船用甲醇燃料的全生命周期分析及應(yīng)用

摘要：在當(dāng)前國(guó)際海事組織和歐盟對(duì)船用燃料全生命周期溫室氣體減排設(shè)定目標(biāo)的背景下，甲醇燃料表現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力。為明晰船用甲醇燃料全生命周期背景下的應(yīng)用情況，本文分析甲醇燃料的突出特點(diǎn)、分類及定義，解析馬士基應(yīng)用甲醇案例，基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織關(guān)于生命周期評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，分析船用甲醇燃料全生命周期的溫室氣體排放，最后結(jié)合國(guó)際海事組織和歐盟關(guān)于全生命周期燃料的規(guī)定，探討甲醇燃料在船應(yīng)用情況。預(yù)計(jì)隨著國(guó)際航運(yùn)溫室氣體減排政策的進(jìn)一步實(shí)施、甲醇相關(guān)技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，甲醇將有望成為一種重要的船用替代燃料。

關(guān)鍵詞：船舶；替代燃料；甲醇；生命周期；碳源

0 引 言

2023年7月，國(guó)際海事組織（International Maritime Organization，IMO）海上環(huán)境保護(hù)委員會(huì)（Marine Environment Protection Committee，MEPC）第80次會(huì)議審議通過(guò)《2023年IMO船舶溫室氣體減排戰(zhàn)略》（MEPC.377（80）號(hào)決議），提出具體目標(biāo)：“到2030年，應(yīng)用零或近零溫室氣體排放技術(shù)、燃料和/或能源的比例，至少占國(guó)際航運(yùn)所使用能源的5%，力爭(zhēng)達(dá)到10%”。同時(shí)，該戰(zhàn)略指出目標(biāo)水平應(yīng)考慮到IMO制定的《船用燃料全生命周期溫室氣體強(qiáng)度導(dǎo)則（LCA導(dǎo)則）》（MEPC.376（80）號(hào)決議）中所述的船用燃料全生命周期溫室氣體排放。2024年3月，MEPC 81次會(huì)議審議通過(guò)經(jīng)修訂的LCA導(dǎo)則，即《2024年LCA導(dǎo)則》（MEPC.391（81）號(hào)決議）。此外，歐盟2023/959指令將航運(yùn)業(yè)納入其碳排放交易體系，船公司須繳納相應(yīng)的碳配額；歐盟關(guān)于在海運(yùn)中使用可再生和低碳燃料的2023/1805條例（即FuelEU Maritime）將于2025年開(kāi)始實(shí)施；歐盟經(jīng)第三次重大修訂的《可再生能源指令》（歐盟2018/2001指令）已于2023年11月20日生效。

IMO和歐盟針對(duì)船舶溫室氣體（Greenhouse Gases，GHG）減排設(shè)定了分階段的定量減排目標(biāo)，并對(duì)零或近零GHG排放燃料提出了具體要求，以鼓勵(lì)船舶轉(zhuǎn)向使用替代燃料。當(dāng)前航運(yùn)零或近零GHG排放技術(shù)、燃料和/或能源在政策導(dǎo)向下發(fā)展迅速，這對(duì)實(shí)現(xiàn)GHG減排目標(biāo)至關(guān)重要。在這方面，甲醇燃料表現(xiàn)出巨大潛力[1]。

甲醇常溫下為液態(tài)、易于操作管理，燃燒排放性能優(yōu)良，對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)友好，目前船用甲醇動(dòng)力技術(shù)較為成熟[2]，已有多個(gè)成功應(yīng)用案例[3]，且現(xiàn)有船隊(duì)改裝成本合理[4]，加上甲醇全生命周期可實(shí)現(xiàn)零或近零GHG排放、供應(yīng)鏈基礎(chǔ)設(shè)施完善[5]、生產(chǎn)原料來(lái)源廣泛，因此甲醇被認(rèn)為是解決航運(yùn)脫碳問(wèn)題的重要燃料。然而，甲醇全生命周期脫碳屬性（即零或近零GHG排放的綠色性能）如何界定、生產(chǎn)甲醇的原料（如生物質(zhì)原料、可再生氫）是否充足和可持續(xù)、市場(chǎng)機(jī)制能否彌補(bǔ)甲醇生產(chǎn)成本等問(wèn)題影響船用甲醇燃料的推廣使用。

