研發(fā)零排放船舶技術(shù)迫在眉睫
—— 訪ICCT海運(yùn)項(xiàng)目研究員冒曉立

本刊記者 薛龍玉

LNG用作船舶燃料是否能有效減少溫室氣體排放？限制航速是否有助于船舶二氧化碳減排？這兩個(gè)問題無疑是航運(yùn)業(yè)去碳化過程中引發(fā)關(guān)注和討論最多的話題之一。近期，國(guó)際清潔交通委員會(huì)（ICCT）發(fā)布了關(guān)于船用LNG燃料的環(huán)境影響及航速限制的減排作用的研究報(bào)告。針對(duì)兩份報(bào)告中得出的重要結(jié)論及航運(yùn)業(yè)碳減排方面的其他問題，本刊記者采訪了參與撰寫報(bào)告的專家——ICCT海運(yùn)項(xiàng)目研究員冒曉立女士。冒曉立女士目前主要從事基于AIS數(shù)據(jù)的船舶航跡、能耗、排放等模型的建立和數(shù)據(jù)分析，開展船舶污染控制、船舶能效提高和零排放船舶方面的政策研究。

記者：您認(rèn)為航運(yùn)業(yè)去碳化面臨著哪些主要挑戰(zhàn)？

冒曉立：我認(rèn)為船舶去碳化面臨的挑戰(zhàn)之一，是政府部門乃至公眾的認(rèn)知度不夠。ICCT于2017年發(fā)布的一份報(bào)告顯示，2015年，航運(yùn)業(yè)釋放了全球超過2%的溫室氣體排放總量。這個(gè)數(shù)字看起來很小，但如果把航運(yùn)業(yè)看作一個(gè)經(jīng)濟(jì)體，其全球溫室氣體排放排名會(huì)在第六位，僅次于日本，且高于德國(guó)。而且按照現(xiàn)有的國(guó)際貿(mào)易的發(fā)展速度，這一比例會(huì)在未來三十年內(nèi)翻番甚至更多。即便如此，航運(yùn)業(yè)卻并沒有被納入《巴黎氣候協(xié)定》的減排體系當(dāng)中。另一大挑戰(zhàn)我認(rèn)為是航運(yùn)業(yè)內(nèi)部的博弈。雖然國(guó)際海事組織已經(jīng)主動(dòng)給航運(yùn)業(yè)設(shè)置了溫室氣體減排目標(biāo)，但是航運(yùn)業(yè)內(nèi)部（不同成員國(guó)、不同產(chǎn)業(yè)部門）對(duì)于如何達(dá)到這一初設(shè)目標(biāo)、甚至該目標(biāo)力度是否足夠，并沒有達(dá)成完全一致的意見。最后，減排技術(shù)如何降低成本、投入大規(guī)模使用也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。如果相關(guān)國(guó)際政策法規(guī)不到位，技術(shù)的發(fā)展將受到制約。所以我們必須盡快討論并制定政策去支持零排放船舶的發(fā)展，而這需要國(guó)際組織、相關(guān)國(guó)家和地方政府的共同努力。

記者： 近期您參與撰寫的ICCT報(bào)告稱，與使用常規(guī)的船用輕柴油相比，LNG實(shí)際上可能會(huì)增加航運(yùn)業(yè)的氣候足跡。請(qǐng)問這個(gè)結(jié)論是如何得出的？

