基于“Fit for 55”草案的大型集裝箱船營運碳排放分析

周 旭 王 楠

（南通中遠(yuǎn)海運川崎船舶工程有限公司 南通 226005）

0 引言

歐盟委員會于2019 年12 月提出了應(yīng)對氣候變化的“歐洲綠色協(xié)議”，以此推動歐盟經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)的“綠色發(fā)展”。為此，2021年7月，歐盟委員會通過了“Fit for 55”一攬子草案[1]，旨在使歐盟在2030 年前將溫室氣體凈排放量相對于1990 年至少減少55%。在航運業(yè)方面，“Fit for 55”則是基于市場機(jī)制措施來降低船舶的碳排放，本著“誰排放誰繳費”的原則，直接將船舶在歐盟區(qū)內(nèi)的碳排放以稅費的形式體現(xiàn)。這就意味著今后進(jìn)入歐盟區(qū)內(nèi)的船舶，若不滿足“Fit for 55”的要求，將需繳納一筆可觀的歐盟稅費，并且今后很可能擴(kuò)展至全球海域。

“Fit for 55”的實施在一定程度上能夠推動航運業(yè)向低碳或零碳燃料發(fā)展。從航運公司的角度來看，在“Fit for 55”乃至今后國際海事組織（international maritime organization,IMO）市場機(jī)制實施之后，如何最大程度地降低船隊繳納的費用，應(yīng)是首要關(guān)注的問題，因此有必要對碳排放的市場機(jī)制進(jìn)行分析。論文對歐盟“Fit for 55”草案進(jìn)行研究，總結(jié)了影響稅費的主要因素，并以某艘大型集裝箱船為研究對象，具體分析降低歐盟稅費的主要措施，為船舶設(shè)計及船東營運等提供參考。

1 歐盟“Fit for 55”草案

“Fit for 55”草案對航運業(yè)的影響主要體現(xiàn)在將航運業(yè)碳排放納入歐盟碳交易系統(tǒng)（European union emission trading system,EU ETS）、海上運輸 中使用可再生和低碳燃料（FuelEU maritime ）立法草案、修訂替代燃料基礎(chǔ)設(shè)施法規(guī)以及修訂能源稅收指令等4 個方面，而涉及歐盟稅費具體表現(xiàn)為歐盟碳稅、FuelEU 罰金和能源稅，并且這三者的費用是累加的。雖然目前正式的“Fit for 55”文件尚未發(fā)布，具體的要求仍可能有所變更，但分析方法依然可以借鑒。

1.1 歐盟碳稅

2024 年1 月1 日以后，針對超過5 000 總噸的貨船或客船，在歐盟區(qū)航程及在歐盟港口停泊時所產(chǎn)生的碳排放需要繳納碳稅[2]。這里的歐盟區(qū)航程指歐盟港口與非歐盟港口間50%航程，以及歐盟港口之間100%航程。如果船舶無法繳納所要求的碳稅，將有可能被拒絕進(jìn)入歐盟港口。

根據(jù)碳稅的定義，可以總結(jié)出如式（1）所示的碳稅計算公式：

式中：PE為所需要繳納的碳稅，歐元；Fi為船舶在歐盟航程內(nèi)燃料i的消耗，t；CFi為燃料i的碳轉(zhuǎn)化系數(shù)，即每噸燃料燃燒時產(chǎn)生的碳排放量；Pc為歐盟碳交易系統(tǒng)中的碳價，歐元/t；Z為折減因子（其中：2024 年為40%，2025 年為70%，2026年及以后為100%）。

1.2 FuelEU罰金

針對超過5 000 總噸的商船，自2025 年1 月1日以后，在歐盟區(qū)航程內(nèi)，若所消耗的燃料不滿足FuelEU 的要求，需要征收一定的罰金[3]。FuelEU是以燃料在全生命周期內(nèi)的溫室氣體強(qiáng)度作為計算罰金的基礎(chǔ)，具體的原則是：相比于溫室氣體強(qiáng)度的年度基線值，從2025 年起，若當(dāng)年度所使用燃料的溫室氣體強(qiáng)度低于年度基線值，則無需繳納罰金；當(dāng)燃料的溫室氣體強(qiáng)度高于年度基線值，高出的部分需要繳納罰金。對于船隊中多個船舶，可以將合規(guī)余額集中起來使用，以實現(xiàn)余額盈余的船舶彌補(bǔ)同一船隊中余額不足的船舶。年度基準(zhǔn)值按式（2）計算：