本文梳理分析甲醇相較傳統(tǒng)船用燃料的突出特點(diǎn)、分類及定義，解析馬士基應(yīng)用甲醇案例，基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Organization for Standardization，ISO）關(guān)于生命周期評(píng)價(jià)（Life Cycle Assessment，LCA）的標(biāo)準(zhǔn)，分析船用甲醇燃料全生命周期的GHG排放，最后結(jié)合IMO LCA導(dǎo)則、歐盟《可再生能源指令》（European Union Renewable Energy Directive，EU RED）、FuelEU Maritime關(guān)于全生命周期燃料的規(guī)定，探討甲醇燃料在船應(yīng)用情況。

1 甲醇燃料的突出特點(diǎn)及分類

1.1 理化特性

在理化特性方面，甲醇（CH3OH）與傳統(tǒng)的船用燃料（船用重/輕質(zhì)燃料油、船用重/輕柴油）有巨大差異，其突出特點(diǎn)是：

（1）燃燒排放性能優(yōu)良。甲醇分子中的C、H、O原子以單鍵結(jié)合，不含碳碳雙鍵、三鍵[6]，氧含量高達(dá)50%，不含硫元素，因此甲醇在內(nèi)燃機(jī)中燃燒更完全，不易產(chǎn)生碳煙，硫氧化物排放幾乎為零。此外，甲醇的汽化潛熱是傳統(tǒng)船用燃料的4倍左右，這在燃燒過(guò)程中可有效減少氮氧化物的生成[6]。

（2）需要更多存儲(chǔ)空間。甲醇的低熱值不到傳統(tǒng)船用燃料的一半，而密度差別不大，若甲醇的能量密度籠統(tǒng)地按傳統(tǒng)船用燃料的50%計(jì)，在船舶需要攜帶相同能量燃料的情況下，甲醇占用的存儲(chǔ)空間需要多出一倍。

（3）降碳性能優(yōu)良。即便不考慮全生命周期，從船端碳排放來(lái)看，綜合甲醇的低熱值、含碳量、燃燒做功效率等參數(shù)，甲醇相較船用重質(zhì)燃料油具有10.8%的降碳潛力[7]，可有效改善船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)、營(yíng)運(yùn)碳強(qiáng)度，且用化石原料生產(chǎn)的甲醇成本與船用低硫油相差不大[5]。

此外，在安全性方面，甲醇和汽油同屬一個(gè)級(jí)別，需要特別注意的是其燃燒火焰日光下不可見(jiàn)以及不可飲用[8-9]。

1.2 分 類

目前，IMO對(duì)于零或近零GHG排放燃料沒(méi)有定義，因而也無(wú)法定量去衡量燃料的GHG排放是零或近零。零或近零GHG排放燃料與綠色燃料之間也不能簡(jiǎn)單地畫(huà)等號(hào)。

根據(jù)甲醇生產(chǎn)的碳原料（生物質(zhì)、非生物質(zhì)）、能量來(lái)源（可再生、非可再生）進(jìn)行排列組合（生產(chǎn)甲醇的碳原料、能量來(lái)源見(jiàn)表1），按照是否可持續(xù)的原則[10-11]，目前市場(chǎng)上甲醇可籠統(tǒng)地分為生物源可再生電制甲醇（綠色甲醇）、大氣源可再生電制甲醇（綠色甲醇）、工業(yè)源可再生電制甲醇（藍(lán)色甲醇）、化石源不可再生甲醇（灰色甲醇）等幾類，見(jiàn)表1。隨著國(guó)際航運(yùn)碳減排目標(biāo)的提高，船舶對(duì)綠色甲醇、藍(lán)色甲醇有較大需求。

1.3 綠色甲醇的定義

目前，國(guó)際上對(duì)綠色甲醇亦無(wú)統(tǒng)一定義[5]和定量標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際可再生能源署和甲醇研究所的報(bào)告《創(chuàng)新前景可再生甲醇（2021）》指出，可再生甲醇的生產(chǎn)過(guò)程需要符合一系列環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)性標(biāo)準(zhǔn)，只有兩種方式制取的甲醇才能稱為可再生甲醇，即由生物質(zhì)生產(chǎn)的生物甲醇，以及通過(guò)使用可再生能源捕獲的CO2（具有碳捕獲和儲(chǔ)存功能的生物能源[Bioenergy with Carbon Capture and Storage，BECS]和直接空氣捕獲[Direct Air Capture，DAC]）和綠色氫氣（即可再生電力生產(chǎn)的氫氣）獲得的綠色電制甲醇。

