航運(yùn)業(yè)碳減排和零碳發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對建議

周 曉， 冷 瑜

(中海環(huán)境科技(上海)股份有限公司，上海 200135)

0 引 言

目前，氣候變暖已是全球面臨的嚴(yán)峻問題之一。2020年國家提出了“2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和”的發(fā)展目標(biāo)，為我國應(yīng)對氣候變化、實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展提供了方向[1-2]。

航運(yùn)業(yè)承擔(dān)了全球約90%的貿(mào)易運(yùn)輸量，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，也是關(guān)系國家安全和國民經(jīng)濟(jì)命脈的支柱性行業(yè)。近年來，隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各航運(yùn)國家的船舶數(shù)量不斷增加，且船舶大型化發(fā)展的趨勢越來越明顯，航運(yùn)業(yè)的溫室氣體排放量大幅增加，大氣污染防治的壓力不斷增大。2018年，國際海事組織(International Maritime Organization，IMO)的調(diào)查報告指出，航運(yùn)業(yè)的CO2排放量由2012年的9.6億t增加到了2018年的10.6億t，若不加以控制，到2050年航運(yùn)業(yè)的CO2排放量可能會比2012年增長250%，這可能會阻礙全球溫室氣體減排目標(biāo)的實現(xiàn)。因此，航運(yùn)業(yè)的碳減排任務(wù)十分艱巨[3-4]。

2021年1月17日，A.P.穆勒—馬士基(A.P. Moller-Maersk)宣布將于2023年啟用以甲醇為燃料的支線集裝箱船，這標(biāo)志國際航運(yùn)業(yè)的零碳排放工作得到了進(jìn)一步推進(jìn)。與此同時，其他航運(yùn)企業(yè)紛紛宣布了自身的碳減排計劃，以期為減緩全球氣候變暖做出貢獻(xiàn)。

為積極服務(wù)于國家的碳減排和零碳發(fā)展目標(biāo)，應(yīng)對新形勢帶來的各種挑戰(zhàn)，樹立低碳意識，提升產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)水平，本文對IMO提出的碳減排目標(biāo)及其落實時間節(jié)點(diǎn)、世界主要國家的航運(yùn)業(yè)采取的碳排放措施和方法進(jìn)行梳理，并對相關(guān)措施和方法的優(yōu)勢及存在的問題進(jìn)行分析。在此基礎(chǔ)上，基于零碳排放面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，為我國航運(yùn)業(yè)提出應(yīng)對建議。

1 IMO推出的碳減排方案和措施

1.1 減排目標(biāo)及其時間節(jié)點(diǎn)

2018 年，IMO推出了全球航運(yùn)業(yè)溫室氣體減排戰(zhàn)略規(guī)定，其中給出了一系列實現(xiàn)目標(biāo)的時間節(jié)點(diǎn)(見表1)。IMO提出：國際船舶CO2排放單位強(qiáng)度到2030年至少比2008年下降40%，到2050年至少比2008年下降70%；國際船舶溫室氣體排放總量到2050年至少比2008年減少50%[5]。

表1 IMO降低船舶溫室氣體排放行動方案時間表

1.2 碳減排主要方案

為規(guī)范引導(dǎo)船舶節(jié)能減排，IMO于2011年提出了新建船舶EEDI和《船舶能效管理計劃》(Ship Energy Efficiency Management Plan，SEEMP)，將其作為控制船舶碳排放的主要手段，從設(shè)計建造和營運(yùn)2個方面降低船舶耗能水平。

1) EEDI注重設(shè)計階段的船舶CO2排放量估算，引導(dǎo)船舶設(shè)計單位、造船廠和設(shè)備制造廠采取各種措施改進(jìn)船舶能效，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步；

2) SEEMP 規(guī)定船舶運(yùn)營商制訂計劃，通過采取各種措施提高能源效率，從而降低碳排放。

1.3 碳減排主要措施

近年來，各國的航運(yùn)企業(yè)不斷增大船舶綠色能源的使用比例，液化天然氣(Liquefied Natural Gas，LNG)燃料、太陽能和風(fēng)能等綠色能源都引入到了船舶推進(jìn)動力系統(tǒng)中，減少了化石燃料消耗，降低了溫室氣體排放[6]。實踐結(jié)果表明，只有通過技術(shù)創(chuàng)新、研發(fā)應(yīng)用和引進(jìn)零碳燃料，才有可能實現(xiàn)零碳排放的目標(biāo)[7]。