式中：Gbas為當(dāng)年度溫室氣體（CO2）強(qiáng)度基準(zhǔn)線，g/MJ；Gref為2020 年航運業(yè)溫室氣體（CO2）強(qiáng)度的平均值,取91.16 g/MJ；ZG為年度折減因子，其值如表1 所示。

表1 FuelEU 年度折減因子

燃料在全生命周期內(nèi)的溫室氣體（CO2）強(qiáng)度的公式[4]比較復(fù)雜，可簡化為式（3）：

式中：GWtW為燃料在全生命周期內(nèi)的碳排放強(qiáng)度、GWtT為燃料從開采到上船之間所有的碳排放強(qiáng)度、GTtW為燃料在船上燃燒產(chǎn)生的碳排放強(qiáng)度，三者單位均為g/MJ。

FuelEU 罰金的計算公式見式（4）和下頁 式（5）：

式中：Δm為合規(guī)余額，t；Gact為燃料實際的平均溫室氣體（CO2）強(qiáng)度，g/MJ；Q為所有燃料在一段時間內(nèi)產(chǎn)生的能量，MJ；PF為FuelEU 罰金，歐元。

1.3 修訂能源稅收指令

對于在歐盟經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)出售的并且用于歐盟經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)航程的燃料以及加到船上的電能，需要征收如表2 所示的能源稅[5]。

表2 不同燃料的能源稅 歐元/GJ

2 歐盟稅費計算

為進(jìn)一步分析船舶在歐盟經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)所繳納的稅費，本文以1 艘萬箱級的集裝箱船作為研究對象，航線為亞歐航線。假定不考慮硫排放區(qū)內(nèi)的燃油切換，整個航線以低硫重油航行，可得到如表3 所示的燃油消耗情況。計算歐盟稅費時，假設(shè)每年的歐盟碳價保持80 歐元/t 不變，最終得到從2026 年起每年繳納的歐盟稅費如圖1 所示。

圖1 集裝箱船燃油每年繳納的不同稅費對比

表3 亞歐航線上的燃油消耗（往返）

圖1 表明，對于低硫重油，碳稅和能源稅每年繳納的費用是固定的，而FuelEU 罰金則隨著年份的增加迅速上升；能源稅相比于其他2 項的費用較??；前9 年，碳稅的費用比FuelEU 罰金高，說明這期間使用碳轉(zhuǎn)化系數(shù)低的燃料可以有效降低歐盟稅費；2035 年之后，F(xiàn)uelEU 罰金急劇增加，此時全生命周期內(nèi)碳強(qiáng)度指數(shù)低的燃料會體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。

假設(shè)船舶從2026 年開始運營，運營25 年總計需要繳納歐盟稅費近6 億歐元。這將是筆巨額費用，其中歐盟碳稅占比約28%、FuelEU 罰金占比約68%、能源稅占比約4%，說明碳稅和FuelEU罰金在歐盟稅費中占主導(dǎo)作用。從運營年份來看，前14 年稅費增長比較平緩，約占25 年總稅費的30%；后10 年FuelEU 罰金急劇增加，導(dǎo)致后10年稅費占總稅費的70%。由此可見，從長期來看，使用全生命周期內(nèi)溫室氣體強(qiáng)度低的燃料（如“綠色”燃料）將更有前景。

通過上述分析，影響歐盟碳費P的因素可由式（6）表示：

式中：F為單位時間內(nèi)的燃料消耗，主要與船舶線型、推進(jìn)效率等設(shè)計性能有關(guān)；CF為燃料的碳轉(zhuǎn)化系數(shù)；Gwtw為全生命周期內(nèi)的溫室氣體強(qiáng)度，g/MJ；D為歐盟區(qū)航程，主要與航線以及停靠的港口有關(guān)；Pc為歐盟碳交易系統(tǒng)中碳的價格，歐元。

提升船體設(shè)計性能的方式主要包括優(yōu)化船體線型、船機(jī)槳匹配、節(jié)能附體、風(fēng)推力或氣泡減阻技術(shù)等，這些措施可以降低船舶的燃油消耗，但節(jié)能效果有限[6-8]。在短期（5～ 10 年內(nèi)）歐盟稅費不高的情況下，可以作為降低稅費的措施；但從中長期來看，并不能大幅降低歐盟稅費。

