多維視角下的航運(yùn)減排當(dāng)下與未來

中國船級(jí)社《航運(yùn)低碳發(fā)展展望2021》編寫組

低碳減排已成為人類社會(huì)面臨的共同挑戰(zhàn)。碳達(dá)峰、碳中和是廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革。航運(yùn)業(yè)作為世界貿(mào)易的領(lǐng)頭羊和服務(wù)全球貿(mào)易發(fā)展的基礎(chǔ)力量，也將不可避免地融入到這場(chǎng)變革中。航運(yùn)綠色低碳發(fā)展事關(guān)各相關(guān)方的共同利益，也關(guān)系行業(yè)發(fā)展的未來。我們必須立足當(dāng)下，著眼未來，準(zhǔn)確識(shí)變，科學(xué)應(yīng)變，主動(dòng)求變，推動(dòng)航運(yùn)減排不斷取得新成效。CCS組織專家團(tuán)隊(duì)，在對(duì)溫室氣體減排政策走向和減排技術(shù)路徑綜合研判的基礎(chǔ)上，對(duì)未來低碳航運(yùn)的發(fā)展趨勢(shì)做出展望。

一、風(fēng)云激蕩：減排方向的確定性與目標(biāo)和路徑的不確定性交織相伴

如前所述，國際海事組織、各國及區(qū)域性組織、海事領(lǐng)域其它行業(yè)和政府間組織，對(duì)于航運(yùn)減碳的時(shí)間表和路線圖尚未達(dá)成完全一致，但航運(yùn)業(yè)需要加速實(shí)現(xiàn)碳減排的方向已經(jīng)非常確定，而且時(shí)間表可能比原計(jì)劃提前，減排強(qiáng)度也會(huì)更高。而在溫室氣體減排的路徑方面，技術(shù)手段從船舶能效提升轉(zhuǎn)向清潔替代燃料的方向也已經(jīng)基本確定。

盡管在減排方向上基本達(dá)成一致，但各方在國際航運(yùn)減排目標(biāo)和路徑方面的觀點(diǎn)不盡相同甚至存在較大分歧，這就決定了在航運(yùn)業(yè)通向凈零排放的道路上將充滿不確定性。

在政策法規(guī)制定層面，國際航運(yùn)領(lǐng)域的不確定性主要表現(xiàn)在最終實(shí)現(xiàn)全球航運(yùn)凈零排放的時(shí)間表及各階段的減排目標(biāo)、船舶燃料全生命周期溫室氣體排放評(píng)估方法等方面，而且其中的部分政策法規(guī)對(duì)不同種類清潔燃料的應(yīng)用前景有重大影響；相對(duì)而言，中國的國內(nèi)航運(yùn)領(lǐng)域二氧化碳減排的時(shí)間表和實(shí)施路徑將會(huì)清晰而確定。

在市場(chǎng)機(jī)制層面，不確定性主要表現(xiàn)在全球性和地區(qū)性碳排放控制市場(chǎng)機(jī)制的覆蓋范圍和價(jià)格方面、實(shí)施以碳稅為主導(dǎo)還是以碳交易為主導(dǎo)的市場(chǎng)機(jī)制方面、碳稅或碳交易的價(jià)格及收取資金的分配和使用方式方面，各相關(guān)方目前還未能達(dá)成一致，或?qū)?huì)有較長(zhǎng)時(shí)間的爭(zhēng)論甚至博弈，從而給航運(yùn)業(yè)相關(guān)方的經(jīng)濟(jì)性測(cè)算和收益預(yù)測(cè)帶來較大不確定性，進(jìn)而影響整個(gè)航運(yùn)業(yè)脫碳進(jìn)程和技術(shù)路線的選擇。

