航運(yùn)業(yè)減排征途

本刊記者 趙 博

液化天然氣是否最適合減排戰(zhàn)略長(zhǎng)期實(shí)施？航運(yùn)企業(yè)與相關(guān)行業(yè)為實(shí)現(xiàn)溫室氣體排放量的降低做出了怎樣的努力？

這項(xiàng)有約束力的初步減排戰(zhàn)略的核心，在于首次明確了未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)全球航運(yùn)業(yè)溫室氣體及二氧化碳排放量上限。這意味著航運(yùn)業(yè)必須盡快采取行動(dòng)，探求最優(yōu)減排方式，以確保在規(guī)定時(shí)間之前符合國(guó)際海事組織提出的減排目標(biāo)。

摸索有效方式

從當(dāng)前來(lái)看，船用燃料是大家普遍關(guān)注的，而LNG動(dòng)力船更是時(shí)下關(guān)注的熱點(diǎn)之一。研究表明，液化天然氣（LNG）動(dòng)力船的單位運(yùn)輸成本（標(biāo)準(zhǔn)箱×海里）較低，且與使用船用重油相比，至多降低20%的二氧化碳排放，并可減少約99%的硫化物排放和細(xì)顆粒物排放，以及85%的氮氧化物排放。如果以達(dá)飛輪船在建的使用液化天然氣為動(dòng)力的22000TEU型集裝箱船為例，船舶EEDI也有約20%的提升。因此，利用液化天然氣作為船舶主要?jiǎng)恿υ吹姆绞奖粯I(yè)界廣泛接受。

一組直觀的數(shù)字也從側(cè)面說(shuō)明了業(yè)界對(duì)于液化天然氣動(dòng)力的追捧。公開(kāi)資料顯示，截至2017年底，全球共有約228艘LNG動(dòng)力船在役或在建，此外，還有約114艘LNGReady船在建階段就已為改為L(zhǎng)NG動(dòng)力做好了準(zhǔn)備。有業(yè)內(nèi)人士判斷，盡管當(dāng)前全球只有約0.2%的船舶使用液化天然氣動(dòng)力，但隨著國(guó)際海事組織制定的初步減排戰(zhàn)略的推進(jìn)，短期內(nèi)，液化天然氣動(dòng)力會(huì)成為航運(yùn)企業(yè)優(yōu)先選擇的對(duì)象。

然其之所以被認(rèn)為只是一個(gè)“短期內(nèi)優(yōu)先選擇的對(duì)象”，在于液化天然氣的成分組成并非能夠完全實(shí)現(xiàn)溫室氣體的零排放。

中國(guó)石油大學(xué)（華東）化學(xué)工程系副教授李川指出：“液化天然氣的主要成份是甲烷，同時(shí)含有少量的乙烷、丙烷和氮，在開(kāi)采和使用時(shí)，難免會(huì)有甲烷溢出，這些分子的原子構(gòu)成意味著該物質(zhì)燃燒后會(huì)產(chǎn)生二氧化碳和氮氧化物，這些都是主要的溫室氣體成分?！碧乩锼固埂な访芩挂脖硎?，航運(yùn)企業(yè)應(yīng)謹(jǐn)慎考慮液化天然氣是否能從根本上減少船舶溫室氣體排放量?！拔阌怪靡?，使用液化天然氣可以降低硫化物排放，但難言溫室氣體排放的有效降低，原因在于其生產(chǎn)與使用中釋放出的甲烷和二氧化碳?！碧乩锼固埂な访芩菇又f(shuō)：“客觀來(lái)看，液化天然氣雖是清潔能源，但并不是‘氣候友好型’燃料，如果要對(duì)其重用，不僅需要改善開(kāi)采、運(yùn)輸和裝備環(huán)節(jié)以保證甲烷的釋放，還要優(yōu)化船舶相關(guān)設(shè)備和發(fā)動(dòng)機(jī)，而這或?qū)⒅率瓜嚓P(guān)企業(yè)為此投入數(shù)額龐大的資金。囿于這些因素，航運(yùn)企業(yè)不得不慎重考慮投入產(chǎn)出比?！?/p>

