长途航运是如何应对气候危机的？

2021年9月9日 in去碳化,更新,趋势作者：Andrew Craston

如果全球航运业是一个国家，它将是世界第六大_二氧化碳排放国，排在德国之前。作为一个国际行业，航运业不在2015年巴黎气候变化协议的范围内，该协议侧重于单个国家的关键排放责任。但随着前所未有的热浪、森林火灾和洪水提高了全球对气候变化的认识，航运业正开始弥补失去的时间。

他们的反应有多大意义？而马士基最近宣布投资超过14亿美元购买8艘可使用甲醇或燃油的后巴拿马型集装箱船，是否只是传说中的沧海一粟？让我们仔细看看航运业是如何应对气候危机的。

集装箱船SKAGEN MAERSK的照片，由船舶观测员MaxCastaneda拍摄。

_二氧化碳和黑碳

全球航运业约占全球二氧化碳排放量的3.1%。但这一数字不包括黑碳排放，即烟尘和未燃烧的碳氢化合物，它们通过吸收太阳光和相关热量而不是从冰面上反射，也会导致全球变暖。随着北极地区升温的速度远远超过全球平均水平，清洁北极联盟最近呼吁削减航运业的黑碳。"清洁北极联盟首席顾问Sian Prior说："航运业五分之一的气候强迫性排放来自黑碳，五分之四来自二氧化碳。

更严格的法规

国际海事组织（IMO）的目标是到2050年，相对于2008年的水平，至少减少50%的排放。2021年8月，欧盟委员会提议从2023年起逐步将航运业纳入欧盟排放交易计划（ETS），在三年内逐步实施。届时，船东必须在其船只造成污染时购买ETS许可证，否则可能面临欧盟内港口的禁止。这不仅会影响到在欧盟内航行的船只，也会涵盖在欧盟内起止的国际航行的一半排放量。国际航运界的反应并不完全是热烈的。

英吉利海峡的船舶交通，彩色图谱显示每个像素的船舶数量（"船舶热度"），在英国。 FleetMon Explorer

可能的去碳化路线

减少航运业的碳足迹有哪些可能性？船级社ABS在2020年发表的一份报告预见了三种潜在的燃料途径，以实现国际海事组织的脱碳目标。

1）轻质气体，如液化天然气（LNG）和合成天然气（SNG）。
2）重气体和酒精燃料，如液化石油气（LPG）、甲醇和氨气
3）生物/合成燃料，例如由生物质制成的燃料

低碳和零碳燃料的体积能量含量低，如甲醇、氨或氢气，很可能需要重新设计船只。较新的发电系统，如混合柴油-电力或燃料电池，有可能大大减少排放。然而，向低碳和零碳燃料的过渡可能会在中期内增加船舶的资本支出和运营支出，直到所需的基础设施到位并具有成本效益。ABS研究的结论是，如果航运业继续按照目前的路线发展，将无法达到IMO的50%减排目标。需要一个更激进的方案。

舱内燃料的替代品

虽然电力驱动的船只在短途航运中是可行的，但其他清洁燃料的解决方案在长途运输中是需要的。正在进行的关于哪种燃料具有最大潜力的辩论既激烈又不可能在近期内得出结论。世界范围内的液化天然气加注设施网络正在增长。绿氨被许多人看作是未来的绿色燃料。氢气被越来越多的航运组织视为首选，如中国海事局，它正在编制第一套全国性的氢气燃料技术规则，以及德国的能源供应商Uniper，它最近放弃了在威廉港建造液化天然气进口码头的计划，而选择了氢气。风力发电是最古老的推进技术之一，也可能会卷土重来，例如，SGS公司的FastRig具有可伸缩的钢和铝帆。所提供的清洁燃料种类繁多，这本身就是一个问题。

"这些燃料的真正挑战是，整个行业很难决定一种口味，"智能绿色航运公司的首席执行官戴安-吉尔平说。"由于庞大的基础设施，它不可能发生得足够快......而且我认为，就排放而言，这是一个真正的担忧，因为它们仍在上升。"

基础设施挑战

目前，在长途航运中实施替代动力源的一个障碍是缺乏燃料供应设施。这有点像电动汽车的情况，要想在电动汽车的普及上取得任何突破，都需要有全国性的充电站网络。包括马士基在内的海运业领导者采取的一项举措是，在新加坡港启动绿色氨气船对船加油的可行性研究。马士基副总裁兼脱碳主管Morten Bo Christiansen说："与甲醇一样，我们认为绿氨是未来的一种重要燃料"。"但是，为了让绿色氨在未来为我们的船舶提供燃料，我们有供应、基础设施和安全方面的挑战需要解决，特别是在涉及加油作业时。"丹麦催化剂公司Haldor Topsoe的一份报告说，传统生产的氨已经在全球120个港口储存和处理。该报告总结说，它可以很容易地用于绿色氨。

不幸的是，基础设施问题就像鸡和蛋的难题：如果没有足够的替代燃料船舶为全球网络创造足够的需求，基础设施供应商为什么要投资？如果没有基础设施，航运公司是否会冒险投资此类船舶？

马士基和甲醇

马士基在2021年8月宣布购买甲醇船的消息，成为头条新闻。这家集装箱航运的市场领导者声称，这8艘新的16000集装箱船从2024年起取代旧的化石燃料动力船时，每年将节省超过100万吨的碳排放。正如马士基首席执行官Soren Skou所说，"如果我们要解决航运业的气候挑战，现在就应该采取行动"。他是对的，这次购买是朝着正确方向迈出的一步。

但从总体上看，它的意义有多大？TFIE战略公司的首席战略家迈克尔-巴纳德（Michael Barnard）的看法很关键。他指出，马士基经营着700多艘船，因此这8艘以甲醇为动力的船加起来约占船队的1%。作为一种燃料，甲醇不一定干净。生产一吨甲醇会排放大约一吨的_二氧化碳。目前，其中0%被碳捕获。燃烧一吨甲醇，又会排放0.6吨的_二氧化碳。马士基的新闻稿谈到了 "碳中性甲醇"。只有在八艘船上安装了烟道碳捕获设备，并确保在甲醇生产过程中产生的_二氧化碳被封存，这才是真的。

增加的运行成本

另一个重要的考虑因素是，以甲醇为动力的船只的运行成本会大大增加。由于甲醇的能量密度比燃油低得多，其船上空间和重量要求也高得多。根据巴纳德的计算，以甲醇为动力的海上旅行的成本将是传统燃料的四倍。巴纳德说，如果燃烧最便宜的船用燃料，燃料成本目前占运营成本的50-60％。从天然气中提取的甲醇在没有碳捕获的情况下约为80%，在有碳捕获的情况下约为90%，而绿色甲醇则远远超过90%。由于绿色甲醇的附加费用，人们不禁要问，这些双燃料集装箱船将主要使用哪种燃料。