冒曉立：我們研究并比較了國(guó)際貨運(yùn)船和遠(yuǎn)洋郵輪的發(fā)動(dòng)機(jī)在使用LNG和傳統(tǒng)船用油（殘?jiān)?、船用輕柴油）時(shí)溫室氣體的生命周期排放。我們發(fā)現(xiàn)，使用LNG并不會(huì)改善船運(yùn)業(yè)的氣候變化影響，主要的問題就在于“甲烷逃逸”。 “甲烷逃逸”指的是使用LNG的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中有未經(jīng)燃燒的甲烷蒸發(fā)到大氣中的情況。而甲烷的溫室效應(yīng)比二氧化碳要高出很多。雖然“甲烷逃逸”程度因發(fā)動(dòng)機(jī)而異，但目前最廣泛使用的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)（低壓直噴，四沖程中速發(fā)動(dòng)機(jī)）也是“甲烷逃逸”程度最嚴(yán)重的。即便是“甲烷逃逸”程度最低的發(fā)動(dòng)機(jī)（高壓直噴，二沖程低速發(fā)動(dòng)機(jī)），加上已然不高的上游過程中（開采、生產(chǎn)和運(yùn)輸）的排放，整個(gè)生命周期溫室氣體排放還是要高于使用傳統(tǒng)的船用油，更不用說越來越多的證據(jù)表明上游過程中的排放要高于我們的預(yù)期?；谶@些發(fā)現(xiàn)，我們得出了“LNG可能會(huì)增加船運(yùn)業(yè)的碳足跡”這樣的結(jié)論。

記者：ICCT對(duì)于目前采用LNG動(dòng)力的船舶有什么建議？

冒曉立：針對(duì)已使用LNG作為動(dòng)力的船舶，如果使用的是雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，那么船舶大可以使用傳統(tǒng)船用油，最好是船用輕柴油。

對(duì)于使用LNG作為單一燃料的船舶，那么最好做好準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)未來甲烷被納入船舶尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)中來?？赡艿膽?yīng)對(duì)措施包括可以控制尾氣排放中甲烷含量的后處理設(shè)備。對(duì)于“甲烷逃逸”程度低的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，如果一定要使用LNG，那么我們建議選擇上游過程排放低的LNG來源（我們報(bào)告的附錄里有提供詳細(xì)信息，但請(qǐng)注意實(shí)際排放可能高于附錄里的數(shù)據(jù)）。另外，理論上來說這些船舶可以使用生物L(fēng)NG或者由可再生能源合成的LNG，但它們不光價(jià)格昂貴且產(chǎn)量十分有限。在這份報(bào)告中我們也對(duì)這一類LNG進(jìn)行了討論。最后，這些船只也可以通過安裝一些減少燃料消耗的裝置，比如風(fēng)力助航、船體空氣潤(rùn)滑系統(tǒng)，來達(dá)到減少溫室氣體排放的目的。

記者：近期有檢測(cè)公司稱低硫油中含有大量雜質(zhì)和水分，ICCT認(rèn)為這將產(chǎn)生什么影響？

冒曉立：我不具體掌握您所提到的情況，所以很難給您一個(gè)準(zhǔn)確的答復(fù)。但鑒于國(guó)際海事組織的全球限硫令剛實(shí)施不久，可以預(yù)見的是不同供應(yīng)商生產(chǎn)的0.5%低硫油的品質(zhì)會(huì)存在差異。整個(gè)行業(yè)也在隨時(shí)觀察可能帶來的一些潛在問題。比如最近我們正在關(guān)注的一個(gè)問題是，在一些0.5%低硫油樣品中發(fā)現(xiàn)芳香烴物質(zhì)導(dǎo)致碳黑排放異常的情況。使用風(fēng)力助航系統(tǒng)、氫燃料電池甚至電池就能避免遇到類似的問題，但是由于缺乏政策導(dǎo)向，對(duì)于這些技術(shù)的投資仍然有限。