國(guó)際碳市場(chǎng)觀察（Carbon Market Watch）政策主管費(fèi)姆克·德容（Femke de Jong）則在回復(fù)本刊記者的郵件中直言：“航運(yùn)企業(yè)寄希望于通過(guò)使用液化天然氣而達(dá)到國(guó)際海事組織規(guī)定的溫室氣體排放標(biāo)準(zhǔn)是不現(xiàn)實(shí)的，這是一個(gè)‘死胡同’。如果將液化天然氣從開(kāi)采到使用過(guò)程中釋放出的甲烷計(jì)算在內(nèi)，其向大氣中排放的溫室氣體甚至比燃燒煤炭時(shí)還多。未來(lái)，航運(yùn)企業(yè)需要更多使用‘零碳排放燃料’，比如可再生能源發(fā)電產(chǎn)生的氫或氨?！?/p>

或許正因如此，航運(yùn)企業(yè)也在尋求更具減排價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益的替代性燃料。馬士基航運(yùn)就曾公開(kāi)表示，液化天然氣作為最終替代性燃料的定論為時(shí)尚早，其利用前景仍處于評(píng)估階段，只不過(guò)，業(yè)界至今仍未找到一種可以在經(jīng)濟(jì)性方面優(yōu)于液化天然氣的替代方案。馬士基航運(yùn)還稱，將與相關(guān)機(jī)構(gòu)和企業(yè)進(jìn)一步研究更有效的減排方案，以滿足國(guó)際海事組織制定的初步減排戰(zhàn)略。

日本船東協(xié)會(huì)（JSA）也表示，液化天然氣無(wú)助于實(shí)現(xiàn)“零排放”，引進(jìn)替代性燃料是必要的，日本船東會(huì)盡早考慮“零排放燃料”的選擇，而氫動(dòng)力和電力風(fēng)能混合燃料是接近“零排放”的燃料，可被用作船舶動(dòng)力。

生物燃料、包括風(fēng)能、太陽(yáng)能在內(nèi)的可再生能源、氫動(dòng)力、氨動(dòng)力、燃料電池（電化學(xué)發(fā)電裝置）、電動(dòng)力乃至核動(dòng)力，都被認(rèn)為是可替代傳統(tǒng)燃料的新型環(huán)保船用燃料。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OCED）國(guó)際運(yùn)輸論壇（ITF）在最新發(fā)布的一份報(bào)告中分析指出，使用生物燃料可減少25%～100%的二氧化碳排放，使用風(fēng)能、太陽(yáng)能或燃料電池作為動(dòng)力的話，二氧化碳排放量將分別降低32%、12%和20%，若將氫、氨、電和核用為動(dòng)力，船舶二氧化碳排放量在理論上可降為零。

目前，電動(dòng)船研發(fā)和使用也已取得突破進(jìn)展。市場(chǎng)分析公司IDtechEx發(fā)布報(bào)告稱，到2024年，全球電動(dòng)力船舶市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到73億美元。全球首艘純電動(dòng)無(wú)人駕駛集裝箱船將于今年晚些時(shí)候首航，荷蘭制造商研發(fā)的最大載箱量為280TEU的電動(dòng)力駁船，也將于8月份被投放至西北歐港口。與此同時(shí)，業(yè)界還在對(duì)提取自木材的殘?jiān)鼞?yīng)用于生物燃料進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明，這種生物燃料燃燒時(shí)可降低80%～90%的船舶二氧化碳排放量。只是這些新型低碳動(dòng)力技術(shù)在實(shí)踐中仍有局限性，至少在短期內(nèi)不會(huì)被應(yīng)用于超大型船。

減速航行也是航運(yùn)業(yè)有效降低溫室氣體排放的手段之一，大連海事大學(xué)副研究員、海上環(huán)境保護(hù)委員會(huì)中國(guó)代表團(tuán)技術(shù)咨詢專家張爽表示：“通過(guò)降低或優(yōu)化航速，可減少在航時(shí)的燃料耗量，進(jìn)而達(dá)到航運(yùn)減排效果。如果實(shí)現(xiàn)20%～50%的航速降低，或?qū)p少35%～75%的二氧化碳排放量?！辈贿^(guò)，長(zhǎng)期大幅減速航行往往需要對(duì)船舶系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行改造（如削球鼻艏、渦輪增壓器封堵），且減速航行也可能因運(yùn)輸效率的降低而致使航運(yùn)企業(yè)投入更多運(yùn)力，如何平抑減排成本即成為問(wèn)題的關(guān)鍵。