然而，目前國際上一般認(rèn)為，僅依靠現(xiàn)有手段和措施很難實現(xiàn)IMO既定的2050年的溫室氣體減排目標(biāo)。國際能源署(International Energy Agency，IEA)預(yù)測，到2050年航運(yùn)業(yè)的CO2排放量將降至1.2億t，與2020年相比減少86%。但是，由于市場上缺乏可用的低碳燃料船舶，航運(yùn)業(yè)是少數(shù)幾類到2050年無法實現(xiàn)零排放的行業(yè)。

2 國外航運(yùn)業(yè)低碳發(fā)展現(xiàn)狀

歐盟、美國、英國和日本等航運(yùn)業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家或地區(qū)具有較高的低碳航運(yùn)發(fā)展水平。這些國家或地區(qū)出臺了較為完善的法律法規(guī)，各大航運(yùn)企業(yè)針對低碳發(fā)展實施了一系列有效的措施。

1) 歐盟于2012年提出了碳稅方案，公布了針對航運(yùn)業(yè)的碳排放稅價格清單。此后，歐盟又于2013年給出了航運(yùn)業(yè)碳減排的實施步驟：首先確定航運(yùn)業(yè)碳排放監(jiān)測、統(tǒng)計和核對機(jī)制，并制訂首期航運(yùn)業(yè)碳減排計劃；將來基于市場機(jī)制在中長期內(nèi)實施碳減排方案。歐盟未來將對經(jīng)過及?？吭跉W盟各國港口的大型船舶進(jìn)行碳排放監(jiān)測。

2) 美國針對航運(yùn)業(yè)的碳減排投入了大量資金，針對部分港口出臺了具體的法律法規(guī)。例如，加利福尼亞州長灘港規(guī)定，靠近長灘港的船舶必須遵守在距離港區(qū)40 n mile范圍內(nèi)使用清潔燃料的規(guī)定[8]。

3) 丹麥的航運(yùn)公司馬士基采取了一系列碳減排措施，在航運(yùn)業(yè)低碳發(fā)展方面取得了顯著成效。該公司采取的碳減排措施主要有：降低船舶的航速，以減少碳排放量；設(shè)計、購買和改造新型集裝箱船，提高燃油的使用效率；研發(fā)并推出電子控制發(fā)動機(jī)和配備有排氣旁路系統(tǒng)的新型船舶，提高能源的利用效率；在船上安裝先進(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng)，提高船舶的性能，達(dá)到低碳節(jié)能的目的[9]。

4) 挪威有關(guān)機(jī)構(gòu)認(rèn)為，加大生物質(zhì)能源使用比例是實現(xiàn)2030 年航運(yùn)業(yè)碳減排目標(biāo)的重要手段，已向政府提出關(guān)于航運(yùn)業(yè)實施可持續(xù)生物燃料配額義務(wù)的提案[8]。

5) 英國已規(guī)定在建船舶項目均需考慮船舶使用壽命后期的動力由化石燃料供給改為由非化石燃料供給。在開發(fā)和商業(yè)化推廣零碳排放船舶方面，英國高度重視與國際能源開發(fā)商、燃料技術(shù)公司等行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)建立合作關(guān)系。為實現(xiàn)《低碳行動2050》的船舶碳減排目標(biāo)，英國明確了發(fā)展零碳排放船舶的需求，開展零碳排放船舶的工業(yè)可行性評估，分析向零碳排放船舶發(fā)展過程中的推動因素，制訂具體的低碳行動計劃，推動零碳排放船舶的發(fā)展[8]。

6) 日本計劃在2030年之前引入超低碳排放或零碳排放船舶，以期到2030年碳排放量比2008年減少90%以上。此外，通過加快新技術(shù)的研發(fā)與示范，鼓勵零碳排放船舶、清潔替代燃料供應(yīng)鏈和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同發(fā)展，以期緩解低碳船舶在推廣應(yīng)用初期存在的投入成本高、續(xù)航能力不足和相關(guān)配套設(shè)施建設(shè)滯后等問題[8]。