筆者認(rèn)為綠色甲醇燃料是指通過(guò)可持續(xù)的可再生能源或者碳中和技術(shù)生產(chǎn)的、全生命周期零或近零GHG排放的甲醇燃料。關(guān)于近零GHG排放的定量問(wèn)題，可根據(jù)船用燃料LCA標(biāo)準(zhǔn)和具體減排政策來(lái)靈活確定。傳統(tǒng)的甲醇生產(chǎn)通常使用化石能源，例如天然氣或煤炭，而生產(chǎn)和使用傳統(tǒng)甲醇在全生命周期內(nèi)會(huì)釋放大量的CO2，對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。綠色甲醇生產(chǎn)則利用可再生能源如太陽(yáng)能、風(fēng)能等，將可再生的生物質(zhì)或碳捕的CO2轉(zhuǎn)化為甲醇，從而減少對(duì)環(huán)境的影響，并且有望實(shí)現(xiàn)碳中和。綠色甲醇作為船用替代燃料和氫能載體，在未來(lái)船舶能源轉(zhuǎn)型和減緩氣候變化方面具有重要作用。

2 馬士基關(guān)于甲醇的使用

馬士基制定了2040年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，在其2023年可持續(xù)發(fā)展報(bào)告中對(duì)綠色燃料的定義如下：與化石參考燃料相比，在其生命周期內(nèi)GHG排放量低至極低的燃料。根據(jù)生產(chǎn)途徑，不同的綠色燃料在生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)的GHG減排量也不同。所謂“低”，是指與化石燃料相比，在生命周期內(nèi)GHG減排量達(dá)到65%～80%的燃料?！皹O低”是指與化石燃料相比，在生命周期內(nèi)可減少80%～95%的GHG排放。

馬士基關(guān)于綠色燃料的定義定量規(guī)定了綠色燃料相對(duì)化石參考燃料的減排比例，沒(méi)有直接明確“生命周期內(nèi)GHG排放量”所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)。然而，馬士基根據(jù)LCA為綠色甲醇等非商品燃料制定了指南，強(qiáng)調(diào)對(duì)環(huán)境和社會(huì)潛在影響的評(píng)估，針對(duì)生物質(zhì)原料和綠色燃料確立了三大管理要素：

（1）認(rèn)證：所有生物燃料必須由第三方認(rèn)證；所有燃料必須具有可持續(xù)性證明（Proof of Sustainability，PoS）或同等證明；馬士基接受RSB（the Roundtable on Sustainable Biomaterials，可持續(xù)生物材料圓桌會(huì)議）和ISCC（the International Sustainability and Carbon Certification，國(guó)際可持續(xù)發(fā)展與碳認(rèn)證）認(rèn)證的燃料。

（2）生命周期GHG減排：燃料必須符合歐盟可再生能源指令（2018/2001）第29（10）條規(guī)定的最低減排量，即與化石參考燃料相比，生物燃料的減排量為65%，電制燃料的減排量為70%。

（3）原料：馬士基只接受廢料和殘?jiān)鳛樵?；林業(yè)廢料和殘?jiān)仨殎?lái)自FSC（Forest Stewardship Council，森林管理委員會(huì)）認(rèn)證的森林或同等資源。馬士基不接受任何第一代作物（如玉米、大豆、油菜籽、棕櫚、甘蔗、甜菜、向日葵、能源作物）或通常用作飼料的原料；不接受任何第一代木質(zhì)生物質(zhì)；不接受任何與棕櫚油有關(guān)的原料，包括棕櫚油生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢料和殘?jiān)希ㄈ缱貦坝蛷S廢水、空果穗、棕櫚脂肪酸餾分、廢漂白土油）。

除氣候變化外，馬士基還考慮環(huán)境指標(biāo)，包括生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)、資源和材料損耗、人類健康和生態(tài)毒性、空氣和水質(zhì)等因素。

