海事行業(yè)的脫碳目標(biāo)具有多重性和復(fù)雜性。DNV與內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)公司MAN Energy Solutions的一項(xiàng)合作有助于實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，即研究如何對(duì)現(xiàn)有海上船隊(duì)開(kāi)展使用可持續(xù)燃料的雙燃料輪機(jī)改造。

為了使航運(yùn)業(yè)實(shí)現(xiàn)脫碳、以充分滿(mǎn)足《巴黎協(xié)議》將全球升溫限制在1.5℃以?xún)?nèi)的目標(biāo)，需要采取全生命周期方法，也稱(chēng)為“從油井到尾氣排放”視角。這促使海事行業(yè)以一種全面的方式評(píng)估航運(yùn)排放，并使船東擺脫“從油罐到尾氣”的方法，排放報(bào)告可以向上游延伸至燃料的生產(chǎn)。

“從油井到尾氣排放”視角提升了現(xiàn)有船隊(duì)的標(biāo)準(zhǔn)

雖然每年新交付的1500-2000艘二沖程船舶和750艘四沖程船舶采用了大量創(chuàng)新，但實(shí)現(xiàn)海上溫室氣體減排的最大挑戰(zhàn)來(lái)自現(xiàn)有商船隊(duì)，其中包括大約5.5萬(wàn)艘二沖程內(nèi)燃機(jī)船舶和約3萬(wàn)艘四沖程內(nèi)燃機(jī)船舶。

對(duì)現(xiàn)有船舶加以改造，使其能使用氨和甲醇等替代燃料，是海事行業(yè)實(shí)現(xiàn)預(yù)期減排的選擇之一。但改造之路充滿(mǎn)不確定性。

“除了提升能效和使用生物燃料，改造是幫助現(xiàn)有船隊(duì)實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)的另一選擇”，DNV業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Christos Chryssakis表示，“但目前沒(méi)有強(qiáng)制要求進(jìn)行改造，因此實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的未來(lái)時(shí)間表尚不明確。”

生物燃料供給有限，在海事行業(yè)無(wú)法大面積推廣

目前，減少現(xiàn)有船隊(duì)排放最直接的方法，是使用可持續(xù)生物燃料驅(qū)動(dòng)的單一燃料輪機(jī)。包括脂肪酸甲酯（FAME）和氫化植物油（HVO）在內(nèi)的部分生物燃料具備了“即用型”特性，這意味著它們可以與現(xiàn)有的化石燃料混合使用。這對(duì)于船東來(lái)說(shuō)是一種有吸引力的選擇，因?yàn)樗�提供了靈活的脫碳方式而無(wú)需大量的資本投資。

然而，生物燃料仍面臨著不少關(guān)鍵挑戰(zhàn)。盡管2022年是生物燃料消耗破紀(jì)錄的一年，但消耗量在海事能源結(jié)構(gòu)中所占的比例僅為0.1%。

“其他行業(yè)對(duì)生物燃料的需求很高，而供應(yīng)卻很有限”，Chryssakis指出，“這意味著海事行業(yè)可能很難獲得所需的生物燃料數(shù)量，并且價(jià)格會(huì)很高。因此，目前看來(lái)生物燃料不太可能成為實(shí)現(xiàn)整個(gè)海上船隊(duì)脫碳的靈丹妙藥。”

理論上，生物燃料是現(xiàn)有船舶實(shí)現(xiàn)碳中和的理想方式，但供應(yīng)數(shù)量不足。

改造船隊(duì)是長(zhǎng)期解決方案

由于目前生物燃料無(wú)法大面積推廣，把大型船舶改造為使用雙燃料輪機(jī)越來(lái)越被視為海事行業(yè)實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)的方法之一。把單一燃料發(fā)動(dòng)機(jī)改造為雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)后，船舶發(fā)動(dòng)機(jī)可以在常規(guī)燃料的引燃噴射下，使用第二種可持續(xù)燃料。雖然這種傳統(tǒng)燃料主要是傳統(tǒng)化石燃料，船舶也可以使用可持續(xù)生物燃料或合成燃料。

