“去碳化”,航运业还需迈过几道坎?
2019-11-26 14:01:42 来自:中国水运报   已有 人参与 发表评论

  日前,国际海事组织(IMO)在伦敦举行会议,审议法国和日本等国提出的减少全球船队温室气体排放建议。随着IMO碳减排措施制定工作逐渐提上日程,如何将到2050年温室气体减排50%的目标落实到实际操作层面显得尤为重要。

 

  航运业的低碳化之路

 

  去年4月,IMO推出了航运业温室气体减排初步战略,提出到2050年航运业温室气体排放相比2008年至少降低50%,这也是全球航运业首个关于温室气体减排的战略。

 

  据克拉克森数据,2019年全球船队的燃油消耗量预计为2.65亿吨,碳排放量预计为8.19亿吨,接近于德国一年的碳排放量。但值得注意的是,航运业碳排放量在去年仅占全球碳排放量的2%。同时,2019年全球海运周转量约为60万亿吨海里,而航运碳排放强度约为14吨/百万吨公里。相较于其他运输方式(铁路运输:160-190吨/百万吨公里;公路运输:128-190吨/百万吨公里;空运:700-2900吨/百万吨公里),航运业的“碳效率”最佳。不过考虑到海运在国际贸易运输中的占比高达85%,实现减排目标对航运业来说仍然存在非常大的挑战。

 

  

 

  一个有意思的现象在于,2008年,全球船队的碳排放总量约为10亿吨,而在2018年,碳排放总量下降了19%。尽管在此期间全球贸易增长37%,船队运力扩张74%,但得益于环保船型的发展和平均船速的下降(与2008年碳排放基准年相比,全球船队船速下降16%),碳排放总量在十年间产生了明显的下降。

 

  假设全球海运贸易增速、平均船速和船队燃料结构在2020年后不发生改变,那么到2050年,航运业碳排放量预计将比2050目标值高出三倍。需要通过减缓海运贸易量(吨海里)增长、限制航速、改善船舶燃料结构来实现目标。

 

  对于航运业来说,完全停止使用船舶基本可以说是一件不可能的事,想要减少船舶的排放污染便只能从船舶的动力来源入手——选用清洁的新能源或新技术取代传统的化石燃料动力。因此,气候变化因素必将推动全球能源供应向低碳或零碳转型。近年来,航运业在“低碳”发展方面的努力有目共睹。船舶设计建造、营运管理、替代燃料和新能源技术等方面,研发出了多种减碳措施,例如船舶大型化、标准化;降低船舶航速;船体减阻技术/装置/船型,包括低阻力船型优化设计等;船舶动力系统节能减排技术/装置,包括节能高效推进系统等;船舶电力系统节能技术,包括智能电站配套技术等。

 

  对于航运业未来发展,大连海事大学副研究员、IMO海上环境保护委员会中国代表团技术咨询专家张爽表示:“世界经济格局和增长方式的转变正将航运业推向一场深度变革,‘去碳化’仅是这一进程的特征之一,伴随而来的还有数字化、智能化和绿色化等。未来船舶很可能是向自主航行、不需压载、无污着生物、无污染物排放并综合应用多种碳中性燃料和可再生能源方向发展,从设计理念、应用技术到外形外观都与传统船舶有显著差别。从这样的维度看,零碳排放将是航运业发展的必然趋势。”

 

  

  IMO表示减速航行“一刀切”不可行

 

  此次在伦敦召开的会议上,船舶减速航行作为其中一种可行的减排方案也成为了业界争论的热门话题。但IMO已经决定放弃强制性的限速航行法规提案,转而选择了设定目标的方式、将其作为短期内减少碳排放量的最佳方法。

 

  据悉,法国提出了一项针对油船和散货船的限速计划,旨在到2025年将此类船舶航行速度从目前平均水平的13节将至12节,这可以将燃料消耗降低18%。专家们认为,所谓的“减速航行”可以减少排放量,但这也意味着船舶不得不在海上航行更久,因而会增加成本。

 

  大宗商品贸易商托克公司(Trafigura)表示,法国提出的措施是“易于摘取的果实”,可以在更彻底的减排新技术普及之前使用,“如果你想在未来5到8年显著减少二氧化碳排放量,那么减速航行是当前的主要解决方案。”不过,托克公司也指出,需要出台“可强制执行的处罚”,以确保行业合规。

 

  航运公司基本上赞成限制航速。比利时油船船队Euronav的投资者关系主管Brian Gallagher称:“这会减少运力,所以需要更多的船。”丹麦马士基集团也支持在动力上加以限制,认为“锁定动力而非限速才可以达到IMO设定的减少碳排放目标。”

 

  

 

  欧洲运输环境联合会代表FaigAbbasov也表示,这是“一石四鸟”的方式,此外,降低航速还可以节省船东的燃料费用。

 

  不过,参加会议的英国航运协会(UK Chamber of Shipping)称,IMO代表已经明确表示,绝对没有必要制定限速规定,相反,设定目标是在短期内减少排放的最佳方式。

 

  英国航运协会表示:“IMO得出结论,基于目标的强制性方法将为整个行业的持续创新提供所需的灵活性和鼓励,将是减少排放的最佳方法”,“根据业界的建议,有两种方法得到认可:技术方法和操作方法。各方同意将进一步完善这两种方法,并将在明年伦敦举行的下次会议上制定实施和执行办法。