航企早已行動(dòng)

馬士基集團(tuán)可持續(xù)發(fā)展部戰(zhàn)略與風(fēng)險(xiǎn)管理部首席顧問(wèn)約翰·科爾納普·邦（John Kornerup Bang）稱，馬士基航運(yùn)在減少溫室氣體排放方面已經(jīng)取得了有效進(jìn)展，截至目前，船舶二氧化碳排放量已比2007年減少43%，同時(shí)，我們的目標(biāo)是到2020年減少60%?！皣?guó)際海事組織促成的這項(xiàng)初步減排戰(zhàn)略釋放出了積極信號(hào)，為航運(yùn)業(yè)發(fā)展指明了方向，有助于馬士基航運(yùn)更加重視環(huán)境保護(hù)，為低碳運(yùn)輸投入更多?！痹诩s翰·科爾納普·邦看來(lái)，航運(yùn)是一種經(jīng)濟(jì)、有效的運(yùn)輸方式，在全球貿(mào)易中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，因此，需要持續(xù)不斷地研究降低溫室氣體排放的解決方案，以確保航運(yùn)業(yè)符合社會(huì)和貿(mào)易發(fā)展的要求。

達(dá)飛輪船則在公開(kāi)報(bào)告中提到，通過(guò)多種減排手段，2005～2015年間，公司所運(yùn)輸集裝箱產(chǎn)生的二氧化碳（排放量/海里）減少了50%，而到2025年，將在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步將單位排放量降低30%。與目標(biāo)制定同步，達(dá)飛輪船正在用實(shí)際行動(dòng)告知航運(yùn)業(yè)：“減排，企業(yè)責(zé)無(wú)旁貸”。雖然大型液化天然氣動(dòng)力船舶造價(jià)不菲，但達(dá)飛輪船依舊為行業(yè)率先示范。“達(dá)飛輪船訂造這些采用液化天然氣作為動(dòng)力的超大型集裝箱船，將成為使用創(chuàng)新和生態(tài)環(huán)保技術(shù)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，為保護(hù)環(huán)境做出貢獻(xiàn)?！边_(dá)飛輪船首席執(zhí)行官魯?shù)婪颉に_德（Rodolphe Saadé）如是說(shuō)。

在降低船舶二氧化碳排放方面，赫伯羅特也在積極實(shí)踐。2007～2016年，赫伯羅特已成功使其船舶二氧化碳排放量減少了46%，而根據(jù)公司計(jì)劃，到2020年，船舶二氧化碳排放量將較2016年減少20%。赫伯羅特可持續(xù)發(fā)展管理部高級(jí)總監(jiān)J?rg Erdmann說(shuō)：“在降低二氧化碳排放方面，我們有意設(shè)定了一個(gè)非常宏偉的目標(biāo)，因?yàn)榄h(huán)境保護(hù)的重要性及可持續(xù)性不言自明，航運(yùn)企業(yè)要積極參與而不是口頭應(yīng)允，在可持續(xù)發(fā)展方面，我們目前的參與程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了有關(guān)法規(guī)的要求?！焙詹_特首席執(zhí)行官羅爾夫·哈本·詹森（Rolf Habben Jansen）補(bǔ)充到：“國(guó)際海事組織促成的航運(yùn)減排初步戰(zhàn)略非常正確，現(xiàn)在最重要的是需要所有市場(chǎng)參與者都需朝著同一個(gè)方向努力，降低船舶溫室氣體排放?！?/p>

我國(guó)航運(yùn)企業(yè)也已提早開(kāi)始了減排行動(dòng)。早在2010年，中遠(yuǎn)集運(yùn)（現(xiàn)中遠(yuǎn)海運(yùn)集運(yùn)）就已積極推進(jìn)船舶能效營(yíng)運(yùn)指數(shù)（EEOI）和EEDI實(shí)施方案的制定和計(jì)算系統(tǒng)的研發(fā)，隨后，正式啟用“碳排放計(jì)算器”。據(jù)介紹，該“碳排放計(jì)算器”的設(shè)計(jì)理念采用系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)計(jì)算方法，根據(jù)船隊(duì)歷年真實(shí)的燃料消耗等航行數(shù)據(jù)，建立動(dòng)態(tài)EEOI數(shù)值，進(jìn)而真實(shí)地反映每艘船舶在不同航線上的碳排放情況。與此同時(shí)，中遠(yuǎn)海運(yùn)集運(yùn)也在生產(chǎn)管理過(guò)程和船舶運(yùn)營(yíng)過(guò)程中遵循國(guó)際海事組織發(fā)布的《經(jīng)1978年議定書修訂的1973年國(guó)際防止船舶造成污染公約》及其附則IV（防止船舶生活污水污染規(guī)則）和附則V（防止船舶垃圾污染規(guī)則）的規(guī)定，盡一切可能減少海洋污染和船舶溫室氣體排放。