此外，IMO已將集裝箱船、雜貨船、LNG運(yùn)輸船、具有非傳統(tǒng)推進(jìn)系統(tǒng)的豪華郵船和15 000載重噸以上的氣體運(yùn)輸船等5種船型的EEDI 第三階段要求提前至2022年4月1日執(zhí)行[10]。目前，全球新造船基本上能達(dá)到EEDI的要求，但要滿足未來EEDI繼續(xù)下降的要求，還需采取更多措施，如進(jìn)一步優(yōu)化船型、開發(fā)新能源船型、開發(fā)少壓載水船型、采用螺旋槳節(jié)能技術(shù)和采用節(jié)能涂層等。同時，為更快實現(xiàn)零碳排放目標(biāo)，IMO引入了新的減排評價指標(biāo)，即現(xiàn)有船舶EEXI和CII，這2個指標(biāo)旨在同時規(guī)定技術(shù)(船舶如何改裝和配套)和操作措施(船舶如何運(yùn)營)。IMO還建議5 000總噸及以上的船舶確定應(yīng)達(dá)到的年度運(yùn)營CII。CII確定了在特定水平內(nèi)持續(xù)提高船舶運(yùn)營碳排放強(qiáng)度所需的減排系數(shù)，將記錄在SEEMP中。對EEXI和CII的要求將于2023年1月1日正式生效[10]。

3 我國航運(yùn)業(yè)低碳發(fā)展現(xiàn)狀及存在的主要問題

3.1 我國航運(yùn)業(yè)低碳發(fā)展現(xiàn)狀

3.1.1 國內(nèi)航運(yùn)企業(yè)低碳發(fā)展概況

我國規(guī)模比較大的航運(yùn)企業(yè)均已針對低碳發(fā)展采取相應(yīng)的措施。例如，中國遠(yuǎn)洋海運(yùn)集團(tuán)有限公司始終堅持采取碳減排措施。該公司積極按歐盟的船舶排放和油耗監(jiān)測要求、IMO的《船舶燃油消耗的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)》等國際公約或標(biāo)準(zhǔn)的要求設(shè)定碳減排目標(biāo)；基于長期的能效數(shù)據(jù)統(tǒng)計制訂目標(biāo)，助力實現(xiàn)能源能效提升和溫室氣體減排；大力發(fā)展清潔能源，緊抓國家加快能源轉(zhuǎn)型和推動清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇，積極探索LNG運(yùn)輸，引領(lǐng)綠色能源運(yùn)輸發(fā)展的方向。此外，國內(nèi)一些內(nèi)河航運(yùn)企業(yè)也采取了一系列碳減排措施。例如，重慶的長江輪船公司開發(fā)了新型節(jié)能集裝箱船，提高了能源利用率，其首批建造的12艘新型低碳減排船每年可減少碳排放量超過1萬t，對促進(jìn)內(nèi)河航運(yùn)業(yè)的低碳發(fā)展具有重大意義[11]。

3.1.2 岸電使用情況

船舶在靠港期間使用岸電是降低船舶碳排放的有效措施。目前，我國的上海港、天津港和深圳港等港口已開始為靠泊船舶提供岸電，其中深圳港還鼓勵船舶在靠港期間使用清潔燃料并給予補(bǔ)貼。但是，由于港口岸電的接口、額定電壓和頻率等方面的標(biāo)準(zhǔn)并沒有完全統(tǒng)一，導(dǎo)致港口在接駁岸電設(shè)施時遇到了一定的困難，限制了船舶在靠泊期間使用岸電的規(guī)模。同時，總體來說，我國港口岸電基礎(chǔ)設(shè)施還不健全，導(dǎo)致總體使用率偏低。

3.1.3 碳排放交易進(jìn)展

我國自2021年起就不斷加快建立碳交易市場。2021年3月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《碳排放權(quán)登記管理規(guī)則(試行)》《碳排放權(quán)交易管理規(guī)則(試行)》和《碳排放權(quán)結(jié)算管理規(guī)則(試行)》，對碳排放權(quán)的登記、交易和結(jié)算管理做出了規(guī)定。2021年7月，備受矚目的全國碳市場正式上線交易。碳交易是未來發(fā)展的必然趨勢，“十四五”期間，全國性碳交易市場將逐步納入鋼鐵、化工和建材等高碳排放行業(yè)，船舶修造業(yè)供應(yīng)端將率先面臨碳減排壓力，這會給航運(yùn)業(yè)帶來一定的倒逼效應(yīng)。因此，航運(yùn)業(yè)要做好碳資產(chǎn)管理工作。