 

  此前,英国航运协会已经明确反对了限速航行的观点。英国航运协会(UK Chamber of Shipping)认为,提高能源效率不存在“一刀切”的办法,鼓励创新才应该是重点。一些业内人士也指出,对于碳密集型和能效更高的船舶实行单一的速度限制是不公平的。

 

  除了减速航行以外,IMO的代表们也听取了日本和挪威提出的其他建议,这些建议将允许企业决定如何通过使用更清洁的燃料或更高效率的船舶来达到能效目标。

 

  此外,将船舶设计得更具流线型或利用风电推进等措施,也能减少排放量。但这些基本上是临时解决方案。分析人士认为,只有使用氢和氨等零排放燃料,IMO的目标才有望实现,尽管这些燃料至少还需要10年才能投入商用。

 

  “夸下海口”背后的减排途经

 

  此前,航运业巨头马士基航运宣布,计划到2050年实现净零碳排放(net Zero CO2 emission)目标。此言一出,在业界引发争议。国际海事组织(IMO)、经济合作与发展组织(OECD)和欧盟委员会对此给予好评,其他航运企业却发表了不同看法。有业内人士表示,碳减排是航运业的未来趋势,IMO、欧盟等组织均对航运业实施碳减排进行了具体路线安排,马士基航运的计划显然大大超出了IMO到2050年航运业碳排放相较2008年下降50%的要求,其可能性有多大,很大程度上取决于未来技术的发展。

 

  按照马士基航运的说法,截至目前,马士基航运的碳排放量已经比2007年减少了46%,比行业平均水平多减排9%。而要在2050年实现零碳排放,碳中和集装箱船舶(carbon neutral vessels)必须在2030年前具备商业可行性。

 

  对于马士基航运的激进提法,地中海航运发言人表示:“IMO的战略目标是经过各国代表、科学家、非政府组织以及相关行业代表共同审议的结果。要对这一目标提出任何修改建议,最合适的场合是联合国的论坛。”另一家行业巨头赫伯罗特的表态更为直接:“无法承诺那么遥远的事。”东方海外也认为,能否实现这个目标,得看技术发展。

 

  船舶的碳排放来源于燃料装置(包括主机、辅机及锅炉)燃烧的燃料,其中主要来源于主机所燃烧的燃料,辅机以及锅炉产生的碳排放量较小且与外界工况变化关系不大。主机所排放的碳受到主机类型、燃料类型、船舶航速、吃水及环境等因素的较大影响。

 

  业内人士介绍说,IMO将实施船舶能效设计指数(EEDI)标准作为碳减排的重要措施,这是一种在设计时充分考虑各种因素对船舶能效影响的措施,这一指数越低,船舶越节能环保。为此,船舶在设计时就应充分优化船体型线以降低船舶阻力,从而降低燃料消耗;对船舶上层建筑采用流线型设计或狭长布置等,以减少上层建筑的阻力;优化螺旋桨设计,如使用低转速螺旋桨、同轴反向螺旋桨技术等;改进推进系统,提高主机效率,如采用高压喷射技术或采用双燃料主机等;回收废气余热,即对主机运行过程中产生废气带走的30%热能进行再利用等。该业内人士表示,目前,全球新造船基本能达到EEDI基数,但要满足未来EEDI再继续下降的要求,业界还需采取更多措施,如进一步优化船型、开发新能源船型、开发少压载水船型、采用螺旋桨节能技术、采用节能涂层等。

 

  降低船舶碳排放的营运措施则包括减小船体的粗糙度、加强日常管理维护、采用经济航速等。据粗略估算,每年因船体粗糙度增加的额外燃料消耗为30%左右,因此,定期进船坞对船壳进行修复是提升燃料效率、降低碳排放的必要之举。加强对船舶的管理,使推进装置等处于最佳工作状态,也可有效降低碳排放。此外,降低航速也能明显降低碳排放。一般而言,航速降低4%,碳排放能降低13%,因此,船东有必要选择经济航速航行来降低船舶碳排放。

 

  然而,仅依靠这些措施还很难实现船舶的零碳排放。就像马士基航运负责人说的那样:“目前基于化石燃料技术实现的效率提升只能将碳排放量保持在当前水平,并不会显著减少或消除碳排放。”

 

  只有使用新型能源才是大幅降低船舶碳排放的最有效途径,如采用风力、太阳能、氢能、电力、液化天然气(LNG)、甲烷等。马士基航运也认为远离当今基于化石燃料的技术是船舶零碳排放的关键,其唯一可能的途径是船舶完全转变为使用新型碳中和燃料及供应链。但目前来看,电力驱动的船舶还不能航行太远,但可能是近洋航线的一个很好的选择;风力船舶已经在日本、中国等国家建成,第一艘运用氢能源的零污染商用客船也已开始运营,但均存在船型与距离等方面的限制。马士基航运负责人表示:“接下来的5~10年至关重要,我们将投入大量资源用于创新船舶技术,以提高脱碳解决方案在技术和财务方面的可行性。在过去4年中,我们每年投资约10亿美元,聘请50余名工程师开发及部署节能减排方案,而未来,我们需要集结全行业的力量。”

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去碳化 
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