìn)可為碳減排做出巨大貢獻(xiàn)。

這些系統(tǒng)目前市面上都有，其作用也得到了反復(fù)驗(yàn)證，而且很快就會有更多種類可供選擇。這一點(diǎn)與大多數(shù)超低排放和零排放替代燃料相比有所不同，后者需要大幅增加可再生能源的生產(chǎn)，然后還需在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?yīng)。

最后一點(diǎn)對發(fā)展中國家來說很重要，因?yàn)樵谶@些地區(qū)替代燃料的供應(yīng)需要一定時(shí)間。而風(fēng)能是一種去中心化的資源，在南太平洋、印度洋和加勒比海等發(fā)展中地區(qū)，人們對風(fēng)能已有充分的認(rèn)知。

記者：風(fēng)力推進(jìn)技術(shù)的推廣應(yīng)用主要面臨著哪些制約和挑戰(zhàn)？

Gavin Allwright：IWSA自2014年底成立以來，我們已經(jīng)走過了很長一段路。在技術(shù)、測試、認(rèn)證和安裝方面我們遇到了許多制約和挑戰(zhàn)，也看到許多項(xiàng)目和技術(shù)提供商與諸如航運(yùn)公司、船員、船級社、港口及船廠等多個(gè)利益相關(guān)方開展合作，以期克服這些障礙。實(shí)際上，我們看到每家船級社都在努力推出各自的風(fēng)力輔助推進(jìn)技術(shù)指南，其中有許多現(xiàn)已發(fā)布，給市場提供了一粒定心丸。

目前挑戰(zhàn)主要來自以下四個(gè)方面，其中一些是風(fēng)力推進(jìn)特有的，另外一些則影響到了業(yè)界所有創(chuàng)新技術(shù)的推廣應(yīng)用。首先，在評估風(fēng)力推進(jìn)時(shí)，我們面臨著不公平的競爭環(huán)境，包括對化石燃料的一些直接和間接補(bǔ)貼，還有對替代燃料發(fā)展的補(bǔ)貼。最明顯的兩個(gè)例子就是航運(yùn)業(yè)針對化石燃料的減稅優(yōu)惠以及碳價(jià)的缺乏。燃料開發(fā)很容易商品化，且易于交易，因此也占據(jù)了研發(fā)和投資的最大份額，而像風(fēng)力推進(jìn)這樣的直接能源供應(yīng)形式則很難做到這一點(diǎn)。燃料供應(yīng)自然而然地被當(dāng)作戰(zhàn)略問題，但對于直接可再生能源系統(tǒng)的應(yīng)用就顯得不公平了。

其次，許多船東不愿承受風(fēng)力推進(jìn)系統(tǒng)安裝最初的高額成本支出。燃油價(jià)格走低、船舶被租用以及激勵(lì)分離現(xiàn)象（指負(fù)責(zé)支付能源賬單的與做出資本投資決策的不是同一批人）的存在加劇了船東對投資回報(bào)率的擔(dān)憂，如果他們從系統(tǒng)安裝中得不到直接收益或者收益很小，這就會變成潛在的障礙。這種狀況當(dāng)然也可以通過潛在的租賃系統(tǒng)或利用將主要成本轉(zhuǎn)移到資本支出上的“邊付邊還”財(cái)務(wù)模式來緩解。另外，持有和經(jīng)營船舶的公司延長投資期限往往也能減少這種影響。

另外，針對能耗節(jié)省和收益的第三方驗(yàn)證以及缺乏足夠的參考依據(jù)（如示范船或商用船）來準(zhǔn)確評估這項(xiàng)技術(shù)也是我們長久以來想解決的問題，不過這些設(shè)施已經(jīng)開始投入使用，而且之前我提到的歐盟WASP項(xiàng)目正在監(jiān)測和評估明年的五個(gè)風(fēng)力推進(jìn)系統(tǒng)安裝工程，并且還在開發(fā)工具和模型來評估這些設(shè)備，該舉措有助于增強(qiáng)市場信心，降低投資風(fēng)險(xiǎn)。我們還看到示范船的數(shù)量和試航活動日益增多，這意味著參考依據(jù)也在不斷增加。

最后，最難解決的問題可能是行業(yè)對風(fēng)力推進(jìn)的看法以及相關(guān)政策。這種情況有所改變，但還是有人將風(fēng)力推進(jìn)理解為“倒退回過去”“影響低的節(jié)油裝置”或“表面的綠色轉(zhuǎn)變”，這些觀念在政策和脫碳路徑上常常也能反映出來。在過去一年多里，業(yè)界的問題不再是“為什么要使用”或“應(yīng)該使用哪種”風(fēng)力推進(jìn)系統(tǒng)，而是“如何將這些系統(tǒng)安裝到船舶上”，種種跡象表明這種觀念上的轉(zhuǎn)變正在不斷增強(qiáng)。