全行業(yè)的支持

當(dāng)然，真正的減排不應(yīng)只限于降低船舶航行時(shí)的溫室氣體排放，而要在包括船舶設(shè)計(jì)和港口作業(yè)在內(nèi)的航運(yùn)供應(yīng)鏈上的相關(guān)方共同實(shí)現(xiàn)二氧化碳排放量的減少。

船舶技術(shù)減排措施和運(yùn)營(yíng)優(yōu)化措施，在提高船舶能效、降低溫室氣體排放等方面有著明顯的效果。對(duì)此，中國(guó)船級(jí)社質(zhì)量認(rèn)證公司（CCSC）節(jié)能減排業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)總監(jiān)史偉偉指出：“船舶技術(shù)減排措施主要指改進(jìn)船舶設(shè)計(jì)，其中包括主機(jī)系統(tǒng)改進(jìn)、輔機(jī)系統(tǒng)改進(jìn)、推進(jìn)系統(tǒng)改進(jìn)、船舶空氣阻力降低和船型改進(jìn)等五個(gè)方面，在進(jìn)行切實(shí)有效的船舶設(shè)計(jì)改進(jìn)措施后，新造船可以減少約30%的溫室氣體排放量，老舊船也可以減少約20%的溫室氣體排放量?！绷?yè)?jù)史偉偉介紹，在1998～2017年的20年間，與船舶減排的相關(guān)專利申請(qǐng)量呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，且在《國(guó)際防止船舶造成環(huán)境污染公約》（MARPOL 73/78）附則Ⅵ通過(guò)及生效前后的一段時(shí)間（2009～2014年間）增幅明顯，申請(qǐng)量達(dá)到618項(xiàng)。

一些較成熟的船舶優(yōu)化方案也被業(yè)界廣泛利用，其中包括船舶線型優(yōu)化、船舶新材料的使用、低風(fēng)阻上層建筑、低阻力舵應(yīng)用、主機(jī)降功率使用、船機(jī)槳配置優(yōu)化、動(dòng)能優(yōu)化及傳輸降損、最低壓載水船型設(shè)計(jì)、氣泡減阻和涂料減阻。這在很大程度上反映出行業(yè)對(duì)于通過(guò)技術(shù)減排的重視程度。

雖然航運(yùn)業(yè)的減排重點(diǎn)是船舶排放本身，但作為運(yùn)輸供應(yīng)鏈的關(guān)鍵一環(huán)，港口也在加緊制定減排措施。

國(guó)際運(yùn)輸論壇發(fā)布的上述報(bào)告顯示，一些北美港口（如洛杉磯-長(zhǎng)灘港）要求船舶接近或駛?cè)氪a頭時(shí)需減速航行，西班牙港口要求拖輪公司在投標(biāo)時(shí)提供明確的環(huán)保方案，鹿特丹港則可以為停靠于此的船舶提供生物柴油，旨在滿足硫氧化物和二氧化碳的排放要求，上海港也參與上海市碳排放交易計(jì)劃，加大力度保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境。此外，目前全球有約28座大型港口為節(jié)能環(huán)保型船提供了不同的獎(jiǎng)勵(lì)措施，比如巴拿馬運(yùn)河管理局就承諾優(yōu)先分配環(huán)保型船通航。

國(guó)際運(yùn)輸論壇主席奧拉夫·默克（Olaf Merk）總結(jié)道：“港口在幫助航運(yùn)業(yè)降低溫室氣體排放方面扮演著極其重要的角色，而現(xiàn)有的港口激勵(lì)方案對(duì)航運(yùn)減排的積極作用有待提高。未來(lái)，需要有更多港口企業(yè)推出類似的激勵(lì)機(jī)制，幫助航運(yùn)業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳或無(wú)碳運(yùn)輸?！?/p>