日前,國際海事組織(IMO)在倫敦舉行會議,審議法國和日本等國提出的減少全球船隊溫室氣體排放建議。隨著IMO碳減排措施制定工作逐漸提上日程,如何將到2050年溫室氣體減排50%的目標落實到實際操作層面顯得尤為重要。
航運業(yè)的低碳化之路
去年4月,IMO推出了航運業(yè)溫室氣體減排初步戰(zhàn)略,提出到2050年航運業(yè)溫室氣體排放相比2008年至少降低50%,這也是全球航運業(yè)首個關(guān)于溫室氣體減排的戰(zhàn)略。
據(jù)克拉克森數(shù)據(jù),2019年全球船隊的燃油消耗量預(yù)計為2.65億噸,碳排放量預(yù)計為8.19億噸,接近于德國一年的碳排放量。但值得注意的是,航運業(yè)碳排放量在去年僅占全球碳排放量的2%。同時,2019年全球海運周轉(zhuǎn)量約為60萬億噸海里,而航運碳排放強度約為14噸/百萬噸公里。相較于其他運輸方式(鐵路運輸:160-190噸/百萬噸公里;公路運輸:128-190噸/百萬噸公里;空運:700-2900噸/百萬噸公里),航運業(yè)的“碳效率”最佳。不過考慮到海運在國際貿(mào)易運輸中的占比高達85%,實現(xiàn)減排目標對航運業(yè)來說仍然存在非常大的挑戰(zhàn)。
一個有意思的現(xiàn)象在于,2008年,全球船隊的碳排放總量約為10億噸,而在2018年,碳排放總量下降了19%。盡管在此期間全球貿(mào)易增長37%,船隊運力擴張74%,但得益于環(huán)保船型的發(fā)展和平均船速的下降(與2008年碳排放基準年相比,全球船隊船速下降16%),碳排放總量在十年間產(chǎn)生了明顯的下降。
假設(shè)全球海運貿(mào)易增速、平均船速和船隊燃料結(jié)構(gòu)在2020年后不發(fā)生改變,那么到2050年,航運業(yè)碳排放量預(yù)計將比2050目標值高出三倍。需要通過減緩海運貿(mào)易量(噸海里)增長、限制航速、改善船舶燃料結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)目標。
對于航運業(yè)來說,完全停止使用船舶基本可以說是一件不可能的事,想要減少船舶的排放污染便只能從船舶的動力來源入手——選用清潔的新能源或新技術(shù)取代傳統(tǒng)的化石燃料動力。因此,氣候變化因素必將推動全球能源供應(yīng)向低碳或零碳轉(zhuǎn)型。近年來,航運業(yè)在“低碳”發(fā)展方面的努力有目共睹。船舶設(shè)計建造、營運管理、替代燃料和新能源技術(shù)等方面,研發(fā)出了多種減碳措施,例如船舶大型化、標準化;降低船舶航速;船體減阻技術(shù)/裝置/船型,包括低阻力船型優(yōu)化設(shè)計等;船舶動力系統(tǒng)節(jié)能減排技術(shù)/裝置,包括節(jié)能高效推進系統(tǒng)等;船舶電力系統(tǒng)節(jié)能技術(shù),包括智能電站配套技術(shù)等。
對于航運業(yè)未來發(fā)展,大連海事大學(xué)副研究員、IMO海上環(huán)境保護委員會中國代表團技術(shù)咨詢專家張爽表示:“世界經(jīng)濟格局和增長方式的轉(zhuǎn)變正將航運業(yè)推向一場深度變革,‘去碳化’僅是這一進程的特征之一,伴隨而來的還有數(shù)字化、智能化和綠色化等。未來船舶很可能是向自主航行、不需壓載、無污著生物、無污染物排放并綜合應(yīng)用多種碳中性燃料和可再生能源方向發(fā)展,從設(shè)計理念、應(yīng)用技術(shù)到外形外觀都與傳統(tǒng)船舶有顯著差別。從這樣的維度看,零碳排放將是航運業(yè)發(fā)展的必然趨勢?!?/P>
IMO表示減速航行“一刀切”不可行