對(duì)于電制甲醇，馬士基僅認(rèn)可使用生物源CO2作為原料，并將其與綠氫結(jié)合生產(chǎn)的甲醇。生物源CO2是一種廢料，產(chǎn)生自沼氣升級(jí)為生物甲烷過(guò)程，或生物質(zhì)發(fā)電廠、紙漿和造紙廠以及乙醇廠等，目前這些CO2排放到大氣中。氫氣必須是“綠色”的，即使用可再生電力通過(guò)電解水產(chǎn)生。

3 LCA標(biāo)準(zhǔn)及甲醇全生命周期GHG排放

3.1 ISO的標(biāo)準(zhǔn)

ISO 14040：2006《環(huán)境管理 生命周期評(píng)價(jià) 原則與框架》是一項(xiàng)關(guān)于LCA原則和框架的標(biāo)準(zhǔn)，其主要內(nèi)容概述如下：

（1）范圍：ISO 14040涵蓋LCA的整個(gè)過(guò)程，從LCA目標(biāo)和范圍開(kāi)始，到清單分析、評(píng)價(jià)結(jié)果的解釋和報(bào)告等。

（2）目標(biāo)和應(yīng)用：明確LCA的目標(biāo)，包括確定產(chǎn)品、過(guò)程或活動(dòng)的環(huán)境性能，并提供基于事實(shí)的信息以支持決策。

（3）定義：定義了LCA的術(shù)語(yǔ)，確保在實(shí)踐中的一致性和清晰性。

（4）系統(tǒng)邊界：確定LCA研究的邊界，包括對(duì)產(chǎn)品、過(guò)程或活動(dòng)的全生命周期的界定。

（5）功能單位：確定進(jìn)行比較的功能單位，即比較不同產(chǎn)品或過(guò)程提供的功能的效率。

（6）生命周期清單分析：包括對(duì)物質(zhì)和能量的投入和排放的定量評(píng)估，以及它們對(duì)環(huán)境的影響。

（7）生命周期影響評(píng)價(jià)：對(duì)生命周期清單的結(jié)果進(jìn)行解釋和評(píng)估，以確定對(duì)環(huán)境的潛在影響。

（8）解釋：解釋LCA結(jié)果的含義和不確定性，并提供信息以支持決策。

（9）報(bào)告：提供關(guān)于LCA結(jié)果的報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)，確保結(jié)果的透明和可比性。

（10）評(píng)審：鑒定某個(gè)LCA是否滿足方法學(xué)、數(shù)據(jù)、解釋和報(bào)告要求的過(guò)程，同時(shí)核查它是否符合基本原則。

總的來(lái)說(shuō)，ISO 14040：2006為L(zhǎng)CA提供了一致的方法和框架，以評(píng)估產(chǎn)品、過(guò)程或活動(dòng)的環(huán)境性能，為可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)提供了重要的決策支持工具。

3.2 船用甲醇燃料全生命周期GHG排放

甲醇全生命周期GHG排放涵蓋甲醇從生產(chǎn)到廢棄處理的整個(gè)過(guò)程中釋放到大氣中的GHG總量。這包括所有與甲醇相關(guān)的GHG排放，無(wú)論是直接排放還是間接排放，以及在整個(gè)生命周期中可能產(chǎn)生的GHG排放。理解船用甲醇燃料GHG排放全生命周期評(píng)估可從以下5個(gè)重要方面著手。

（1）范圍：全生命周期GHG排放包括生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用和廢棄處理等各個(gè)階段的GHG排放。這意味著需要考慮到所有可能與船用甲醇燃料相關(guān)的上船前、船端、下船后的GHG排放源。

（2）直接與間接GHG排放：直接排放是指直接由船用甲醇燃料本身產(chǎn)生的GHG排放，如船上燃燒甲醇釋放的CO2。間接排放則是指間接與船用甲醇燃料相關(guān)的GHG排放，如上船前的原料采集、產(chǎn)品生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、銷售、加注，以及下船后的廢棄處理等過(guò)程中產(chǎn)生的排放。

（3）系統(tǒng)邊界：為準(zhǔn)確評(píng)估船用甲醇燃料全生命周期GHG排放，需要明確定義系統(tǒng)邊界，包括對(duì)哪些環(huán)節(jié)和過(guò)程進(jìn)行考慮和計(jì)算，以及GHG排放的種類和數(shù)量。