2016年，歐盟有一項(xiàng)研究估計(jì)，到2030年將有10700臺風(fēng)力推進(jìn)系統(tǒng)被安裝到散貨船、油輪和集裝箱船上。近期的英國清潔海事計(jì)劃也估計(jì)在本世紀(jì)50年代風(fēng)力推進(jìn)解決方案將形成20億英鎊（25億美元）的市場規(guī)模，所以我們現(xiàn)在的任務(wù)是要建立起相應(yīng)的機(jī)制，為風(fēng)力推進(jìn)技術(shù)的推廣應(yīng)用提供便利。

記者：有業(yè)界人士擔(dān)心新冠疫情會妨礙航運(yùn)業(yè)的去碳化進(jìn)程，您認(rèn)為這是否會影響到風(fēng)力推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用？

Gavin Allwright：當(dāng)然，我無法預(yù)測未來，不過IMO和其他機(jī)構(gòu)設(shè)定的脫碳目標(biāo)也并沒有放寬要求的跡象。風(fēng)力推進(jìn)是非常容易實(shí)現(xiàn)的，只要資金到位，立即就可以安裝，我們不需要等上十年。

歐盟宣布如果2023年后，IMO仍然沒有采取實(shí)質(zhì)性舉措，航運(yùn)業(yè)將被納入碳排放交易體系（ETS）之中，這將給脫碳需求注入更多動力，同時(shí)也是航運(yùn)業(yè)環(huán)保壓力日益增加的一個(gè)例子。業(yè)界倡導(dǎo)每噸燃料征收2美元稅用于海事技術(shù)研發(fā)，這應(yīng)該有助于推動風(fēng)力推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，如果IMO短期減排措施（例如減速航行或限制裝機(jī)功率）得以施行，也會促進(jìn)風(fēng)力推進(jìn)系統(tǒng)的應(yīng)用。

話雖如此，燃油價(jià)格大幅下跌給投資回報(bào)率帶來了很大挑戰(zhàn)，如果持續(xù)下去，那么在實(shí)施碳定價(jià)或稅收措施之前將會產(chǎn)生更大的影響。燃油價(jià)格下降是否意味著碳稅的影響也會減小，因此更有可能征收碳稅？這是業(yè)界和政策制定者肯定會納入考量的因素。

記者：在您看來，航運(yùn)業(yè)應(yīng)如何為船舶風(fēng)力推進(jìn)系統(tǒng)的應(yīng)用提供激勵(lì)？

Gavin Allwright：我的觀點(diǎn)已經(jīng)很明確了。我認(rèn)為行業(yè)和政策制定者應(yīng)取消對化石燃料的激勵(lì)或間接補(bǔ)貼，根據(jù)各種推進(jìn)系統(tǒng)和脫碳技術(shù)的自身價(jià)值來對它們做出公平判斷，例如對所有推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行全生命周期分析，包括污染影響在內(nèi)的所有外部因素。如果要實(shí)施激勵(lì)措施，我希望以兩種方式來開展。一是以研發(fā)支持機(jī)制形式提供激勵(lì)，讓風(fēng)力推進(jìn)技術(shù)開發(fā)商能有機(jī)會獲取研發(fā)基金，比如之前提到的通過每噸燃料征收2美元稅籌集的海事研發(fā)基金。二是希望如果IMO（或其他機(jī)構(gòu)）進(jìn)一步實(shí)施碳稅政策的話，所得的資金都能有類似的專門用途，并采取挪威NOx基金那樣的運(yùn)作方式，每噸二氧化碳征收25～50美元稅款（這個(gè)水平曾得到了ICS的認(rèn)可），之后再將這些收益以其他方式返還給行業(yè)，比如撥款或提供低成本貸款鼓勵(lì)船舶安裝脫碳技術(shù)和燃料系統(tǒng)；同時(shí)還可以向發(fā)展中國家和小型船東提供額外援助，幫助他們實(shí)現(xiàn)低碳過渡。這樣一來就建立了清晰的懲罰/激勵(lì)體系。

如果上述方案無法實(shí)施，那么行業(yè)和社會就需要認(rèn)真思考一下，我們到底需要實(shí)現(xiàn)哪種程度的脫碳，需要多快實(shí)現(xiàn)，代價(jià)又是什么。如果答案是以合理的成本快速實(shí)現(xiàn)深度脫碳，那就應(yīng)該激勵(lì)業(yè)界采用一種有可能利用現(xiàn)有技術(shù)將IMO規(guī)定的全球船隊(duì)減排目標(biāo)完成一半以上并且還能通過降低成本和存儲要求來促進(jìn)其他低碳燃料技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)手段，這種措施不僅合情合理，而且也應(yīng)該成為航運(yùn)業(yè)的頭號選項(xiàng)。

