研发零排放船舶技术迫在眉睫—— 访ICCT海运项目研究员冒晓立

本刊记者 薛龙玉

LNG用作船舶燃料是否能有效减少温室气体排放？限制航速是否有助于船舶二氧化碳减排？这两个问题无疑是航运业去碳化过程中引发关注和讨论最多的话题之一。近期，国际清洁交通委员会（ICCT）发布了关于船用LNG燃料的环境影响及航速限制的减排作用的研究报告。针对两份报告中得出的重要结论及航运业碳减排方面的其他问题，本刊记者采访了参与撰写报告的专家——ICCT海运项目研究员冒晓立女士。冒晓立女士目前主要从事基于AIS数据的船舶航迹、能耗、排放等模型的建立和数据分析，开展船舶污染控制、船舶能效提高和零排放船舶方面的政策研究。

记者：您认为航运业去碳化面临着哪些主要挑战？

冒晓立：我认为船舶去碳化面临的挑战之一，是政府部门乃至公众的认知度不够。ICCT于2017年发布的一份报告显示，2015年，航运业释放了全球超过2%的温室气体排放总量。这个数字看起来很小，但如果把航运业看作一个经济体，其全球温室气体排放排名会在第六位，仅次于日本，且高于德国。而且按照现有的国际贸易的发展速度，这一比例会在未来三十年内翻番甚至更多。即便如此，航运业却并没有被纳入《巴黎气候协定》的减排体系当中。另一大挑战我认为是航运业内部的博弈。虽然国际海事组织已经主动给航运业设置了温室气体减排目标，但是航运业内部（不同成员国、不同产业部门）对于如何达到这一初设目标、甚至该目标力度是否足够，并没有达成完全一致的意见。最后，减排技术如何降低成本、投入大规模使用也是一项挑战。如果相关国际政策法规不到位，技术的发展将受到制约。所以我们必须尽快讨论并制定政策去支持零排放船舶的发展，而这需要国际组织、相关国家和地方政府的共同努力。

记者： 近期您参与撰写的ICCT报告称，与使用常规的船用轻柴油相比，LNG实际上可能会增加航运业的气候足迹。请问这个结论是如何得出的？

冒晓立：我们研究并比较了国际货运船和远洋邮轮的发动机在使用LNG和传统船用油（残渣油、船用轻柴油）时温室气体的生命周期排放。我们发现，使用LNG并不会改善船运业的气候变化影响，主要的问题就在于“甲烷逃逸”。 “甲烷逃逸”指的是使用LNG的发动机尾气中有未经燃烧的甲烷蒸发到大气中的情况。而甲烷的温室效应比二氧化碳要高出很多。虽然“甲烷逃逸”程度因发动机而异，但目前最广泛使用的双燃料发动机（低压直喷，四冲程中速发动机）也是“甲烷逃逸”程度最严重的。即便是“甲烷逃逸”程度最低的发动机（高压直喷，二冲程低速发动机），加上已然不高的上游过程中（开采、生产和运输）的排放，整个生命周期温室气体排放还是要高于使用传统的船用油，更不用说越来越多的证据表明上游过程中的排放要高于我们的预期。基于这些发现，我们得出了“LNG可能会增加船运业的碳足迹”这样的结论。

记者：ICCT对于目前采用LNG动力的船舶有什么建议？

冒晓立：针对已使用LNG作为动力的船舶，如果使用的是双燃料发动机，那么船舶大可以使用传统船用油，最好是船用轻柴油。

对于使用LNG作为单一燃料的船舶，那么最好做好准备应对未来甲烷被纳入船舶尾气排放标准中来。可能的应对措施包括可以控制尾气排放中甲烷含量的后处理设备。对于“甲烷逃逸”程度低的双燃料发动机，如果一定要使用LNG，那么我们建议选择上游过程排放低的LNG来源（我们报告的附录里有提供详细信息，但请注意实际排放可能高于附录里的数据）。另外，理论上来说这些船舶可以使用生物LNG或者由可再生能源合成的LNG，但它们不光价格昂贵且产量十分有限。在这份报告中我们也对这一类LNG进行了讨论。最后，这些船只也可以通过安装一些减少燃料消耗的装置，比如风力助航、船体空气润滑系统，来达到减少温室气体排放的目的。

记者：近期有检测公司称低硫油中含有大量杂质和水分，ICCT认为这将产生什么影响？

冒晓立：我不具体掌握您所提到的情况，所以很难给您一个准确的答复。但鉴于国际海事组织的全球限硫令刚实施不久，可以预见的是不同供应商生产的0.5%低硫油的品质会存在差异。整个行业也在随时观察可能带来的一些潜在问题。比如最近我们正在关注的一个问题是，在一些0.5%低硫油样品中发现芳香烃物质导致碳黑排放异常的情况。使用风力助航系统、氢燃料电池甚至电池就能避免遇到类似的问题，但是由于缺乏政策导向，对于这些技术的投资仍然有限。