（4）數(shù)據(jù)收集和計(jì)算：收集相關(guān)數(shù)據(jù)，并利用LCA方法計(jì)算甲醇燃料的全生命周期GHG排放。這可能涉及使用專業(yè)軟件或模型來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。

（5）綜合評(píng)估：船舶應(yīng)用甲醇燃料考慮整個(gè)產(chǎn)品或活動(dòng)的生命周期GHG排放，強(qiáng)調(diào)燃料的可持續(xù)性和對(duì)氣候變化的影響，提供更全面的評(píng)估，為減排措施的制定和實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)。

船用甲醇燃料全生命周期GHG排放計(jì)算步驟包括：

（1）確定全生命周期各環(huán)節(jié)GHG排放源。

（2）生產(chǎn)階段GHG排放計(jì)算：需要考慮原材料的采集、加工、運(yùn)輸以及甲醇生產(chǎn)過(guò)程中排放的GHG。生產(chǎn)過(guò)程中可能涉及使用化石燃料、電力等能源，這些能源的碳排放需要計(jì)入總體排放量中。

（3）運(yùn)輸、儲(chǔ)存和分配階段GHG排放計(jì)算：需要考慮甲醇從生產(chǎn)地到船端的運(yùn)輸過(guò)程中所產(chǎn)生的GHG排放。這包括甲醇的運(yùn)輸方式（如管道、卡車(chē)等），以及所用能源類型、任何泄漏損失。

（4）使用階段GHG排放計(jì)算：需要考慮甲醇在船端燃燒過(guò)程中排放的GHG，主要是CO2排放。這一部分排放量通常是根據(jù)燃料的理論燃燒產(chǎn)生的CO2量來(lái)計(jì)算的。

（5）處置階段GHG排放計(jì)算：需要考慮甲醇燃料在使用后的處置過(guò)程中可能產(chǎn)生的排放，例如甲醇?xì)埩粑锖蛷U棄物處理的GHG排放。

（6）吸收和抵消：如果適用，需要考慮甲醇生產(chǎn)或使用可能導(dǎo)致部分GHG的吸收或抵消，例如碳捕獲和封存技術(shù)或者利用可再生能源生產(chǎn)甲醇。

（7）驗(yàn)證和報(bào)告：對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，并根據(jù)適用的標(biāo)準(zhǔn)，編制全生命周期GHG排放報(bào)告。

在這些步驟中，需要考慮各種因素，例如甲醇生產(chǎn)過(guò)程中使用的能源和原料來(lái)源、生產(chǎn)技術(shù)的效率、運(yùn)輸距離和方式、船端燃燒轉(zhuǎn)換效率等，以準(zhǔn)確估算甲醇燃料的全生命周期GHG排放。

4 全生命周期燃料GHG排放的相關(guān)規(guī)則和政策

4.1 IMO LCA導(dǎo)則

IMO LCA導(dǎo)則是一項(xiàng)技術(shù)指南，為船用燃料和其他能源載體（如電力）的全生命周期溫室氣體排放強(qiáng)度評(píng)估提供指導(dǎo)。該導(dǎo)則涵蓋船用燃料全生命周期（有特定的邊界），即從原料開(kāi)采/種植/回收、原料轉(zhuǎn)化為燃料產(chǎn)品、運(yùn)輸和分配/加注、到船上的燃料使用，此外還考慮了船用燃料的可持續(xù)性，并定義燃料全生命周期標(biāo)簽。該標(biāo)簽包含有關(guān)燃料類型、原料（原料類型和原料性質(zhì)/碳源）、轉(zhuǎn)化/生產(chǎn)加工（加工類型和加工中使用的能源）、溫室氣體排放因子、混合燃料和可持續(xù)性主題等方面的信息。