3.2 我國航運(yùn)業(yè)低碳發(fā)展存在的主要問題

3.2.1 政策和規(guī)劃

我國缺乏船舶零碳發(fā)展的國家規(guī)劃和行業(yè)規(guī)劃，減排計劃和階段性目標(biāo)尚未明確。已頒布的《溫室氣體排放核算方法和報告指南》并未涵蓋航運(yùn)業(yè)，全國僅有上海市于2016年頒布了針對水運(yùn)行業(yè)的《上海市水運(yùn)行業(yè)溫室氣體排放核算與報告方法(試行)》?！妒〖壎趸寂欧胚_(dá)峰行動方案編制指南》針對國際遠(yuǎn)洋運(yùn)輸業(yè)僅要求提供排放量數(shù)據(jù)，并沒有明確指出核算邊界和方法，這給航運(yùn)業(yè)獲取相關(guān)企業(yè)的碳排放總量、確定碳減排時間節(jié)點(diǎn)和規(guī)劃對策帶來了困難。

3.2.2 創(chuàng)新驅(qū)動力

與航運(yùn)業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家相比，我國在船舶和港口的低碳化發(fā)展方面創(chuàng)新性不足，目前僅處于滿足國際公約或地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)的要求階段。部分航運(yùn)企業(yè)過于重視運(yùn)營成本，多采取直接引進(jìn)國外技術(shù)的方式實施碳減排，這在一定程度上抑制了我國相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。因此，需大力提升我國航運(yùn)企業(yè)的創(chuàng)新能力，增強(qiáng)科技創(chuàng)新的能動性，從而更穩(wěn)定地推進(jìn)我國航運(yùn)業(yè)的低碳發(fā)展。

3.2.3 激勵措施與相關(guān)資金配套

不少航運(yùn)企業(yè)缺乏系統(tǒng)性和可操作性強(qiáng)的低碳發(fā)展規(guī)劃，企業(yè)和科研院所的研究力量及資源整合利用率不高。若政府部門的統(tǒng)籌監(jiān)管、干預(yù)和激勵機(jī)制不明確，僅靠航運(yùn)企業(yè)自身完成低碳任務(wù)，會限制企業(yè)低碳發(fā)展的積極性。

4 科技發(fā)展帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

4.1 低碳科技發(fā)展帶來的機(jī)遇

4.1.1 零碳燃料的引入

國際航運(yùn)公會(International Chamber of Shipping，ICS)于2020年11月發(fā)布了《促進(jìn)第四次推動系統(tǒng)革命》的報告，闡述了加速技術(shù)研發(fā)，推動船舶動力燃料系統(tǒng)革命，到21世紀(jì)末實現(xiàn)零碳航運(yùn)的迫切性，同時認(rèn)為動力系統(tǒng)革命是實現(xiàn)IMO碳減排目標(biāo)的必然途徑。據(jù)預(yù)測，2030—2040年采用氫燃料、環(huán)保氨燃料、核能和風(fēng)能輔助驅(qū)動的船舶動力技術(shù)方案將大幅增多。因此，引入零碳能源是船舶成功實現(xiàn)零碳排放最重要的一步[12]。

4.1.2 多元化能源技術(shù)的應(yīng)用

在未來的幾十年內(nèi)，現(xiàn)有的新能源技術(shù)將在船舶燃料動力系統(tǒng)領(lǐng)域得到大量應(yīng)用。根據(jù)IEA的預(yù)測，未來航運(yùn)動力系統(tǒng)有可能大量使用環(huán)保氨、甲醇和二甲醚等低碳能源。環(huán)保氨燃燒產(chǎn)生的溫室氣體主要為氮氧化物，可利用船上已有的脫氮裝置有效消除，而在內(nèi)燃機(jī)中使用甲醇和二甲醚燃料可實現(xiàn)碳減排約10%[12]。

氫燃料電池技術(shù)已在汽車行業(yè)得到大力發(fā)展，但目前僅處于開發(fā)試驗階段。在船上應(yīng)用氫燃料電池可實現(xiàn)能源高效利用和零碳排放，有難以替代的優(yōu)越性?，F(xiàn)階段，很多國家和地區(qū)的航運(yùn)企業(yè)都在加緊布局燃料電池船舶市場。

核燃料技術(shù)目前僅在商用船舶上使用，可實現(xiàn)零碳排放，且僅需一個小反應(yīng)堆即可實現(xiàn)，不僅使用年限長，而且不需要加注燃料，相對便捷。但是，考慮到核能的特殊性和安全性，不適宜在國內(nèi)航運(yùn)線路上應(yīng)用。

