多维视角下的航运减排当下与未来

中国船级社《航运低碳发展展望2021》编写组

低碳减排已成为人类社会面临的共同挑战。碳达峰、碳中和是广泛而深刻的经济社会系统性变革。航运业作为世界贸易的领头羊和服务全球贸易发展的基础力量，也将不可避免地融入到这场变革中。航运绿色低碳发展事关各相关方的共同利益，也关系行业发展的未来。我们必须立足当下，着眼未来，准确识变，科学应变，主动求变，推动航运减排不断取得新成效。CCS组织专家团队，在对温室气体减排政策走向和减排技术路径综合研判的基础上，对未来低碳航运的发展趋势做出展望。

一、风云激荡：减排方向的确定性与目标和路径的不确定性交织相伴

如前所述，国际海事组织、各国及区域性组织、海事领域其它行业和政府间组织，对于航运减碳的时间表和路线图尚未达成完全一致，但航运业需要加速实现碳减排的方向已经非常确定，而且时间表可能比原计划提前，减排强度也会更高。而在温室气体减排的路径方面，技术手段从船舶能效提升转向清洁替代燃料的方向也已经基本确定。

尽管在减排方向上基本达成一致，但各方在国际航运减排目标和路径方面的观点不尽相同甚至存在较大分歧，这就决定了在航运业通向净零排放的道路上将充满不确定性。

在政策法规制定层面，国际航运领域的不确定性主要表现在最终实现全球航运净零排放的时间表及各阶段的减排目标、船舶燃料全生命周期温室气体排放评估方法等方面，而且其中的部分政策法规对不同种类清洁燃料的应用前景有重大影响；相对而言，中国的国内航运领域二氧化碳减排的时间表和实施路径将会清晰而确定。

在市场机制层面，不确定性主要表现在全球性和地区性碳排放控制市场机制的覆盖范围和价格方面、实施以碳税为主导还是以碳交易为主导的市场机制方面、碳税或碳交易的价格及收取资金的分配和使用方式方面，各相关方目前还未能达成一致，或将会有较长时间的争论甚至博弈，从而给航运业相关方的经济性测算和收益预测带来较大不确定性，进而影响整个航运业脱碳进程和技术路线的选择。

在技术路径选择层面，不确定性主要表现为在可供选择的脱碳技术路径中，航运业完全可控的部分仅限于船舶端的能效提升技术、碳捕捉和储存技术。单纯依靠能效提升技术不能达成净零排放的目标，而排放端的碳捕捉和储存技术则因为其技术不成熟、实施成本高、小型化困难、船上操作复杂、岸基接收困难等应用障碍短期内难以解决，因此不能作为现阶段航运业通向净零排放的首选技术路径。船舶端技术路径的不确定性也在于碳捕捉和储存技术的未来发展，如果能够实现成本可控的船舶端应用，则将对船舶脱碳技术路径和船舶燃料端的相关产业有重大影响。相比较而言，燃料端的脱碳技术路径清晰而明确，但其不确定性在于航运业无法决定化工和能源领域绿色燃料的制备工艺和生产供应布局，从而使得替代燃料的供应和技术路径的选择陷入“蛋-鸡之问”的困扰。

在航运业实现净零排放的道路上，政策法规、市场机制、技术路径将相互影响、相互促进，其中政策法规无疑是最有决定性的因素。我们提请业界的各利益相关方密切关注政策法规制定的动向，并积极贡献观点和解决方案，使得最终制定的政策法规最大限度顾及不同国家、地区和各相关方的实际情况和利益，使减排目标和配套措施既有雄心，又可持续。

二、重装出发：零碳清洁燃料将在2030年前后实现商业化应用

我们的研究分析显示，2030年对于航运业温室气体减排而言可能是一个重要的时间节点。主要基于以下三个判断：

1、众多地区性和行业组织倡议的实现航运业净零排放的时间点均指向2050年，按照船舶平均营运寿命20年计算，2030年前后，零碳清洁燃料需要在新建船舶上实现商业化应用。

2、清洁船用燃料，尤其是电制低碳或零碳燃料实现规模化和可持续供应的时间点将在2030年前后；

3、清洁替代燃料船舶应用技术成熟并全面实现规模化和工程化应用的时间点也将在2030年前后。

因此，我们认为，2030年既是航运领域实现规模化零碳运营的起始点，也将是航运业加速脱碳的起始点。可以预期，届时将有新的法规类强制性政策和碳交易、碳税等市场性政策配合，加速国际航运业温室气体减排进程。

三、负重前行：低碳和零碳燃料应用过程中的挑战不容忽视

实现清洁燃料在航运业规模化应用的最大挑战，来自燃料的可获得性。尽管部分替代燃料（如甲醇、氨等）作为化工产品的规模化生产和储运、分销已经非常成熟，但航运减碳政策中对全生命周期碳强度的关注，需要供应采用绿色制备工艺生产的清洁燃料。与国际航运业所需的亿吨级的燃料消耗量相比，目前绿色制备工艺生产的电制燃料仍在百万吨级的规模，远不能满足需求；而生物质绿色燃料的规划产量，相较于航运业的需求，更是杯水车薪。低碳和零碳燃料的可获得性和可持续性，是规模化应用和实现减碳目标的瓶颈问题。