雙燃料改造已經(jīng)用于將能源運(yùn)輸船的輪機(jī)轉(zhuǎn)換為其運(yùn)載的燃料，最常見(jiàn)的是液化天然氣（LNG）和液化石油氣（LPG）。這樣通常可以減少約15-20%的碳排放，凸顯了這兩者作為過(guò)渡燃料的關(guān)鍵作用。然而，為了實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)，還需要對(duì)全壽命周期內(nèi)排放近零的燃料進(jìn)行雙燃料改造，例如綠氨、綠色甲醇和電化燃料。

大型船舶最適合改造

根據(jù)DNV和MAN ES的評(píng)估，二沖程輪機(jī)船舶的關(guān)鍵改造技術(shù)要求是電控輪機(jī)，缸徑在50厘米以上并于2015年1月1日后進(jìn)行海上試航。根據(jù)燃料類(lèi)型不同，包括燃料儲(chǔ)存和供應(yīng)系統(tǒng)在內(nèi)的改造成本為500萬(wàn)到1500萬(wàn)美元不等，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，控制在新造船成本的25%以?xún)?nèi)才有經(jīng)濟(jì)可行性。

通常一艘最低建造成本在5000萬(wàn)美元左右的新船才適合這類(lèi)改造。符合該標(biāo)準(zhǔn)的船舶包括5萬(wàn)載重噸以上的油船、16萬(wàn)載重噸以上的散貨船以及7000標(biāo)箱以上的集裝箱船。在某些情況下，例如改為使用甲醇的船舶，成本可能會(huì)更低。而對(duì)于四沖程輪機(jī)，在8到15年前進(jìn)行過(guò)海試的大缸徑輪機(jī)船舶最適合雙燃料改造。

“理論上現(xiàn)有全球商船隊(duì)中，僅有不到10%的船舶適合改造”，Chryssakis說(shuō)，“由于成本和不確定性，我們還沒(méi)有見(jiàn)到這種情況，但可能會(huì)在未來(lái)五到十年間出現(xiàn)，特別是在2030年之后，屆時(shí)法規(guī)將真正開(kāi)始發(fā)揮作用。不過(guò)，很難預(yù)測(cè)其中會(huì)有多少真正實(shí)現(xiàn)。”

IMO的部分現(xiàn)行法規(guī)阻礙了船東開(kāi)展雙燃料改造

盡管一些國(guó)家推動(dòng)IMO實(shí)現(xiàn)更大的雄心，目標(biāo)是到2050年實(shí)現(xiàn)零排放，但該組織的部分法規(guī)阻礙了全球船舶快速、大規(guī)模地開(kāi)展雙燃料改造。改造倡導(dǎo)者最擔(dān)心的是，為了使雙燃料改造符合氮氧化物標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)完全相同的電控輪機(jī)類(lèi)型開(kāi)展母型機(jī)測(cè)試。但相對(duì)較新的輪機(jī)技術(shù)如甲醇和氨，并不適用于所有的缸徑尺寸，這意味著對(duì)于某些期望的雙燃料輪機(jī)改造，通常無(wú)法獲得測(cè)試母型機(jī)。

此外，部分老舊輪機(jī)型號(hào)例如使用重油（HFO）的輪機(jī)，不再適合新造船。這意味著哪怕船東想把HFO輪機(jī)改造為雙燃料輪機(jī)，也無(wú)法獲得新造船的母型機(jī)用于測(cè)試，因此根據(jù)現(xiàn)行IMO法規(guī)，改造變得異常困難。除非修改這一規(guī)定或者制訂新的導(dǎo)則，否則改造的步伐將受到嚴(yán)重阻礙。

輪機(jī)改造也面臨實(shí)際挑戰(zhàn)