4.1.3 船舶碳捕獲與封存方案

為實現(xiàn)零碳排放，除了從源頭(即燃料動力)上尋找解決方案以外，降低燃料燃燒之后的CO2排放量也是很重要的一個方面。目前，國內(nèi)外正大力開展船舶碳捕獲與封存(Carbon Capture and Storage, CCS)項目，日本于2021年8月在船上開展了CCS實船試驗。在現(xiàn)有的船用CCS技術(shù)研究項目中，有一個設(shè)想是在船上安裝一套CO2捕獲裝置，采用化學(xué)吸收法捕獲CO2，將捕獲的CO2壓縮或液化之后制成干冰貯存，并利用成熟的海上技術(shù)將其運(yùn)輸?shù)胶５壮练e物中封存。在該技術(shù)中，碳捕捉和碳貯存是最主要的攻關(guān)點(diǎn)。對于碳封存，由于船舶本身無法承載大量的干冰，目前考慮采取的方案是丹麥船級社與其他公司聯(lián)合提出的用機(jī)械臂將固化的CO2拋投至500 m以下的深海海床上。

4.2 零碳排放面臨的挑戰(zhàn)

4.2.1 資金來源

目前船舶零碳技術(shù)尚未形成規(guī)模，也尚未應(yīng)用于大型遠(yuǎn)洋船舶上，其候選零碳燃料(如氨、氫氣和電池等)系統(tǒng)有待大量研發(fā)。這些研發(fā)需投入大量的資金和人力，初步預(yù)計，需花費(fèi)約1 萬億美元才能實現(xiàn)2050 年的碳減排目標(biāo)，因此必須依靠航運(yùn)企業(yè)和相關(guān)組織共同努力才能完成該任務(wù)。2019年，有航運(yùn)組織提出航運(yùn)公司應(yīng)為船舶額外支付每噸燃料2美元的稅款，將這些稅款匯總成為海事研究基金，促進(jìn)“海事零碳技術(shù)的應(yīng)用研究和開發(fā)(包括船舶原型的開發(fā))”，很多航運(yùn)組織和國家都予以支持，該基金設(shè)立之后將會是幫助航運(yùn)業(yè)填補(bǔ)替代燃料和零排放技術(shù)投資缺口的一項重要資金來源。

4.2.2 零碳燃料的適用性

零碳燃料對船舶發(fā)動機(jī)升級換代的要求較高?，F(xiàn)有船舶發(fā)動機(jī)主要適宜采用傳統(tǒng)化石能源，采用新的零碳燃料之后，必須驗證其對新能源的適應(yīng)性。若需對現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)進(jìn)行改造或更換，需投入大量資金。同時，目前對于何種能源將成為主力零碳燃料還沒有定論，船舶發(fā)動機(jī)的升級改造方向也無法確認(rèn)。

零碳燃料空間占比通常比較大。大型遠(yuǎn)洋船舶的航程通常較長，需攜帶大量的燃料。現(xiàn)有的候選零碳燃料(如環(huán)保氨和氫)的能量密度較低，這意味著其空間占比將比傳統(tǒng)燃料大，這勢必會占用貨物運(yùn)輸空間，降低航運(yùn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。利用電池驅(qū)動船舶引擎的技術(shù)目前僅處于研發(fā)階段，按船舶動力需求計算，若使用純電力驅(qū)動，一艘大型集裝箱船1周的電池需求量將達(dá)到7萬塊特斯拉S85電池[12]，船舶根本不可能攜帶如此多的電池，這給船舶使用純電力驅(qū)動加大了難度，也給航運(yùn)業(yè)去碳化帶來了比較大的難題[13]。

若使用零碳燃料，成本將大幅增加。由于目前零碳燃料的需求量不大，并沒有實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，因此零碳能源的成本比化石能源高，對于追求經(jīng)濟(jì)效益的航運(yùn)業(yè)而言，燃料成本上漲無疑會增大航運(yùn)企業(yè)采用低碳能源的難度。同時，目前零碳燃料產(chǎn)能不足,受原材料供給、制能技術(shù)和安全性等因素的制約，尚未大規(guī)模生產(chǎn)，以目前的生產(chǎn)規(guī)模還不能滿足全球航運(yùn)業(yè)日益增長的能源需求。因此，僅依賴新的船舶燃料可能在沿海和區(qū)域的航運(yùn)中實現(xiàn)IMO既定目標(biāo)，但無法在遠(yuǎn)洋航運(yùn)中實現(xiàn)該目標(biāo)，因此航運(yùn)業(yè)必須研究其他新技術(shù)[14]。