3 降低歐盟稅費的措施

3.1 降低歐盟區(qū)航程

根據(jù)表3 的航程信息，航線中新加坡港到比雷埃夫斯港的距離為5 700 n mile，占整個單航程的47.5%，這部分航程的一半將參與歐盟稅費的計算。因此，可以考慮在進(jìn)入歐盟之前增加?？扛鄣姆绞綔p少歐盟區(qū)航程。比如在新加坡港和比雷埃夫斯港之間加靠A 港，其中A 港位于歐盟區(qū)外，并且能滿足?？咳f箱級集裝箱船的要求。

加靠港口將增加相應(yīng)的費用，包括?？扛劭诘某杀?、靠港增加航期的成本、燃料成本、港口的擁堵成本及貨物延期成本等，這些成本將會隨著不同的因素產(chǎn)生波動。為評估增加港口對降低歐盟稅費的影響，假設(shè)加靠港的費用固定，并且每次的固定費用考慮0 歐元、30 萬歐元、50 萬歐元和80 萬歐元這4 種方案進(jìn)行研究，實際情況下可根據(jù)實際費用進(jìn)行計算。計算得到加港后的年度歐盟稅費，并與加港前進(jìn)行對比，如圖2 所示。

圖2 加港前后年度累計的歐盟總費用對比

由圖2 可見，若不考慮加港費用，加靠A 港營運25 年可節(jié)省約35%的費用，且節(jié)省的比值基本與歐盟區(qū)航程減少的比值一致；若考慮30 萬歐元的加港費用，相比加港前，營運25 年總計節(jié)省約23%的費用；若考慮50 萬歐元的加港費用，則在2040 年前，加港并未體現(xiàn)費用優(yōu)勢，僅在隨后的10 年內(nèi)方可體現(xiàn)該優(yōu)勢；若考慮80 萬歐元加港費用，很明顯直到營運的第23 年，加港才體現(xiàn)價格優(yōu)勢。因此加靠額外港口雖可降低歐盟稅費，但需要進(jìn)行詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)性論證。另外，從降低全球碳排放的角度看，增加額外港口并不能有效降低航運業(yè)的碳排放，而且歐盟未來有可能將歐盟區(qū)外部的航線也納入EU ETS 中，以規(guī)避加港帶來的避稅措施。

3.2 低碳或零碳燃料的應(yīng)用

低碳或零碳燃料無疑是今后降低航運業(yè)碳排放最直接的措施，同時也是降低歐盟稅費最有效的方式。為分析低碳或零碳燃料的應(yīng)用，并考慮燃料在全生命周期內(nèi)的碳排放，本文對比了包括低硫重油、化石LNG、化石甲醇、化石氨與綠色甲醇等5 種典型的船用替代燃料，其中化石燃料為自然界天然存在，而綠色燃料是通過綠色技術(shù)合成得到，在燃料的生產(chǎn)、運輸?shù)冗^程中不產(chǎn)生碳排放。當(dāng)然，還有很多可用的替代燃料（如生物燃料、氫燃料等），在此不進(jìn)行一一對比。表4 給出了所選燃料的特 性[5,9]。在不考慮前期投入成本以及不同燃料成本的前提下，僅對比歐盟碳稅，其計算結(jié)果如圖3 所示。

圖3 不同燃料年度累計的歐盟總費用對比

表4 不同燃料的特性

圖3 表明，使用不同燃料對歐盟稅費的結(jié)果有很大的影響?；状己突痹谌芷谙聹厥覛怏w強(qiáng)度比燃油高，因此它們的FuelEU 罰金相對較高，導(dǎo)致總稅費遠(yuǎn)高于燃油，故不建議使用。化石LNG 采用了先進(jìn)的高壓系統(tǒng)以降低甲烷的逃逸，雖然成本較高，但相對燃油，其前期可以顯著降低歐盟稅費。不過自2040 年以后，F(xiàn)uelEU 罰金顯著增加，導(dǎo)致歐盟稅費也會逐漸增加。綠色甲醇的溫室氣體強(qiáng)度低，在2050 年之前不需要繳納FuelEU 罰金。相較LNG 高壓系統(tǒng)，綠色甲醇的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢將在2040 年以后逐漸體現(xiàn)。由此可見，選用LNG 燃料（尤其是高壓系統(tǒng)）在短期內(nèi)可以降低歐盟稅費，但長期來看，綠色燃料將是降低歐盟稅費的主要措施之一。