记者：目前航运业正在积极寻找低碳替代燃料，请问您认为哪些燃料有可能成为可行的零碳燃料呢？

冒晓立：我想先厘清两个概念，那就是零排放燃料和零碳燃料。比如液氨，它属于零碳燃料，但是如果在内燃机里使用它仍会排放N2O这种温室气体，而它的温室效应远远大于CO2和甲烷。我们的目标，是寻求生命周期零（近零）排放的燃料。从生命周期排放的角度来看，很少有燃料能真正称得上是零排放。最接近这一标准的燃料来源于可再生能源。我们认为可能的选项是使用液氢或液氨的燃料电池、锂电池和某些生物质燃料（在这一大类下面，很多都远不是零排放）。我们目前正在开展一项关于生物质燃料作为船用油的研究，估计会在上半年发布相关报告。当然，使用风力作为动力也可以达到“零排放”。我们认为，任何提高船舶能效的措施都有助于船舶向零排放转型的过程。关于氢燃料电池在船舶领域的应用，我们最近发表的一项研究显示：只需要对船舶或航程进行很小的改动，中美之间的集装箱运输就可以用“零排放”的氢燃料电池动力船替代。目前氢燃料的产量有限、价格昂贵，是这种转变面临的主要挑战。当然，如果国际海事组织的政策能够鼓励低碳技术的发展和应用，这一转变将会来得更快一些。

记者：您和您的团队最新发布的ICCT报告还指出航速限制不是减少二氧化碳的可行方式，日本国土交通省官员认为该报告对日本的减排提案有误解，并称EEXI是IMO即将讨论的所有温室气体减排提案中最成熟并且最有可能取得进展的方案。对此，您怎么看？

冒晓立：实际上我们认为航速限制是减少二氧化碳排放的方式之一，我们只是觉得这份EEXI提案并不能达到限制航速的效果。EEXI其实是一套对于现役船只的技术能效标准（而非实际操作中的能效）。在目前的提案框架下，任何2022年以后投入使用的船舶将自动满足EEXI标准，因为它们已经需要满足EEDI标准。其他船舶则可以通过进行能效改造或者限制发动机功率的措施来满足EEXI标准。限制发动机功率相当于限制船舶的最大航行速度，但这并不意味着船舶会在实际操作中进一步减速，因为自2008年石油危机以来，航运业已经广泛并长期采纳了限制航速的应对措施。EEXI标准需要更加严格才能实质性得让船舶进一步减速，从而带来实质性的温室气体减排。

记者：ICCT在报告中呼吁IMO制定更加严格的2030减排目标，您认为应该从哪些方面着手，这会对航运业产生哪些影响，航运业应该如何积极采取措施应对和谋划？

冒晓立：从短期目标（2030）来讲，我们目前并没有明确的建议。实际上，按照目前的发展状况，即便什么都不做，我们估计船运业也有很大可能在2030达到IMO制定的在2008年基础上二氧化碳排放强度降低40%的目标。另一点可以肯定的是，由于贸易量的增长，排放强度的降低不见得会带来排放总量的降低。所以即便EEXI获得通过，到2030年航运业的温室气体排放还是可能会增长，这就意味着我们的目标应该更严格。随着减排目标越来越难通过现有化石燃料和发动机技术来实现，用不了多久，我们就需要迅速转向零排放船舶技术。要想在2050年达到IMO的初步温室气体减排目标，最晚在2030年就需要引进零排放船舶。近期，由航运业牵头成立的国际海事研发委员会提出，通过对传统船用油征收一定的费用（2美元/吨），再将这部分资金转投到零排放船舶的研发中来为转型做准备。我们是支持这项提议的。

记者：您认为成立国际海事研发基金对于促进航运业去碳化进程能起到什么作用呢？

冒晓立：国际海事研发委员会（该基金的运作主体）和国际海事研发基金目前还只是在提案阶段，需要在IMO通过后才能生效。我们是支持这项提案的，也为参与提议的航运业组织提供一些意见和建议。主要建议包括：提高碳价（对单位传统船用油征收的费用，是一种碳税），并将资金投入到零排放燃料、零排放船只的研发和示范项目中。

记者：欧盟议员提案将航运业纳入ETS体系，您认为这个方案怎么样？

冒晓立：航运业的零碳化需要国际组织、成员国和地方政府共同努力。欧盟提出的将航运业纳入ETS体系也是努力之一。我们也正在积极了解这方面的更多信息。目前来看，这项提议的覆盖面可能很广，碳价也比国际海事研发委员会提出的要更高，并附带额外的专门用于低碳技术研发的基金。初步看来这个方案将对航运业减排有重要影响。

记者：您认为中国海事相关企业在碳减排方面还应该做出哪些努力？

冒晓立：在2018年国际海事组织通过其初步温室气体减排协议时，中国代表团是第一个举手表示欢迎的。

在船舶减排技术方面，中国也走在前列。在2019年ICCT举办的零排放船舶技术研讨会上，来自上海海事大学的专家就对中国目前的氢燃料电池和锂电池技术在船舶领域的应用情况做了汇报。在政策支持层面，中国船级社在2012年就发布了《绿色船舶规范》并研究将其升级。在国际海事组织层面，中国代表团积极推动自愿性的《国家行动计划》，鼓励各国根据自身情况，因地制宜地制定温室气体减排策略。在这样的大背景下，我们认为中国的海事企业应当将碳减排这一挑战化作机遇，借鉴中国电动车市场“弯道超车”的经验，尽快研发可靠且经济的减排技术，挖掘有潜力的零碳燃料供应链，成为国际航运业减排的中坚力量。