航运业实现脱碳的3项举措

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  • 只有整个价值链实现脱碳,航运业才能实现脱碳。

  • 量化不同脱碳路径的成本,是作出更佳投资决策的必要条件。

  • 对于新造和改装船舶的发动机及船载系统,技术和投资的灵活性将是优先事项。

航运业必须与《巴黎协定》的温控目标保持一致,并在2050年前完全使用净零排放能源。由行业牵头的行动呼吁的200多名签署方坚信,到2050年,海事供应链实现紧迫且公平的脱碳既可行又必要。私营部门正引领变革,并采取切实行动,力争到2030年使零排放船舶和燃料成为默认选择。现在亟需政府采取果断行动,并建立有利的政策框架,以实现我们对2030年和2050年的目标。

航运业在从化石燃料转向零排放燃料的过程中,面临着风险和不确定性。零排放联盟已确定作出更明智投资决策的三个关键因素:跟踪氢能经济的发展;将运营总成本纳入考量;以及投资于选择余地和灵活性。

制定脱碳战略是航运业每位利益相关方的当务之急;现在就要规划行动,并在近期付诸实施。作出此类决策的关键是掌握充分信息。

Stamatis Bourboulis

1)跟踪氢能经济的发展

航运业正在探索未来哪些零排放燃料能够规模化应用,业界普遍认为,氢基燃料在中长期将发挥关键作用,实现零碳或净零碳排放。

  • 氢的能量密度较低,无法用作远洋航运燃料,但它可以成为海事行业实现全面脱碳的灵活路径之一,因为氢是零排放氨和甲醇的原料,而氨和甲醇是推动本世纪中叶实现零排放转型的主要候选燃料。氢还可用于生产甲烷等其他合成烃类。

  • 全球约需5亿至8亿吨零排放氢,以在本世纪中叶前生产绿氨或蓝氨及甲醇。这一需求是当前的4至6倍。虽然其中70%将由直接电力满足,但氢及其衍生物将占全球最终能源需求的15%至20%。

  • 目前,全球约95%的氢来自化石燃料。在近期至中期,成本最低的绿氢将来自智利等太阳能发电成本低廉的国家。绿氢通过电解水制取,所用电力来自风能和太阳能等可再生能源(见下图1)。

  • 供应链成本会因氢的运输形式而异,氢可以通过管道、卡车或船舶运输。海运氢需要将其转化为氨等能量密度更高的载体,同时必须将效率损失纳入考量。氢的最佳运输方式取决于距离、地形和最终用途,不存在适用于所有情况的通用方案。

图1:长期来看,电解制取的绿氢可能成为成本最低的清洁生产路径。在条件有利的地区,绿氢在2020年代可能具备与蓝氢竞争的能力。来源:能源转型委员会(2021年)。

2)考量运营总成本

运营总成本(TCO)是资产的购买价格,加上其整个生命周期内运营、使用和处置相关的成本。计算TCO的最佳工具是技术经济模型。这类模型是对现实的简化描述,旨在辅助决策,并最终支持投资。

  • 计算TCO时,可使用建模作为工具。建模中的输入、输出、假设和敏感性分析旨在降低不确定性,以识别关键驱动因素并检验假设。

  • 模型结果有助于加快转型路径决策,为研究、开发和部署(RD&D)投资提供依据,并支持有助于扩大解决方案规模的试点项目。

  • 随着可再生能源成本下降,零排放燃料的生产成本也会降低,其竞争力将随时间推移而提升。劳氏船级社和UMAS的研究显示,预计使用重质燃料油(HFO)和低硫燃料油(LFSO)的船舶,其TCO将会上升。

  • 政策和法规将在克服可规模化零排放燃料的高成本方面发挥重要作用;而未来航运燃料所需的预计1.4万亿至1.9万亿美元投资中,87%将用于岸上。

这就是为什么航运脱碳是应对气候变化的关键
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3)理解选择余地与灵活性

为降低与燃料相关不确定性带来的业务风险,投资于燃料灵活型解决方案至关重要。近期,双燃料二冲程发动机可以满足新船设计和改装的需求。

  • 由于未来不会只有一种燃料,双燃料发动机、船载燃料储存方案的选择余地、技术灵活性以及适于改装的设计,都是成功实现转型的关键因素。

  • 落实首批订单并使供需相匹配,是加快新一代发动机商业化和部署的关键驱动力。近期一项研究由海事咨询服务大学(UMAS)和零排放联盟开展。研究指出,到2046年,改装船舶数量将达到约35,000艘,接近全球船队的一半(见下图2)。

图2:改用零排放燃料的新造船和改装船舶数量。来源:UMAS和零排放联盟(2021年)。航运脱碳
  • 改装使转型路径保有灵活性成为可能。事实上,改装可以让船舶满足全球标准,并适应燃料供应情况。

  • 由于不同燃料的能量密度存在差异,设计阶段必须考虑加注燃料、船载系统和储存需求。无论是新造船还是改装船,情况都一样。氨、甲醇和甲烷可作为远洋航运燃料,而压缩氢和液氢则不适用(见下图3)。

  • 为加快改装进程,需要就改装准备情况形成共同认识,并让价值链各环节的利益相关方参与其中,包括船东、船厂和航运银行。

图3:氨、甲醇和甲烷可用作远洋航运燃料,而压缩氢和液氢则不适用。

零排放联盟将在2022年继续探索零排放燃料的选择空间,包括深入研究燃料选择路径,并前瞻性分析新造船和改装船方案,从现有的各种船舶配置出发。这项持续开展的工作的目标,是让船东和融资方通过考量可能的零排放航运路径,加快零排放投资;从现在起,所有投资决策都必须纳入这些路径的考量。

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