雖然綠色燃料有比較理想的減排以及降低歐盟稅費的優(yōu)勢，但是若考慮燃料成本，短期內(nèi)綠色燃料并無明顯優(yōu)勢。盡管如此，隨著全球減排的深入以及歐盟碳價的上升，綠色燃料成本及產(chǎn)量在市場的帶動下，預(yù)計會得到很好的解決，屆時，其優(yōu)勢將會迅速顯現(xiàn)。

3.3 組合燃料的應(yīng)用

雖然綠色燃料能夠明顯降低歐盟稅費，但是其受產(chǎn)量、技術(shù)及成本等因素的制約，當(dāng)前并沒有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢?？紤]到FuelEU可以通過多艘船舶集中履約，因此可以采用一部分船舶使用綠色燃料，剩下的船舶使用常規(guī)燃料的方式來過渡，以降低現(xiàn)階段歐盟的稅費；待綠色燃料的產(chǎn)量上升、成本降低之后，再全部使用綠色燃料，這種方式顯然更加靈活。

假設(shè)船隊一共有8 艘萬箱級甲醇雙燃料集裝箱船，分別以低硫重油和綠色甲醇燃料為例，分析采用組合方式對歐盟稅費的影響。對于船隊的平均溫室氣體強(qiáng)度GF可根據(jù)燃料的能量進(jìn)行加權(quán)平均得到，并且甲醇燃料需要考慮點火油的影響，其計算公式如式（7）所示：

式中：Gi為燃料i的溫室氣體強(qiáng)度，g/MJ；Li為燃料i的熱值，MJ/t；Fi為燃料i的消耗量，t。

為進(jìn)一步對比組合燃料方式的效果，分析了5種不同的算例，如表5 所示。

表5 不同算例說明 美元/t

其中Case1 為均使用低硫重油的情況；Case2 至Case4 為采用1 艘綠色甲醇和7 艘低硫重油的組合方式，但綠色甲醇的價格則采用了高、中、低3 種不同的價格；Case5 為均采用綠色甲醇的情況，且綠色甲醇采用低價格計算。表中燃油價格是基于2022 年初平均價格進(jìn)行計算。最終計算結(jié)果如圖4 所示。

圖4 組合燃料方式經(jīng)濟(jì)性對比

圖4 中，縱軸成本僅考慮了歐盟碳費和燃料成本這2 個比較重要的支出。計算結(jié)果表明：盡管目前綠色燃料的成本很高，但是采用組合燃料的方式可以明顯降低歐盟稅費以及總的投入成本。Case4相比于Case5，在燃料成本相同的情況下，營運前20 年可節(jié)約近20%的成本；對比Case1 至Case4，綠色甲醇價格仍是總成本增加的主要因素，當(dāng)綠色甲醇的價格約在1 000 美元/t 時，Case2 的成本與Case1 相當(dāng)；隨著綠色甲醇價格的降低，Case3 和Case4 則體現(xiàn)出一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢；當(dāng)Case4 綠色甲醇價格與低硫重油價格相當(dāng)時，相比Case1 可降低12%～ 14%的成本。

4 結(jié)論

在歐盟“Fit for 55”草案的背景下，本文分析了歐盟稅費的組成部分以及影響參數(shù)，以某萬箱級集裝箱船為研究對象，提出了3 種降低歐盟稅費的措施。通過研究得到以下結(jié)論：

（1）歐盟稅費中，由于碳價的因素，短期碳費影響較大，采用碳轉(zhuǎn)化系數(shù)低的燃料可以有效降低歐盟稅費；但中長期FuelEU 罰金急劇增加，此時全生命周期內(nèi)溫室氣體強(qiáng)度低的綠色燃料具備降低歐盟稅費的優(yōu)勢。

（2）在解決了綠色燃料的產(chǎn)量和成本制約的前提下，綠色燃料將是降低歐盟稅費有效的方式之一。

（3）采用常規(guī)燃料和綠色燃料組合的方式可以作為當(dāng)前降低歐盟碳稅的過渡方式。