4.2.3 新能源的安全性

船舶燃料的安全性一直是國內(nèi)外公認(rèn)的重要問題。按照船舶現(xiàn)有的化石能源動力系統(tǒng)，燃料使用技術(shù)和流程已非常成熟，但仍存在一定的安全隱患。一旦使用環(huán)保氨和氫氣等零碳燃料，由于這些燃料本身的化學(xué)性質(zhì)有很大的不同，加上船舶機(jī)艙的空間較小，會產(chǎn)生多大的安全風(fēng)險尚無法預(yù)測，這為新燃料技術(shù)在船上應(yīng)用帶來了一定的困難[15-16]。

4.2.4 船舶CCS技術(shù)

目前船舶采用CCS技術(shù)的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在船上可安裝相關(guān)裝置的空間有限。另外，貯存CO2的安全性、捕獲CO2并將其制成干冰或液態(tài)CO2需消耗的能源情況也需考慮。碳捕捉與固化貯存系統(tǒng)的能耗直接影響該技術(shù)的應(yīng)用成本。目前該技術(shù)尚未成熟，碳捕獲量較低，其應(yīng)用成本遠(yuǎn)高于碳交易的價格，難以促進(jìn)船舶碳捕捉與固化貯存系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展。

在CCS裝置體積方面，已有人員對船用CCS技術(shù)的可行性和解決方案進(jìn)行研究，提出了小型捕獲裝置方案，若考慮安全性和能耗等其他因素，還需進(jìn)一步縮減CCS裝置的布置空間。

在安全性方面，船舶貯存液態(tài)CO2的技術(shù)要求可參考《國際散裝運(yùn)輸液化氣體船舶構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則》，也可參考液化石油氣(Liquefied Petroleum Gas，LPG)運(yùn)輸船的技術(shù)要求或CO2儲罐相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。若將CO2制成干冰拋投至指定海域，考慮到拋投方式、拋投區(qū)域和拋投給海洋環(huán)境帶來的潛在風(fēng)險，IMO各締約國還未對此達(dá)成一致意見，甚至已有海洋保護(hù)組織向IMO提出深切關(guān)注碳捕獲干冰拋投可能帶來的危害。另外，限定拋投區(qū)域與船舶運(yùn)輸路線不同也會給航運(yùn)業(yè)帶來額外的成本和能源消耗[17]。

5 應(yīng)對建議

從國際和國內(nèi)航運(yùn)業(yè)低碳發(fā)展的趨勢出發(fā)，對我國航運(yùn)業(yè)的零碳發(fā)展提出以下幾點(diǎn)建議：

1) 加快制定碳排放法律法規(guī)。

密切關(guān)注并積極參與重要國際公約中有關(guān)碳排放的條款的制定和實施，加快國內(nèi)碳排放法律法規(guī)的制定。編制航運(yùn)業(yè)碳減排方面的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)航運(yùn)業(yè)能源消耗和碳排放核定及盤查等工作。建立節(jié)能減排技術(shù)和產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)評價體系和評估規(guī)范，推進(jìn)航運(yùn)業(yè)節(jié)能減排的鑒定和評估工作。研究制定航運(yùn)業(yè)節(jié)能減排技術(shù)政策，篩選碳排放消減技術(shù)和產(chǎn)品。做好政策支撐和應(yīng)對措施的準(zhǔn)備工作，提升我國的行業(yè)話語權(quán)。充分發(fā)揮政策導(dǎo)向作用，加強(qiáng)節(jié)能減排宣傳培訓(xùn)。通過多種形式宣傳航運(yùn)業(yè)碳減排工作的重要意義、相關(guān)法律法規(guī)和國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗，加強(qiáng)宣傳載體建設(shè)，建立行業(yè)節(jié)能減排工作信息溝通平臺，樹立行業(yè)低碳發(fā)展的企業(yè)文化。

