绿色航运燃料,谁会唱“主角”?

  1月11日,市场研究机构IHS Markit发布的数据显示,全球造船业订单继2019年因全球贸易战跌10%后,去年进一步大跌50%,降至20年新低。不过,有分析认为,订单持续下降或与疫情没有太大直接关系,反而环保因素可能较大。

  国际海运组织(IMO)2018年决定,到2050年,船舶的温室气体排放量目标较2008年水平降低一半,这导致部分航运公司叫停新船订单,在哪一种清洁燃料船舶中做出选择。

  控制船舶污染势在必行

  几千年以来,原油一直被用于各种用途,自从工业革命发生后,化石燃料便一直被用作一个能源使用。但同时开采、使用甚至在运输过程中都产生了大量危害地球环境的有害物质,成千上万航行在世界海洋的船只每天燃烧超过300万桶污泥状高硫燃料。但是,从今年开始,航运业必须遵守大幅减少硫排放的规则。这就是国际海事组织(IMO)将于2020年1月1日实施新的排放标准。

  英国希德律师行香港办公室法务总监、国际航运公会中国办事处首席代表刘洋指出,国际海事组织(IMO)是联合国(UN)的分支机构,负责管理航运事务。正如在上一篇文章一文中所述,航运业不受旨在从国际层面上解决全球变暖问题的各种国际条约的直接监管。然而,IMO始终致力于应对日益严重的气候危机,并希望促进航运业为全球减少温室气体排放作出贡献。因此,2018年4月,在IMO海洋环境保护委员会(MEPC)第72届会议上,IMO通过了《船舶温室气体减排初步战略》,提出了尽快减少船舶温室气体排放的计划。

  初步战略的主要目标是:到2030年,将国际航运的碳强度较2008年水平降低40%;到2050年,将这一比例提升至70%;与2008年的水平相比,到2050年将国际航运的温室气体排放量至少减少50%;在本世纪内,即2100年前,尽快实现温室气体零排放。

  IMO正努力通过各种措施实现上述目标,包括现有的能效措施及适用于短期、中期和长期的新措施。

  2020年1月1日,国际海事组织(IMO)将实施旨在严格控制世界船舶污染的新排放标准。

  标准如下:国际海事组织将禁止使用硫含量高于0.5%的燃料的船舶,而目前的水平为3.5%。最常用的船用燃料被认为含硫量约为2.7%。

  新规定是十多年前联合国(UN)小组委员会提出的建议的结果,并于2016年由联合国IMO通过,该规则为航运安全和污染制定了规则。

  包括美国在内的170多个国家签署了该协议。从2020年开始,发现违反新法律的船舶可能被扣押,合作国家的港口预计将对访港船舶进行监管。

  航运业迈向清洁能源的未来

  国际可再生能源机构(IRENA)的一份新报告发现,由于重油占该行业能源需求的82%,全球船舶脱碳将在实现气候目标方面发挥关键作用。

  在新加坡举行的全球海事论坛年度峰会上,IRENA总干事弗朗切斯科?拉?康拉德在报告发布会上表示,很明显,航运业已经认识到解决其脱碳方案的紧迫性。“交通脱碳对未来的可持续发展至关重要。航运是运输排放的主要来源,令人鼓舞的是,该行业已明确表示愿意与能源部门就低碳途径交换意见。”

  “随着可再生能源成本的下降,现有的脱碳选择变得越来越有竞争力,”他继续说。“到2030年,替代性低碳燃料的成本可能达到与重油相当的水平,因此,船舶行业为低碳未来做好准备至关重要。”

  IRENA的新报告发现,要实现国际海事组织的目标,到2050年将碳排放水平降低一半,需要结合使用清洁能源和基于可再生能源的替代燃料。这包括从化石燃料转向先进的生物燃料和氢基燃料等替代能源,升级岸上基础设施和对接、电气化过程中的实践,并通过改善船舶性能来进一步降低燃料需求。

  生物燃料,如生物液化天然气(Bio-LNG),作为一种过渡性燃料具有巨大的潜力,可以逐渐取代化石燃料。其他被认为可能替代传统燃料的合成燃料包括甲醇、氢和氨。如果使用可再生电力(即通过电解生产氢)生产可持续的燃料,这些燃料可以有效地减少甚至消除航运业的排放。

  虽然目前替代燃料在经济上没有竞争力,但从中长期来看,随着替代燃料价格的下降、使用量增加和技术的改进,替代燃料有望成为可行的选择。然而,从重油向清洁燃料的转变,还将包括调整约100个港口的加油结构(这些港口占全球货运的80%),以及改装约2.5万艘船舶。散货船和集装箱船,以及油轮和化学品船,占全球船舶总量的四分之一,占全球船舶排放总量的85%。全球近60%的燃料油销售来自7个港口。仅新加坡一国就提供了目前全球22%的燃料供应。