考慮到碳源，LCA導(dǎo)則給出兩種關(guān)于船端溫室氣體排放因子（GHG emission factor，單位為gCO2eq/MJ）計(jì)算方法：（1）計(jì)算時(shí)不考慮碳源，因此不考慮ec和eccu；ec是指生物質(zhì)生長(zhǎng)產(chǎn)生的排放信用額，eccu是指用捕獲的CO2作為碳儲(chǔ)量生產(chǎn)合成燃料產(chǎn)生的排放信用額，且未在efecu（與原料開(kāi)采/種植/獲取/回收有關(guān)的排放）和ep（與原料加工和/或原料轉(zhuǎn)化有關(guān)的排放，以及與原料轉(zhuǎn)化為最終燃料產(chǎn)品包括發(fā)電有關(guān)的排放）中核算過(guò)。（2）計(jì)算時(shí)考慮了生物源燃料的碳源或由捕獲的碳制成的燃料的碳源，因此考慮ec和eccu。無(wú)論采用上述兩種計(jì)算方法中的哪一種，將對(duì)船用綠色燃料的界定產(chǎn)生重要影響。而與生物碳源、捕獲碳源相關(guān)的排放信用額，以及可持續(xù)性認(rèn)證，還有待IMO制定進(jìn)一步的指導(dǎo)方法。

此外，LCA導(dǎo)則明確根據(jù)混合燃料中每種燃料的能量比例確定相關(guān)的溫室氣體默認(rèn)值或?qū)嶋H排放因子（gCO2/MJ），計(jì)算時(shí)應(yīng)使用各種燃料成分能量的加權(quán)平均值。這對(duì)于計(jì)算甲醇與其他燃料的混合燃料的碳轉(zhuǎn)換系數(shù)等參數(shù)具有指導(dǎo)意義。

目前LCA導(dǎo)則尚未成熟可用[15]，LCA導(dǎo)則中沒(méi)有關(guān)于零或近零GHG排放燃料的定義，亦無(wú)定量規(guī)定船用燃料全生命周期GHG排放因子低于多少算“綠色”，因此也無(wú)法確認(rèn)哪種燃料為綠色。

4.2 EU RED

EU RED是歐盟制定的一項(xiàng)法規(guī)，旨在促進(jìn)可再生能源的發(fā)展和利用，減少對(duì)化石能源的依賴，以實(shí)現(xiàn)歐盟的氣候變化和能源安全目標(biāo)。該指令制定生物能源的可持續(xù)性標(biāo)準(zhǔn)，要求生物能源生產(chǎn)和使用過(guò)程符合一系列環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)包括土地使用變更、碳排放、生物多樣性保護(hù)等方面。為促進(jìn)可再生能源電力的發(fā)展，該指令規(guī)定了歐盟各成員國(guó)應(yīng)采取支持措施，以確?？稍偕茉吹母?jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)性。此外，該指令要求歐盟成員國(guó)建立和維護(hù)可再生能源的認(rèn)證和監(jiān)測(cè)體系，以確?？稍偕茉吹膩?lái)源和使用符合法規(guī)要求。

EU RED最初于2009年頒布，后經(jīng)過(guò)修訂和更新，目前的版本為RED III。RED III大幅提高了歐盟可再生能源發(fā)展指標(biāo)，要求至2030年歐盟總能源消費(fèi)中至少應(yīng)包含42.5%的可再生能源，目標(biāo)值為45%；設(shè)定可再生能源在交通領(lǐng)域的使用目標(biāo)，要求至2030年可再生能源占該行業(yè)全部能耗的29%，或減少14.5%的GHG排放，其中交通領(lǐng)域至少1%的能源來(lái)自非生物來(lái)源可再生燃料（Renewable Fuels of Non-Biological Origin，RFNBO），是指由非生物質(zhì)可再生能源所產(chǎn)生的液體或氣體的燃料，如綠氫。海運(yùn)行業(yè)至少1.2%的能源來(lái)自RFNBO。

EU RED規(guī)定對(duì)從化石來(lái)源捕集的CO2不給予扣除排放信用，來(lái)自生物質(zhì)或從大氣捕集的CO2才被稱為“可再生CO2”。顯然，這個(gè)規(guī)定較為苛刻。考慮到脫碳進(jìn)程，在EU RED補(bǔ)充條例中，歐盟對(duì)工業(yè)中捕集的CO2給予過(guò)渡期（2041年前），即由工業(yè)源CO2制備的甲醇可以暫認(rèn)為綠色甲醇，但全生命周期GHG排放不超過(guò)28.2 gCO2eq/MJ。