記者：目前航運(yùn)業(yè)正在積極尋找低碳替代燃料，請(qǐng)問您認(rèn)為哪些燃料有可能成為可行的零碳燃料呢？

冒曉立：我想先厘清兩個(gè)概念，那就是零排放燃料和零碳燃料。比如液氨，它屬于零碳燃料，但是如果在內(nèi)燃機(jī)里使用它仍會(huì)排放N2O這種溫室氣體，而它的溫室效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CO2和甲烷。我們的目標(biāo)，是尋求生命周期零（近零）排放的燃料。從生命周期排放的角度來看，很少有燃料能真正稱得上是零排放。最接近這一標(biāo)準(zhǔn)的燃料來源于可再生能源。我們認(rèn)為可能的選項(xiàng)是使用液氫或液氨的燃料電池、鋰電池和某些生物質(zhì)燃料（在這一大類下面，很多都遠(yuǎn)不是零排放）。我們目前正在開展一項(xiàng)關(guān)于生物質(zhì)燃料作為船用油的研究，估計(jì)會(huì)在上半年發(fā)布相關(guān)報(bào)告。當(dāng)然，使用風(fēng)力作為動(dòng)力也可以達(dá)到“零排放”。我們認(rèn)為，任何提高船舶能效的措施都有助于船舶向零排放轉(zhuǎn)型的過程。關(guān)于氫燃料電池在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用，我們最近發(fā)表的一項(xiàng)研究顯示：只需要對(duì)船舶或航程進(jìn)行很小的改動(dòng)，中美之間的集裝箱運(yùn)輸就可以用“零排放”的氫燃料電池動(dòng)力船替代。目前氫燃料的產(chǎn)量有限、價(jià)格昂貴，是這種轉(zhuǎn)變面臨的主要挑戰(zhàn)。當(dāng)然，如果國(guó)際海事組織的政策能夠鼓勵(lì)低碳技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，這一轉(zhuǎn)變將會(huì)來得更快一些。

記者：您和您的團(tuán)隊(duì)最新發(fā)布的ICCT報(bào)告還指出航速限制不是減少二氧化碳的可行方式，日本國(guó)土交通省官員認(rèn)為該報(bào)告對(duì)日本的減排提案有誤解，并稱EEXI是IMO即將討論的所有溫室氣體減排提案中最成熟并且最有可能取得進(jìn)展的方案。對(duì)此，您怎么看？

冒曉立：實(shí)際上我們認(rèn)為航速限制是減少二氧化碳排放的方式之一，我們只是覺得這份EEXI提案并不能達(dá)到限制航速的效果。EEXI其實(shí)是一套對(duì)于現(xiàn)役船只的技術(shù)能效標(biāo)準(zhǔn)（而非實(shí)際操作中的能效）。在目前的提案框架下，任何2022年以后投入使用的船舶將自動(dòng)滿足EEXI標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)需要滿足EEDI標(biāo)準(zhǔn)。其他船舶則可以通過進(jìn)行能效改造或者限制發(fā)動(dòng)機(jī)功率的措施來滿足EEXI標(biāo)準(zhǔn)。限制發(fā)動(dòng)機(jī)功率相當(dāng)于限制船舶的最大航行速度，但這并不意味著船舶會(huì)在實(shí)際操作中進(jìn)一步減速，因?yàn)樽?008年石油危機(jī)以來，航運(yùn)業(yè)已經(jīng)廣泛并長(zhǎng)期采納了限制航速的應(yīng)對(duì)措施。EEXI標(biāo)準(zhǔn)需要更加嚴(yán)格才能實(shí)質(zhì)性得讓船舶進(jìn)一步減速，從而帶來實(shí)質(zhì)性的溫室氣體減排。

記者：ICCT在報(bào)告中呼吁IMO制定更加嚴(yán)格的2030減排目標(biāo)，您認(rèn)為應(yīng)該從哪些方面著手，這會(huì)對(duì)航運(yùn)業(yè)產(chǎn)生哪些影響，航運(yùn)業(yè)應(yīng)該如何積極采取措施應(yīng)對(duì)和謀劃？