在技術(shù)路徑選擇層面，不確定性主要表現(xiàn)為在可供選擇的脫碳技術(shù)路徑中，航運(yùn)業(yè)完全可控的部分僅限于船舶端的能效提升技術(shù)、碳捕捉和儲(chǔ)存技術(shù)。單純依靠能效提升技術(shù)不能達(dá)成凈零排放的目標(biāo)，而排放端的碳捕捉和儲(chǔ)存技術(shù)則因?yàn)槠浼夹g(shù)不成熟、實(shí)施成本高、小型化困難、船上操作復(fù)雜、岸基接收困難等應(yīng)用障礙短期內(nèi)難以解決，因此不能作為現(xiàn)階段航運(yùn)業(yè)通向凈零排放的首選技術(shù)路徑。船舶端技術(shù)路徑的不確定性也在于碳捕捉和儲(chǔ)存技術(shù)的未來發(fā)展，如果能夠?qū)崿F(xiàn)成本可控的船舶端應(yīng)用，則將對(duì)船舶脫碳技術(shù)路徑和船舶燃料端的相關(guān)產(chǎn)業(yè)有重大影響。相比較而言，燃料端的脫碳技術(shù)路徑清晰而明確，但其不確定性在于航運(yùn)業(yè)無法決定化工和能源領(lǐng)域綠色燃料的制備工藝和生產(chǎn)供應(yīng)布局，從而使得替代燃料的供應(yīng)和技術(shù)路徑的選擇陷入“蛋-雞之問”的困擾。

在航運(yùn)業(yè)實(shí)現(xiàn)凈零排放的道路上，政策法規(guī)、市場(chǎng)機(jī)制、技術(shù)路徑將相互影響、相互促進(jìn)，其中政策法規(guī)無疑是最有決定性的因素。我們提請(qǐng)業(yè)界的各利益相關(guān)方密切關(guān)注政策法規(guī)制定的動(dòng)向，并積極貢獻(xiàn)觀點(diǎn)和解決方案，使得最終制定的政策法規(guī)最大限度顧及不同國家、地區(qū)和各相關(guān)方的實(shí)際情況和利益，使減排目標(biāo)和配套措施既有雄心，又可持續(xù)。

二、重裝出發(fā)：零碳清潔燃料將在2030年前后實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用

我們的研究分析顯示，2030年對(duì)于航運(yùn)業(yè)溫室氣體減排而言可能是一個(gè)重要的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。主要基于以下三個(gè)判斷：

1、眾多地區(qū)性和行業(yè)組織倡議的實(shí)現(xiàn)航運(yùn)業(yè)凈零排放的時(shí)間點(diǎn)均指向2050年，按照船舶平均營運(yùn)壽命20年計(jì)算，2030年前后，零碳清潔燃料需要在新建船舶上實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

2、清潔船用燃料，尤其是電制低碳或零碳燃料實(shí)現(xiàn)規(guī)?；涂沙掷m(xù)供應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)將在2030年前后；

3、清潔替代燃料船舶應(yīng)用技術(shù)成熟并全面實(shí)現(xiàn)規(guī)?；凸こ袒瘧?yīng)用的時(shí)間點(diǎn)也將在2030年前后。

因此，我們認(rèn)為，2030年既是航運(yùn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；闾歼\(yùn)營的起始點(diǎn)，也將是航運(yùn)業(yè)加速脫碳的起始點(diǎn)?？梢灶A(yù)期，屆時(shí)將有新的法規(guī)類強(qiáng)制性政策和碳交易、碳稅等市場(chǎng)性政策配合，加速國際航運(yùn)業(yè)溫室氣體減排進(jìn)程。

三、負(fù)重前行：低碳和零碳燃料應(yīng)用過程中的挑戰(zhàn)不容忽視

實(shí)現(xiàn)清潔燃料在航運(yùn)業(yè)規(guī)模化應(yīng)用的最大挑戰(zhàn)，來自燃料的可獲得性。盡管部分替代燃料（如甲醇、氨等）作為化工產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)、分銷已經(jīng)非常成熟，但航運(yùn)減碳政策中對(duì)全生命周期碳強(qiáng)度的關(guān)注，需要供應(yīng)采用綠色制備工藝生產(chǎn)的清潔燃料。與國際航運(yùn)業(yè)所需的億噸級(jí)的燃料消耗量相比，目前綠色制備工藝生產(chǎn)的電制燃料仍在百萬噸級(jí)的規(guī)模，遠(yuǎn)不能滿足需求；而生物質(zhì)綠色燃料的規(guī)劃產(chǎn)量，相較于航運(yùn)業(yè)的需求，更是杯水車薪。低碳和零碳燃料的可獲得性和可持續(xù)性，是規(guī)?；瘧?yīng)用和實(shí)現(xiàn)減碳目標(biāo)的瓶頸問題。