在船舶端，现阶段可供航运业选择的低碳和零碳替代燃料主要有LNG、甲醇、氨、氢等四种，与常规燃油相比，替代燃料多数具有更易燃爆、生物毒性、材料兼容性有特殊要求等特点，部分燃料还需要低温甚至极低温度围护系统储存，这些都对燃料的安全加注、储存、使用等构成挑战。

在船舶经营端，航运公司除需要应对燃料的供应和使用等中观和微观层面的经营性和技术性问题以外，还要面对在全球经济和社会实现脱碳的进程中和实现碳中和以后，国际间和各国国内水运的货物种类、物流方向、运输总量会发生何种变化等战略性问题。航运业在进行中远期发展规划时，宏观视角有助于减少决策性和方向性风险。

四、场景为王：不同的航运领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、经济性、可获得性等方面的显著差异，决定了其最佳应用场景将有较大不同，不存在赢者通吃的单一解决方案。

对于远洋和近海航运而言，燃料的可获得性、体积能量密度和燃料储存条件将是最重要的考量因素。近期可选方案主要有LNG、甲醇、氨等燃料，在氢的高能量密度储存问题解决后，中远期氢燃料将成为具有竞争力的方案之一。

对于近岸和内河航运而言，燃料的储存和补给等相对容易实现，因此基于零碳燃料的动力方案选项会更加易于实施。现阶段国内船舶围绕LNG、甲醇、电池动力、氢、氨等其他清洁能源的应用开展了不同程度的研究和实践，但尚未就船舶能源的低碳发展形成明确路径。相比较而言，现阶段的电池动力，尤其是可换电的电池动力方案，以及近中期可能形成技术突破的燃料电池方案，将会是比较有竞争力的零碳航运方案选项之一。

五、持续驱动：脱碳过程中经济性因素的考量不可或缺

低碳和零碳清洁燃料相较于常规化石燃料而言，其理化特性特殊、制备工艺特殊复杂，其生产端和应用端的成本都将显著高于化石燃料。目前其生产规模和使用经济性远低于常规燃油，并且预计将持续较长一段时间。

在船舶应用端，清洁替代燃料的体积能量密度均明显偏低，在相同续航力的情景下，加大的燃料舱将占据一部分载货空间，进而对载货重量和运营经济性有不可忽略的影响。据模型测算，载重吨为85,000吨的巴拿马型散货船因使用氨燃料导致的货舱容积损失约为10%，载货重量损失大约为10,000吨，对船舶运营收益有不可忽略的影响。在这方面，远洋中小尺度船舶的替代燃料舱布置更具挑战性。实际上,燃料舱的布置对于船舶设计和建造是最具有挑战性的技术问题之一。

在燃料生产端，绿氢是生产其它清洁燃料的主要原料，但仅能通过可再生能源生产的电力电解水来制备，其制备成本高企、规模受限，因此绿色替代燃料的生产规模普遍较小，成本较高。清洁燃料的价格和船舶运营方对燃料成本接受程度将成为航运脱碳的主要影响因素之一。

不论是在燃料成本还是运营收益方面，低碳和零碳燃料的应用都可能对航运业的盈利能力造成负面影响，单纯依靠航运企业的社会责任感和法规等强制性政策驱动，脱碳进程将很难持续。因此，政策法规的制定方、替代燃料的供应方、船舶和设备的制造方、船舶运营方等，均需要将经济性方面的可持续性作为选择航运脱碳路径过程中的重要考量因素。

六、携手同心：各相关方协同联动才是实现航运减排目标的正确路径

航运业要实现减排目标，涉及到上游燃料生产和供应，中游船舶和设备制造、下游船舶运营的全产业链诸多环节，其中关键性环节就包括：IMO和国际地区层面减排法规政策的制定者、负责绿色燃料生产的化工或能源企业、负责燃料储运和加注的燃料供应企业、负责动力装置等关键设备供应的船用设备生产企业、船舶设计和建造方、提供配套设施和加注能力的港口、提供风险管理和安全技术标准的船级社、执行运营安全监管的海事主管机关等，缺少其中任何一个环节，清洁燃料的应用就不可实现或不可持续。这就需要整个产业链上的各相关方打破“蛋-鸡之问”的困扰，早日解决低碳和零碳燃料规模化应用过程中的诸多瓶颈和障碍。更需要各个国家和地区秉承“命运共同体”的理念，以坚定、积极、互信的姿态同心协力，在政策法规制定、市场机制构建等方面协调立场，明确目标和路径，为实现航运业温室气体净零排放的宏大目标和美好愿景携手前行。