冒曉立：從短期目標(biāo)（2030）來講，我們目前并沒有明確的建議。實(shí)際上，按照目前的發(fā)展?fàn)顩r，即便什么都不做，我們估計(jì)船運(yùn)業(yè)也有很大可能在2030達(dá)到IMO制定的在2008年基礎(chǔ)上二氧化碳排放強(qiáng)度降低40%的目標(biāo)。另一點(diǎn)可以肯定的是，由于貿(mào)易量的增長(zhǎng)，排放強(qiáng)度的降低不見得會(huì)帶來排放總量的降低。所以即便EEXI獲得通過，到2030年航運(yùn)業(yè)的溫室氣體排放還是可能會(huì)增長(zhǎng)，這就意味著我們的目標(biāo)應(yīng)該更嚴(yán)格。隨著減排目標(biāo)越來越難通過現(xiàn)有化石燃料和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，用不了多久，我們就需要迅速轉(zhuǎn)向零排放船舶技術(shù)。要想在2050年達(dá)到IMO的初步溫室氣體減排目標(biāo)，最晚在2030年就需要引進(jìn)零排放船舶。近期，由航運(yùn)業(yè)牽頭成立的國(guó)際海事研發(fā)委員會(huì)提出，通過對(duì)傳統(tǒng)船用油征收一定的費(fèi)用（2美元/噸），再將這部分資金轉(zhuǎn)投到零排放船舶的研發(fā)中來為轉(zhuǎn)型做準(zhǔn)備。我們是支持這項(xiàng)提議的。

記者：您認(rèn)為成立國(guó)際海事研發(fā)基金對(duì)于促進(jìn)航運(yùn)業(yè)去碳化進(jìn)程能起到什么作用呢？

冒曉立：國(guó)際海事研發(fā)委員會(huì)（該基金的運(yùn)作主體）和國(guó)際海事研發(fā)基金目前還只是在提案階段，需要在IMO通過后才能生效。我們是支持這項(xiàng)提案的，也為參與提議的航運(yùn)業(yè)組織提供一些意見和建議。主要建議包括：提高碳價(jià)（對(duì)單位傳統(tǒng)船用油征收的費(fèi)用，是一種碳稅），并將資金投入到零排放燃料、零排放船只的研發(fā)和示范項(xiàng)目中。

記者：歐盟議員提案將航運(yùn)業(yè)納入ETS體系，您認(rèn)為這個(gè)方案怎么樣？

冒曉立：航運(yùn)業(yè)的零碳化需要國(guó)際組織、成員國(guó)和地方政府共同努力。歐盟提出的將航運(yùn)業(yè)納入ETS體系也是努力之一。我們也正在積極了解這方面的更多信息。目前來看，這項(xiàng)提議的覆蓋面可能很廣，碳價(jià)也比國(guó)際海事研發(fā)委員會(huì)提出的要更高，并附帶額外的專門用于低碳技術(shù)研發(fā)的基金。初步看來這個(gè)方案將對(duì)航運(yùn)業(yè)減排有重要影響。

記者：您認(rèn)為中國(guó)海事相關(guān)企業(yè)在碳減排方面還應(yīng)該做出哪些努力？

冒曉立：在2018年國(guó)際海事組織通過其初步溫室氣體減排協(xié)議時(shí)，中國(guó)代表團(tuán)是第一個(gè)舉手表示歡迎的。

在船舶減排技術(shù)方面，中國(guó)也走在前列。在2019年ICCT舉辦的零排放船舶技術(shù)研討會(huì)上，來自上海海事大學(xué)的專家就對(duì)中國(guó)目前的氫燃料電池和鋰電池技術(shù)在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用情況做了匯報(bào)。在政策支持層面，中國(guó)船級(jí)社在2012年就發(fā)布了《綠色船舶規(guī)范》并研究將其升級(jí)。在國(guó)際海事組織層面，中國(guó)代表團(tuán)積極推動(dòng)自愿性的《國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃》，鼓勵(lì)各國(guó)根據(jù)自身情況，因地制宜地制定溫室氣體減排策略。在這樣的大背景下，我們認(rèn)為中國(guó)的海事企業(yè)應(yīng)當(dāng)將碳減排這一挑戰(zhàn)化作機(jī)遇，借鑒中國(guó)電動(dòng)車市場(chǎng)“彎道超車”的經(jīng)驗(yàn)，盡快研發(fā)可靠且經(jīng)濟(jì)的減排技術(shù)，挖掘有潛力的零碳燃料供應(yīng)鏈，成為國(guó)際航運(yùn)業(yè)減排的中堅(jiān)力量。