在船舶端，現(xiàn)階段可供航運(yùn)業(yè)選擇的低碳和零碳替代燃料主要有LNG、甲醇、氨、氫等四種，與常規(guī)燃油相比，替代燃料多數(shù)具有更易燃爆、生物毒性、材料兼容性有特殊要求等特點(diǎn)，部分燃料還需要低溫甚至極低溫度圍護(hù)系統(tǒng)儲(chǔ)存，這些都對(duì)燃料的安全加注、儲(chǔ)存、使用等構(gòu)成挑戰(zhàn)。

在船舶經(jīng)營端，航運(yùn)公司除需要應(yīng)對(duì)燃料的供應(yīng)和使用等中觀和微觀層面的經(jīng)營性和技術(shù)性問題以外，還要面對(duì)在全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)實(shí)現(xiàn)脫碳的進(jìn)程中和實(shí)現(xiàn)碳中和以后，國際間和各國國內(nèi)水運(yùn)的貨物種類、物流方向、運(yùn)輸總量會(huì)發(fā)生何種變化等戰(zhàn)略性問題。航運(yùn)業(yè)在進(jìn)行中遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃時(shí)，宏觀視角有助于減少?zèng)Q策性和方向性風(fēng)險(xiǎn)。

四、場(chǎng)景為王：不同的航運(yùn)領(lǐng)域需要量身定制的最佳方案

低碳和零碳替代燃料在燃料特性、經(jīng)濟(jì)性、可獲得性等方面的顯著差異，決定了其最佳應(yīng)用場(chǎng)景將有較大不同，不存在贏者通吃的單一解決方案。

對(duì)于遠(yuǎn)洋和近海航運(yùn)而言，燃料的可獲得性、體積能量密度和燃料儲(chǔ)存條件將是最重要的考量因素。近期可選方案主要有LNG、甲醇、氨等燃料，在氫的高能量密度儲(chǔ)存問題解決后，中遠(yuǎn)期氫燃料將成為具有競(jìng)爭(zhēng)力的方案之一。

對(duì)于近岸和內(nèi)河航運(yùn)而言，燃料的儲(chǔ)存和補(bǔ)給等相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)，因此基于零碳燃料的動(dòng)力方案選項(xiàng)會(huì)更加易于實(shí)施?，F(xiàn)階段國內(nèi)船舶圍繞LNG、甲醇、電池動(dòng)力、氫、氨等其他清潔能源的應(yīng)用開展了不同程度的研究和實(shí)踐，但尚未就船舶能源的低碳發(fā)展形成明確路徑。相比較而言，現(xiàn)階段的電池動(dòng)力，尤其是可換電的電池動(dòng)力方案，以及近中期可能形成技術(shù)突破的燃料電池方案，將會(huì)是比較有競(jìng)爭(zhēng)力的零碳航運(yùn)方案選項(xiàng)之一。

五、持續(xù)驅(qū)動(dòng)：脫碳過程中經(jīng)濟(jì)性因素的考量不可或缺

低碳和零碳清潔燃料相較于常規(guī)化石燃料而言，其理化特性特殊、制備工藝特殊復(fù)雜，其生產(chǎn)端和應(yīng)用端的成本都將顯著高于化石燃料。目前其生產(chǎn)規(guī)模和使用經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)低于常規(guī)燃油，并且預(yù)計(jì)將持續(xù)較長(zhǎng)一段時(shí)間。