  在短距离应用方面,例如渡轮和其他小型船只,电池供电的电动船只是目前可行的选择。从长远来看,随着电池存储技术的改进和成本的降低,纯电力推进对更大、距离更长的船舶来说在经济上也将更具吸引力。

  选用何种燃料动力说法不一

  选用清洁的新能源或新动力技术将是航运业实现最终减排目标的重要途径之一。近几年来,船舶燃料动力已经向着多元化、清洁化、低碳化的方向发展,特别是LNG、甲醇、氢、氨气等替代能源的技术应用日新月异。那么,这些清洁能源都各有什么优势呢?

  LNG被视为一种清洁的替代船用燃料已经有许多年了,LNG动力船舶也有了成熟的商业化运用实例。有数据显示,截止2018年底,共有782艘LNG运输船或者非气体运输船要么使用LNG作为燃料,要么具备使用LNG动力的能力。LNG燃料也获得了许多船东的支持,包括新加坡油轮船东AET、俄罗斯航运公司Sovcomflot,以及集运公司达飞轮船和赫伯罗特等。达飞已选择LNG作为船舶燃料,赫伯罗特也启动了集装箱船改装LNG动力的项目。

  尽管LNG作为船用燃料的使用份额正在不断扩大,但其发展道路上仍有许多障碍。目前LNG加注基础设施有限,新造LNG动力船和改装LNG动力的成本都相对较高,而且仅凭LNG燃料就想实现航运业的碳减排目标也比较困难。

  相比于传统船舶燃料,氢能源具有清洁环保等多种优势,随着技术的进步,近年来越来也多船厂、能源公司以及动力系统供应商开始加大氢燃料动力船舶的研发,并且取得了实质性的进展。目前全球范围内已有多种船型采用了氢燃料电池动力,还有更多大型项目正在开发当中。早在2009年,德国Alster-Touristik GmbH公司就研发出了全球首艘氢动力船舶FCS Alsterwasser,证明了氢燃料电池的可靠性。

  国际能源署(IEA)最新报告指出,氢能源可能成为实现IMO 2050航运业碳减排目标的一种燃料选项。氢能源发展过程中的一大挑战就是生产成本高,尤其是通过可再生途径制氢。据国际能源署预测,到2030年使用可再生原料制造氢的成本将下降30%。除了成本之外,氢能源还具有储存运输困难、相比传统船舶燃油能量密度较低以及能量损失较大等挑战。

  加拿大甲醇生产商Methanex子公司Waterfront Shipping总裁Paul Hexter表示:“甲醇和现有的液体船用燃料类似,而且在操作方面比LNG简单得多,甲醇动力发动机的改装成本只有LNG动力的25%。除了节省成本之外,甲醇也是目前限硫令合规燃油之中唯一能够从本质上达到氮氧化物排放Tier III标准要求的燃料。短期内,生物甲醇的二氧化碳足迹接近于零,因此能够作为IMO碳减排法规的应对方案。”

  相比氢气,氨气具有许多优点。人类在制作肥料时已经大批量生产氨气了,而且,氨气能量密度大,同等数量氨气中包含的能量比液化氢气高出了50%,更容易存储和运输。

  不过氨气易燃且有毒,在通风、温度和气压控制方面需要特殊的安全防御措施。目前,船用氨气燃料的价格是低硫油的3.2倍。虽然氨气能量密度相比氢气较大,但在普通船用燃油面前仍然难以匹敌,船舶凭借一罐氨气所能达到的行程只有燃油的一半。

  如此多的清洁能源各有优势,该怎么选?对此,有业界人士认为,由于其经济性、安全性和环保性,甲醇燃料具有极大可能成为替代燃料;另一种观点认为,氨气和氢气将是未来的绿色航运燃料,CL能源研究所的读者TristanSmith博士表示:“从长远来看,未来将是某种以氢为基础的燃料。”DNV GL首席顾问Tore Longva表示,到2050年,氢燃料和氨燃料将取代化石燃料,用于船舶发动机。

  其实,无论选用哪种清洁燃料,最终的目标都是迈向零排放目标,这需要时间来检验,谁会成为未来的主角。

  (龙de船人、中国新能源网、国际船舶网、中国钢铁新闻网、中国石化新闻网、中国船检、和讯期货、碳交易网、油气365)

  来源:中国水运网


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