此次在倫敦召開的會議上,船舶減速航行作為其中一種可行的減排方案也成為了業(yè)界爭論的熱門話題。但IMO已經(jīng)決定放棄強制性的限速航行法規(guī)提案,轉(zhuǎn)而選擇了設(shè)定目標的方式、將其作為短期內(nèi)減少碳排放量的最佳方法。
據(jù)悉,法國提出了一項針對油船和散貨船的限速計劃,旨在到2025年將此類船舶航行速度從目前平均水平的13節(jié)將至12節(jié),這可以將燃料消耗降低18%。專家們認為,所謂的“減速航行”可以減少排放量,但這也意味著船舶不得不在海上航行更久,因而會增加成本。
大宗商品貿(mào)易商托克公司(Trafigura)表示,法國提出的措施是“易于摘取的果實”,可以在更徹底的減排新技術(shù)普及之前使用,“如果你想在未來5到8年顯著減少二氧化碳排放量,那么減速航行是當前的主要解決方案?!辈贿^,托克公司也指出,需要出臺“可強制執(zhí)行的處罰”,以確保行業(yè)合規(guī)。
航運公司基本上贊成限制航速。比利時油船船隊Euronav的投資者關(guān)系主管Brian Gallagher稱:“這會減少運力,所以需要更多的船?!钡滖R士基集團也支持在動力上加以限制,認為“鎖定動力而非限速才可以達到IMO設(shè)定的減少碳排放目標?!?/P>
歐洲運輸環(huán)境聯(lián)合會代表FaigAbbasov也表示,這是“一石四鳥”的方式,此外,降低航速還可以節(jié)省船東的燃料費用。
不過,參加會議的英國航運協(xié)會(UK Chamber of Shipping)稱,IMO代表已經(jīng)明確表示,絕對沒有必要制定限速規(guī)定,相反,設(shè)定目標是在短期內(nèi)減少排放的最佳方式。
英國航運協(xié)會表示:“IMO得出結(jié)論,基于目標的強制性方法將為整個行業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新提供所需的靈活性和鼓勵,將是減少排放的最佳方法”,“根據(jù)業(yè)界的建議,有兩種方法得到認可:技術(shù)方法和操作方法。各方同意將進一步完善這兩種方法,并將在明年倫敦舉行的下次會議上制定實施和執(zhí)行辦法。
此前,英國航運協(xié)會已經(jīng)明確反對了限速航行的觀點。英國航運協(xié)會(UK Chamber of Shipping)認為,提高能源效率不存在“一刀切”的辦法,鼓勵創(chuàng)新才應(yīng)該是重點。一些業(yè)內(nèi)人士也指出,對于碳密集型和能效更高的船舶實行單一的速度限制是不公平的。
除了減速航行以外,IMO的代表們也聽取了日本和挪威提出的其他建議,這些建議將允許企業(yè)決定如何通過使用更清潔的燃料或更高效率的船舶來達到能效目標。
此外,將船舶設(shè)計得更具流線型或利用風(fēng)電推進等措施,也能減少排放量。但這些基本上是臨時解決方案。分析人士認為,只有使用氫和氨等零排放燃料,IMO的目標才有望實現(xiàn),盡管這些燃料至少還需要10年才能投入商用。
“夸下??凇北澈蟮臏p排途經(jīng)
此前,航運業(yè)巨頭馬士基航運宣布,計劃到2050年實現(xiàn)凈零碳排放(net Zero CO2 emission)目標。此言一出,在業(yè)界引發(fā)爭議。國際海事組織(IMO)、經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)和歐盟委員會對此給予好評,其他航運企業(yè)卻發(fā)表了不同看法。有業(yè)內(nèi)人士表示,碳減排是航運業(yè)的未來趨勢,IMO、歐盟等組織均對航運業(yè)實施碳減排進行了具體路線安排,馬士基航運的計劃顯然大大超出了IMO到2050年航運業(yè)碳排放相較2008年下降50%的要求,其可能性有多大,很大程度上取決于未來技術(shù)的發(fā)展。