記者：IWSA將采取哪些行動促進(jìn)風(fēng)力推進(jìn)在航運(yùn)業(yè)的商業(yè)化應(yīng)用？

Gavin Allwright：我們正在努力從多個(gè)層面促進(jìn)風(fēng)力推進(jìn)的應(yīng)用。我們將繼續(xù)發(fā)展和拓寬網(wǎng)絡(luò)，凝聚一群志同道合的組織和個(gè)人，共享觀點(diǎn)、技能、技術(shù)和市場信息以推動商業(yè)化風(fēng)力推進(jìn)船舶的發(fā)展。我們正在建立區(qū)域性風(fēng)力推進(jìn)中心，目前分布在歐洲、北美、南太平洋和亞洲的5個(gè)區(qū)域中心正在建設(shè)當(dāng)中。

我們也在不斷擴(kuò)大宣傳和教育活動，向行業(yè)推廣風(fēng)力推進(jìn)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。我們計(jì)劃在今年制作宣傳短片，目前正在拍攝風(fēng)力推進(jìn)紀(jì)錄片。未來12個(gè)月里，我們將陸續(xù)推出全面的市場報(bào)告、小型船舶出版物以及行業(yè)研究調(diào)查。IWSA將繼續(xù)充當(dāng)風(fēng)力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)、船東和運(yùn)營商、造船廠、港口、政府、設(shè)備生產(chǎn)商、媒體、非政府組織以及廣大公眾的信息資源中心。

我們還在研究能夠孵化、加快新系統(tǒng)研發(fā)和測試的方法，在資金流、項(xiàng)目協(xié)作、撥款申請、研究和資源池等方面為成員提供幫助。

我們還參與了項(xiàng)目開發(fā)所有階段的通用方法/標(biāo)準(zhǔn)的建立，并為聯(lián)合行業(yè)項(xiàng)目以及正在使用這些工具的其他研究和商業(yè)項(xiàng)目提供建議。我們也越來越積極地參與政策審議，就技術(shù)政策和脫碳途徑向立法和行業(yè)機(jī)構(gòu)提供咨詢。

記者：作為航運(yùn)大國，中國也在積極研發(fā)風(fēng)力推進(jìn)等綠色航運(yùn)技術(shù)，未來IWSA是否有計(jì)劃與中國航運(yùn)界展開合作？

Gavin Allwright：是的，無論是在國家還是行業(yè)層面上，IWSA都有與中國航運(yùn)界合作的計(jì)劃。如前所述，我們認(rèn)識到中國已經(jīng)有了一些重大發(fā)展，我們正在與研究風(fēng)力推進(jìn)系統(tǒng)和進(jìn)行測試的團(tuán)隊(duì)取得聯(lián)系，并且我們在中國已經(jīng)有了一小部分的注冊支持者。在我擔(dān)任IMO海事技術(shù)合作中心利益相關(guān)者咨詢委員會成員的同時(shí)，我們也一直在為設(shè)立于上海的IMO亞洲海事技術(shù)合作中心（MTCC-Asia）提供常規(guī)的風(fēng)力推進(jìn)資訊。我們很多成員所參與的項(xiàng)目中都有中國合作伙伴的身影，我很榮幸去年在上海主持了MARINSSSRI綠色航運(yùn)研討會，有許多杰出的中國航運(yùn)界人士出席了這次活動。目前，盡管我們的IWSA亞洲區(qū)域風(fēng)力推進(jìn)中心仍處于計(jì)劃階段，但它將在初期發(fā)展成為一個(gè)聚焦學(xué)術(shù)研究的圈子，而中國的參與對于該中心的順利發(fā)展至關(guān)重要。我們期待該項(xiàng)目在未來的一年中取得進(jìn)一步發(fā)展。

● 相關(guān)鏈接

Gavin Allwright，從事發(fā)展中國家可持續(xù)航運(yùn)和物流研究多年，為大量有關(guān)替代推進(jìn)方案的研究和項(xiàng)目做出了貢獻(xiàn)。自2014年國際風(fēng)帆動力船舶協(xié)會成立以來，他一直擔(dān)任秘書長一職，并領(lǐng)導(dǎo)該協(xié)會的政策和財(cái)務(wù)工作，并定期出席IMO、經(jīng)合組織以及歐盟會議。此外，Gavin Allwright還是世界風(fēng)能協(xié)會（WWEA）的非執(zhí)行董事會成員，IMO MTCC利益相關(guān)者委員會的顧問，以及ETI和BMT所領(lǐng)導(dǎo)的VTAS項(xiàng)目的咨詢小組成員， 為多個(gè)歐盟風(fēng)力推進(jìn)解決方案以及可持續(xù)發(fā)展項(xiàng)目提供咨詢。