大規(guī)模輪機(jī)改造之路也面臨其他諸多障礙。出于不同的商業(yè)優(yōu)先事項(xiàng)考慮，有能力開(kāi)展雙燃料改造的船廠數(shù)量有限。如果改造需求很大，可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)能問(wèn)題。此外，這類(lèi)項(xiàng)目的復(fù)雜性以及當(dāng)前最佳實(shí)踐的不確定性，也讓船東和船廠面臨潛在的巨額成本超支。替代燃料的成本高企也加大了船東對(duì)經(jīng)濟(jì)性的擔(dān)憂。

“像氨和甲醇之類(lèi)的燃料成本，對(duì)于希望減少溫室氣體排放但同時(shí)確保利潤(rùn)的船東來(lái)說(shuō)是一大問(wèn)題”，Chryssakis說(shuō)，“目前，這類(lèi)燃料的價(jià)格遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)船用燃料，船東在將大量資本支出用于改造項(xiàng)目之前，需要確保其租船人愿意支付新增的燃料成本。”

營(yíng)運(yùn)中船隊(duì)的輪機(jī)改造面臨挑戰(zhàn)，因?yàn)楦脑旒劝嘿F又復(fù)雜。

碳交易機(jī)制將消除價(jià)格差異

與傳統(tǒng)燃料相比，替代燃料的高成本將通過(guò)歐盟計(jì)劃于2024年實(shí)施的排放交易機(jī)制（ETS）得以解決，IMO也將在未來(lái)引入類(lèi)似的碳定價(jià)機(jī)制。如果執(zhí)行得當(dāng)，將有助于消除新燃料與傳統(tǒng)燃料之間的成本差異，讓雙燃料改造具備長(zhǎng)期的財(cái)務(wù)吸引力。

船東也需要得到保障，即港口及加注設(shè)施將擴(kuò)大基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模，為改造后的輪機(jī)提供燃料。盡管這并非易事，卻是關(guān)鍵的組成部分，需要港口、私人能源供應(yīng)商和政府開(kāi)展大規(guī)模投資。鼓勵(lì)使用低碳燃料的法規(guī)如FuelEU Maritime，則有助于鼓勵(lì)更高水平的投資，IMO將在未來(lái)實(shí)施類(lèi)似標(biāo)準(zhǔn)。

需要所有利益相關(guān)方的投入

如果要成功克服所有上述問(wèn)題以及尚未遇到的問(wèn)題，需要時(shí)間、也需要一系列利益相關(guān)方之間的協(xié)作。

“需要擴(kuò)大船廠產(chǎn)能并開(kāi)發(fā)能力，以實(shí)際和有性?xún)r(jià)比的方式開(kāi)展改造”，Chryssakis認(rèn)為，“輪機(jī)制造商需要時(shí)間和資金來(lái)開(kāi)發(fā)最優(yōu)的雙燃料解決方案。船級(jí)社需要盡可能多的信息來(lái)開(kāi)發(fā)合適的雙燃料改造框架，確保船舶運(yùn)營(yíng)持續(xù)滿(mǎn)足最高的安全標(biāo)準(zhǔn)。”

所有這些都離不開(kāi)堅(jiān)實(shí)的法律框架，以及各國(guó)政府、IMO和其他監(jiān)管機(jī)構(gòu)的支持。最關(guān)鍵的是，海事行業(yè)還需要金融機(jī)構(gòu)的支持，以獲得開(kāi)展這項(xiàng)艱巨任務(wù)所需的資金。不少綠色融資方案如波塞冬原則已經(jīng)得到落實(shí)，應(yīng)鼓勵(lì)投資于雙燃料改造項(xiàng)目。

雙燃料改造是一項(xiàng)復(fù)雜而具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。不過(guò)大多數(shù)利益相關(guān)方都認(rèn)同，如果海事行業(yè)真的想要實(shí)現(xiàn)其脫碳目標(biāo)，那么成功實(shí)現(xiàn)雙燃料改造目標(biāo)至關(guān)重要。