在船舶應(yīng)用端，清潔替代燃料的體積能量密度均明顯偏低，在相同續(xù)航力的情景下，加大的燃料艙將占據(jù)一部分載貨空間，進(jìn)而對(duì)載貨重量和運(yùn)營經(jīng)濟(jì)性有不可忽略的影響。據(jù)模型測(cè)算，載重噸為85,000噸的巴拿馬型散貨船因使用氨燃料導(dǎo)致的貨艙容積損失約為10%，載貨重量損失大約為10,000噸，對(duì)船舶運(yùn)營收益有不可忽略的影響。在這方面，遠(yuǎn)洋中小尺度船舶的替代燃料艙布置更具挑戰(zhàn)性。實(shí)際上,燃料艙的布置對(duì)于船舶設(shè)計(jì)和建造是最具有挑戰(zhàn)性的技術(shù)問題之一。

在燃料生產(chǎn)端，綠氫是生產(chǎn)其它清潔燃料的主要原料，但僅能通過可再生能源生產(chǎn)的電力電解水來制備，其制備成本高企、規(guī)模受限，因此綠色替代燃料的生產(chǎn)規(guī)模普遍較小，成本較高。清潔燃料的價(jià)格和船舶運(yùn)營方對(duì)燃料成本接受程度將成為航運(yùn)脫碳的主要影響因素之一。

不論是在燃料成本還是運(yùn)營收益方面，低碳和零碳燃料的應(yīng)用都可能對(duì)航運(yùn)業(yè)的盈利能力造成負(fù)面影響，單純依靠航運(yùn)企業(yè)的社會(huì)責(zé)任感和法規(guī)等強(qiáng)制性政策驅(qū)動(dòng)，脫碳進(jìn)程將很難持續(xù)。因此，政策法規(guī)的制定方、替代燃料的供應(yīng)方、船舶和設(shè)備的制造方、船舶運(yùn)營方等，均需要將經(jīng)濟(jì)性方面的可持續(xù)性作為選擇航運(yùn)脫碳路徑過程中的重要考量因素。

六、攜手同心：各相關(guān)方協(xié)同聯(lián)動(dòng)才是實(shí)現(xiàn)航運(yùn)減排目標(biāo)的正確路徑

航運(yùn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，涉及到上游燃料生產(chǎn)和供應(yīng)，中游船舶和設(shè)備制造、下游船舶運(yùn)營的全產(chǎn)業(yè)鏈諸多環(huán)節(jié)，其中關(guān)鍵性環(huán)節(jié)就包括：IMO和國際地區(qū)層面減排法規(guī)政策的制定者、負(fù)責(zé)綠色燃料生產(chǎn)的化工或能源企業(yè)、負(fù)責(zé)燃料儲(chǔ)運(yùn)和加注的燃料供應(yīng)企業(yè)、負(fù)責(zé)動(dòng)力裝置等關(guān)鍵設(shè)備供應(yīng)的船用設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)、船舶設(shè)計(jì)和建造方、提供配套設(shè)施和加注能力的港口、提供風(fēng)險(xiǎn)管理和安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的船級(jí)社、執(zhí)行運(yùn)營安全監(jiān)管的海事主管機(jī)關(guān)等，缺少其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)，清潔燃料的應(yīng)用就不可實(shí)現(xiàn)或不可持續(xù)。這就需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上的各相關(guān)方打破“蛋-雞之問”的困擾，早日解決低碳和零碳燃料規(guī)?；瘧?yīng)用過程中的諸多瓶頸和障礙。更需要各個(gè)國家和地區(qū)秉承“命運(yùn)共同體”的理念，以堅(jiān)定、積極、互信的姿態(tài)同心協(xié)力，在政策法規(guī)制定、市場(chǎng)機(jī)制構(gòu)建等方面協(xié)調(diào)立場(chǎng)，明確目標(biāo)和路徑，為實(shí)現(xiàn)航運(yùn)業(yè)溫室氣體凈零排放的宏大目標(biāo)和美好愿景攜手前行。