2) 優(yōu)化碳捕獲后CO2處置方案。

由于船舶的特殊性，采用船舶碳捕獲技術(shù)捕獲的CO2無法實現(xiàn)在陸地上利用或封存，因此捕獲后CO2的處置方案是船舶碳捕獲技術(shù)成功實施的關(guān)鍵。根據(jù)不同的航線和船舶類型優(yōu)化捕獲后CO2利用方案。若采用液體儲存再利用方案，則需重點(diǎn)考慮減少船舶載貨空間損失的經(jīng)濟(jì)效益和提高捕獲CO2的純度問題；若采用以固體的方式進(jìn)行海洋封存的方案，則需考慮制成干冰可能增加的能源消耗和CO2在海洋封存過程中的損失等，尤其是優(yōu)化拋投區(qū)域和拋投裝置設(shè)計等問題?？傮w來說，液體存儲再利用方案可能更適用于國內(nèi)航線船舶，而以固態(tài)方式進(jìn)行海洋封存的方案更適用于遠(yuǎn)洋航行船舶，可優(yōu)先對散貨船和集裝箱船開展實船驗證。近年來歐洲的碳稅逐漸升高，而這更有利于減少船舶碳捕獲及后續(xù)實施CO2處置方案帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

3) 制訂零碳燃料應(yīng)用方案。

對于船舶來說，可考慮利用鋼鐵行業(yè)捕獲的CO2和清潔能源制成甲醇作為船上燃料供給的碳中和方案。甚至可考慮在船上安裝碳捕獲裝置和風(fēng)能或太陽能裝置制造甲醇保證船舶燃料自身供給，以此解決甲醇燃料供應(yīng)問題。但是，無論是以甲醇和氨為燃料的船舶，還是雙燃料船舶，都必須考慮各種因素，包括能量密度、新動力系統(tǒng)的要求，燃料供給和補(bǔ)給的便利性等。不同尺度的船舶可考慮采取多燃料推進(jìn)的優(yōu)化方案，比如液化天然氣(Liquefied Natural Das，LNG)和甲醇在雙燃料系統(tǒng)中的應(yīng)用。另外，根據(jù)不同的航線優(yōu)化零碳燃料應(yīng)用方案：對于近岸運(yùn)輸船舶而言，燃料電池和氫電池相對合適，或考慮將風(fēng)能和氫燃料電池組合作為動力源驅(qū)動船舶行駛；對于跨洋航行的大型船舶而言，可能需選擇甲醇或氨作為燃料，甚至可采用雙燃料作為動力源驅(qū)動船舶行駛。

4) 充分利用碳金融手段。

建立健全航運(yùn)業(yè)碳減排資金激勵機(jī)制，設(shè)立專項資金推行以獎代補(bǔ)政策。加強(qiáng)不同層次的航運(yùn)業(yè)節(jié)能減排專項資金監(jiān)管，逐步形成以國家和地主政府資金為引導(dǎo)，以企業(yè)資金為主體的航運(yùn)業(yè)碳減排投入機(jī)制，拓寬行業(yè)節(jié)能減排的融資渠道。加快推進(jìn)航運(yùn)業(yè)碳稅和碳交易機(jī)制的建立，二者代表著2種不同的機(jī)制，相輔相成。對于我國這樣的經(jīng)濟(jì)規(guī)模大、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的國家而言，僅靠碳交易難以實現(xiàn)IMO既定的碳減排目標(biāo)，面對國內(nèi)外壓力，碳稅與碳交易并行很可能才是最有效的解決方案。

6 結(jié) 語

總體上看，當(dāng)前航運(yùn)業(yè)的發(fā)展趨勢是向“零碳排放”轉(zhuǎn)型，但I(xiàn)MO在國際海運(yùn)業(yè)溫室氣體減排方面的進(jìn)展與其目標(biāo)還有較大的距離，21世紀(jì)末實現(xiàn)零碳排放的任務(wù)還很艱巨。航運(yùn)業(yè)需從能源結(jié)構(gòu)、船舶推進(jìn)系統(tǒng)、船體設(shè)計及運(yùn)營和CO2捕獲等各方面綜合開展減碳行動。同時，需從政策、法律、金融和稅收等各方面采取保障性措施。我國作為航運(yùn)大國，“碳達(dá)峰、碳中和”的發(fā)展目標(biāo)對于我國航運(yùn)業(yè)而言既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)，只有將航運(yùn)業(yè)整體協(xié)調(diào)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)有機(jī)結(jié)合起來，才能實現(xiàn)航運(yùn)活動與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。