ABS：航運(yùn)業(yè)何以邁向低碳之路？

要實(shí)現(xiàn)2050年減排50%的目標(biāo)，則需要其他性質(zhì)的解決方案。

2018年4月，國(guó)際海事組織（IMO）海上環(huán)境保護(hù)委員會(huì)第72屆會(huì)議（MEPC72）確定了溫室氣體減排初步戰(zhàn)略，提出到2050年，使排放量在2008年基礎(chǔ)上降低50%。此后，航運(yùn)業(yè)一直為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)而苦惱。因此，當(dāng)前許多船東、運(yùn)營(yíng)商正就未來燃料及減排技術(shù)向船級(jí)社尋求指導(dǎo)。

今年6月，美國(guó)船級(jí)社（ABS）在挪威海事展（Nor-Shipping）期間發(fā)布了名為《規(guī)劃低碳航運(yùn)之路》的研究報(bào)告。此舉可被視為ABS應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)、明確降低溫室氣體排放可行方法的最新嘗試。 該項(xiàng)研究受國(guó)際海事戰(zhàn)略公司（MSI）的委托而進(jìn)行，采用務(wù)實(shí)的方法對(duì)航運(yùn)業(yè)潛在的減排方案進(jìn)行評(píng)估。

報(bào)告主要包括“2030年展望”及“2050年愿景”兩部分。與多數(shù)業(yè)內(nèi)人士類似，ABS認(rèn)為，行業(yè)的中期減排目標(biāo)是，2030年的碳排放強(qiáng)度（carbon intensity）在2008年的基礎(chǔ)上降低40%，這一目標(biāo)可通過采用現(xiàn)有技術(shù)及降低航速來實(shí)現(xiàn)。然而，要實(shí)現(xiàn)2050年減排50%的目標(biāo)，則需要其他性質(zhì)的解決方案。

ABS執(zhí)行副總裁兼高級(jí)海事顧問基爾西·提卡（Kirsi Tikka）稱，2050年的目標(biāo)可謂雄心勃勃，為此，“顯然我們將在船舶設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)方面進(jìn)行一些改變，甚至可能會(huì)見到運(yùn)輸?shù)呢浳锇l(fā)生變化?！?/p>

Kirsi Tikka表示，航運(yùn)已是一種高效的運(yùn)輸方式，二氧化碳排放量?jī)H為全球排量的3%。此外，自2008年的碳排放強(qiáng)度成為減排基準(zhǔn)以來，業(yè)界在這一領(lǐng)域已經(jīng)取得重大進(jìn)展。根據(jù)IMO和聯(lián)合國(guó)貿(mào)易與發(fā)展會(huì)議（UNCTAD）公布的數(shù)據(jù)， 2008年業(yè)界的碳排量為22克/噸英里，到2015年已降至15.2克/噸英里，降幅約為30%。

雖然上述減排效果的取得可部分歸因于市場(chǎng)低迷導(dǎo)致船東實(shí)施慢速航行策略，但也意味著2030年排放量降至13.2克/噸英里的目標(biāo)較易實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上，IMO于2023年最終敲定減排戰(zhàn)略之前，應(yīng)不會(huì)正式規(guī)定排放上限，因?yàn)樯舷薜拇_定將參考正在開展的第四次溫室氣體研究（Greenhouse Gas Study）項(xiàng)目所取得的數(shù)據(jù)，以及對(duì)全球貿(mào)易增長(zhǎng)的預(yù)測(cè)。不過，IMO已就強(qiáng)制性的慢速航行方案進(jìn)行討論，以法國(guó)和希臘為首的獨(dú)立代表團(tuán)就主張限制航速并設(shè)定年度排放上限。

正如MSI研究主管尼克拉斯·卡倫（Niklas Carlén）所說，慢速航行帶來的油耗降低才是船東的興趣所在，減少碳排量則可謂是“副產(chǎn)品”。然而，慢速航行必須與港口、陸上物流的高效率相結(jié)合，才能確保在船隊(duì)規(guī)模不變的情況下不降低貨運(yùn)能力。否則，就會(huì)帶來運(yùn)價(jià)上漲的風(fēng)險(xiǎn)，且市場(chǎng)的運(yùn)力需求也會(huì)隨之增加，從而產(chǎn)生更多的新船訂單，反而導(dǎo)致碳排量進(jìn)一步增長(zhǎng)。

碳?xì)浠衔锾娲?/h2>

綜上所述，要實(shí)現(xiàn)碳排量降至6.6克/噸英里的目標(biāo)，則任務(wù)更加艱巨?；鶢栁鳌ぬ峥◤?qiáng)調(diào)，根據(jù)《 BP能源展望2019》中公布的調(diào)查結(jié)果，到2040年，在能源結(jié)構(gòu)中，可再生能源的占比仍將僅為15%，而碳?xì)浠衔铩骸⑹秃吞烊粴獾纫淮文茉吹恼急热愿哌_(dá)75%左右，此外占比10%的能源主要為水力和核能。

“這意味著碳捕獲是業(yè)界需考慮的重要技術(shù)，且為合成燃料提供了潛在市場(chǎng)?！?基爾西·提卡表示，為此，ABS研究了多種可替代燃料，比較了其碳排量及其所需的設(shè)備，并聚焦于碳?xì)浠衔镌诳捎眯?、操作安全性和能量密度等方面的?yōu)越性。