4.3 FuelEU Maritime

FuelEU Maritime基于全生命周期，考慮船用燃料生產(chǎn)、運(yùn)輸、分配和船上使用的影響，以船舶報(bào)告的燃料消耗量和相關(guān)排放系數(shù)為基礎(chǔ)，給出船用燃料的年平均GHG強(qiáng)度的計(jì)算方法和公式，劃定GHG強(qiáng)度限制值（91.16 gCO2eq/MJ）；允許船公司靈活地將合規(guī)盈余從一年轉(zhuǎn)為另一年，或在一定限度內(nèi)從下一年開(kāi)始借入預(yù)付款合規(guī)盈余，此外也允許船公司匯集不同船舶，可以利用同一艘船舶的超額履約來(lái)彌補(bǔ)其他船舶的欠佳履約；未達(dá)到船用燃料年平均GHG強(qiáng)度限制的船舶須支付罰款，相關(guān)罰款將被用于促進(jìn)船用可再生和低碳燃料的分配和使用，以實(shí)現(xiàn)航運(yùn)業(yè)的氣候和環(huán)境目標(biāo)。

目前，航運(yùn)業(yè)已納入歐盟碳排放交易體系，但仍不足以支撐替代燃料尤其是RFNBO，而FuelEU Maritime作為使用可再生和低碳燃料的激勵(lì)和懲罰措施被引入航運(yùn)碳減排政策中，但FuelEU Maritime尊重技術(shù)中立原則，而不規(guī)定使用任何特定的燃料或技術(shù)。

船用甲醇的成本取決于其生產(chǎn)過(guò)程中使用的CO2源，這可能影響其在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力和可行性。FuelEU Maritime為促進(jìn)全生命周期低碳、零碳甲醇燃料的在船使用提供了靈活的合規(guī)機(jī)制，通過(guò)合規(guī)履約來(lái)彌補(bǔ)低碳、零碳甲醇燃料在成本上的不足，但使用低碳、零碳甲醇能否產(chǎn)生溢價(jià)，還有待市場(chǎng)反應(yīng)。

5 展 望

根據(jù)IMO的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2019年至2021年甲醇燃料（不區(qū)分綠色屬性）在船年消耗量分別約為3萬(wàn)、7.7萬(wàn)、13萬(wàn)噸[16]，在總?cè)剂舷牧恐姓急群苄?，但增長(zhǎng)勢(shì)頭迅猛。預(yù)計(jì)隨著IMO航運(yùn)GHG減排政策的進(jìn)一步實(shí)施、甲醇相關(guān)技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，甲醇將有望成為一種重要的船用替代燃料。

當(dāng)前IMO LCA導(dǎo)則還在進(jìn)一步完善中，尤其還需要進(jìn)一步制定與生物碳源、捕獲碳源相關(guān)的排放信用額，以及可持續(xù)性認(rèn)證等方面的指導(dǎo)方法。不同CO2源制備的船用甲醇燃料的成本結(jié)構(gòu)差異巨大，隨著原材料價(jià)格變動(dòng)、技術(shù)進(jìn)步、政策支持和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的演變，這些成本也可能發(fā)生變化。我國(guó)的甲醇產(chǎn)量居世界第一，且工業(yè)源捕獲的CO2存量巨大，積極爭(zhēng)取在LCA導(dǎo)則修訂中合理納入工業(yè)源捕集的CO2作為綠色甲醇生產(chǎn)的碳源具有重要意義。

目前船用甲醇燃料的全生命周期GHG排放認(rèn)證主要通過(guò)ISCC、RSB等國(guó)外組織來(lái)完成，我國(guó)在這方面還缺乏話語(yǔ)權(quán)，這與我國(guó)作為甲醇生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)的地位不相符，因此，我國(guó)應(yīng)大力發(fā)展自己的全生命周期GHG排放認(rèn)證體系，以確保滿足我國(guó)船舶在IMO、歐盟綠色甲醇燃料履約的需求。

本論文得到上海市科技計(jì)劃“上海船舶智能運(yùn)維與能效監(jiān)控工程技術(shù)研究中心”項(xiàng)目資助，項(xiàng)目編號(hào)：20DZ2252300。

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作者簡(jiǎn)介：

薛樹(shù)業(yè)，上海海事大學(xué)商船學(xué)院、船舶能效數(shù)據(jù)中心，工程師