盡管LNG（液化天然氣）有助于減少硫氧化物（SOx）排放，但這種燃料在減少碳排放方面并未做出重大貢獻(xiàn)，因而只被視為一種過渡性解決方案。此外，航運(yùn)業(yè)過去10年使用LNG燃料的經(jīng)驗(yàn)也表明，要采用替代燃料就必須解決供應(yīng)鏈方面的難題?；鶢栁鳌ぬ峥ǚQ：“10年前，我們中的許多人都期望LNG成為主要的燃料來源，但這仍未成為現(xiàn)實(shí)。我認(rèn)為，很大一部分原因是其使用成本過高，即便是在新造船上也是如此，更不用說對(duì)在航船舶進(jìn)行改造了。除非承租商要求，否則船東很難看到安裝LNG動(dòng)力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性?！?/p>

ABS的研究報(bào)告列舉了當(dāng)前的可替代燃料，詳細(xì)分析了其各自的優(yōu)缺點(diǎn)；并指出隨著此類燃料使用經(jīng)驗(yàn)的增加，《使用氣體或其他低閃點(diǎn)燃料船舶國(guó)際安全規(guī)則》（IGF規(guī)則）等相關(guān)國(guó)際海事法規(guī)的內(nèi)容將有望拓展。不過，IMO也很可能會(huì)根據(jù)需要發(fā)布臨時(shí)指南，如2018年9月發(fā)布的甲醇/乙醇用作燃料的船舶安全臨時(shí)指南。

此外，該報(bào)告預(yù)計(jì)，未來多數(shù)船舶或?qū)⑹褂没旌先剂?，其中部分燃料可能?huì)繼續(xù)采用傳統(tǒng)的加注模式，另一些則可能會(huì)有特殊的加注要求。報(bào)告還分析，部分船隊(duì)可能會(huì)基于在特定區(qū)域內(nèi)運(yùn)營(yíng)的要求或限制，使用某些專用燃料。尼克拉斯·卡倫預(yù)測(cè)，替代燃料的使用主要是區(qū)域性的，且往往會(huì)受到政府的鼓勵(lì)。

為推進(jìn)新技術(shù)的研發(fā)，ABS在新加坡設(shè)立了其全球可持續(xù)發(fā)展中心。其總監(jiān)古林德爾·辛格（Gurinder Singh）介紹，該中心于4月啟動(dòng)，致力于研究可替代燃料及能源，分析其碳化途徑，并進(jìn)行新技術(shù)認(rèn)證和驗(yàn)證。古林德爾·辛格稱：“我們的目標(biāo)是以一種更實(shí)用、商業(yè)上可行的方式將所有技術(shù)付諸實(shí)踐?！?/p>

《 BP能源展望2019》發(fā)布的數(shù)據(jù)表明，即使到2040年，化石燃料仍將在船舶燃料中占主導(dǎo)地位

概念設(shè)計(jì)

ABS報(bào)告還介紹了其與赫伯特工程公司（Herbert Engineering Corporation）合作研發(fā)的2000 TEU支線集裝箱船、14000 TEU 新巴拿馬型（neo-Panamax）集裝箱船。這兩型船可由液體生物燃料或氫燃料電池提供動(dòng)力，盡管目前在技術(shù)或商業(yè)上都不可行，但其到2030年則將具有可行性。

報(bào)告稱研究表明，通過使用優(yōu)化的船體、螺旋槳設(shè)計(jì)及慢轉(zhuǎn)（slower turning），生物燃料版2000 TEU支線集裝箱船的船體效率與常規(guī)船型相比可提高6%；其設(shè)計(jì)航速為16節(jié)，比同等常規(guī)船型慢2節(jié)，但所需的推進(jìn)力減少了60%以上。生物燃料版14000 TEU新巴拿馬型集裝箱船的節(jié)能效果更加出色，其設(shè)計(jì)速度為21.5節(jié)，低于常規(guī)船型，而所需推進(jìn)力大幅減少了80%。

氫燃料電池版2000 TEU支線集裝箱船則采用了4臺(tái)電池組——每組功率為2.5兆瓦（MW），以達(dá)到和生物燃料版同樣的航速，而其所需推進(jìn)力僅為同等常規(guī)船型的53%。其動(dòng)力系統(tǒng)則包括1個(gè)反向旋轉(zhuǎn)螺旋槳——由功率為3.8MW的電機(jī)驅(qū)動(dòng)、1臺(tái)功率為2.5MW的全回轉(zhuǎn)吊艙推進(jìn)器。此外，其液態(tài)氫燃料將儲(chǔ)存在容積為1200 立方米的薄膜型/圓柱型儲(chǔ)罐中。

氫燃料電池版14000 TEU新巴拿馬型集裝箱船則配備20個(gè)燃料電池，其總功率達(dá)58MW，推進(jìn)力為同等常規(guī)船型的75%。該型船同樣配備1個(gè)反向旋轉(zhuǎn)螺旋槳——由功率為26MW的電機(jī)驅(qū)動(dòng)、1臺(tái)功率為17MW的全回轉(zhuǎn)吊艙推進(jìn)器；其液態(tài)氫燃料儲(chǔ)罐的容積則拓展到31000立方米，續(xù)航力可達(dá)12000海里。

赫伯特工程公司業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理安德斯·巴克蘭德（Anders Backlund）表示，上述船型設(shè)計(jì)相對(duì)保守，因?yàn)閷?shí)用性更加重要。他認(rèn)為，雖然當(dāng)前可以見到尾鰭等設(shè)計(jì)，但預(yù)計(jì)到2030年乃至2050年，類似概念將不再出現(xiàn)。因此，船型設(shè)計(jì)不應(yīng)天馬行空，而應(yīng)注重可行性。

基爾西·提卡也表示，“我們不想給出那些充滿想象、看似有趣的概念設(shè)計(jì)。”他認(rèn)為，新船型開發(fā)還應(yīng)腳踏實(shí)地，基于基本設(shè)計(jì)不變的原則來進(jìn)行；應(yīng)根據(jù)與設(shè)備供應(yīng)商的討論來確定其動(dòng)力要求及燃料電池容量等參數(shù)。