按照馬士基航運的說法,截至目前,馬士基航運的碳排放量已經(jīng)比2007年減少了46%,比行業(yè)平均水平多減排9%。而要在2050年實現(xiàn)零碳排放,碳中和集裝箱船舶(carbon neutral vessels)必須在2030年前具備商業(yè)可行性。
對于馬士基航運的激進提法,地中海航運發(fā)言人表示:“IMO的戰(zhàn)略目標是經(jīng)過各國代表、科學(xué)家、非政府組織以及相關(guān)行業(yè)代表共同審議的結(jié)果。要對這一目標提出任何修改建議,最合適的場合是聯(lián)合國的論壇。”另一家行業(yè)巨頭赫伯羅特的表態(tài)更為直接:“無法承諾那么遙遠的事?!睎|方海外也認為,能否實現(xiàn)這個目標,得看技術(shù)發(fā)展。
船舶的碳排放來源于燃料裝置(包括主機、輔機及鍋爐)燃燒的燃料,其中主要來源于主機所燃燒的燃料,輔機以及鍋爐產(chǎn)生的碳排放量較小且與外界工況變化關(guān)系不大。主機所排放的碳受到主機類型、燃料類型、船舶航速、吃水及環(huán)境等因素的較大影響。
業(yè)內(nèi)人士介紹說,IMO將實施船舶能效設(shè)計指數(shù)(EEDI)標準作為碳減排的重要措施,這是一種在設(shè)計時充分考慮各種因素對船舶能效影響的措施,這一指數(shù)越低,船舶越節(jié)能環(huán)保。為此,船舶在設(shè)計時就應(yīng)充分優(yōu)化船體型線以降低船舶阻力,從而降低燃料消耗;對船舶上層建筑采用流線型設(shè)計或狹長布置等,以減少上層建筑的阻力;優(yōu)化螺旋槳設(shè)計,如使用低轉(zhuǎn)速螺旋槳、同軸反向螺旋槳技術(shù)等;改進推進系統(tǒng),提高主機效率,如采用高壓噴射技術(shù)或采用雙燃料主機等;回收廢氣余熱,即對主機運行過程中產(chǎn)生廢氣帶走的30%熱能進行再利用等。該業(yè)內(nèi)人士表示,目前,全球新造船基本能達到EEDI基數(shù),但要滿足未來EEDI再繼續(xù)下降的要求,業(yè)界還需采取更多措施,如進一步優(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)、采用節(jié)能涂層等。
降低船舶碳排放的營運措施則包括減小船體的粗糙度、加強日常管理維護、采用經(jīng)濟航速等。據(jù)粗略估算,每年因船體粗糙度增加的額外燃料消耗為30%左右,因此,定期進船塢對船殼進行修復(fù)是提升燃料效率、降低碳排放的必要之舉。加強對船舶的管理,使推進裝置等處于最佳工作狀態(tài),也可有效降低碳排放。此外,降低航速也能明顯降低碳排放。一般而言,航速降低4%,碳排放能降低13%,因此,船東有必要選擇經(jīng)濟航速航行來降低船舶碳排放。
然而,僅依靠這些措施還很難實現(xiàn)船舶的零碳排放。就像馬士基航運負責(zé)人說的那樣:“目前基于化石燃料技術(shù)實現(xiàn)的效率提升只能將碳排放量保持在當前水平,并不會顯著減少或消除碳排放?!?/P>
只有使用新型能源才是大幅降低船舶碳排放的最有效途徑,如采用風(fēng)力、太陽能、氫能、電力、液化天然氣(LNG)、甲烷等。馬士基航運也認為遠離當今基于化石燃料的技術(shù)是船舶零碳排放的關(guān)鍵,其唯一可能的途徑是船舶完全轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂眯滦吞贾泻腿剂霞肮?yīng)鏈。但目前來看,電力驅(qū)動的船舶還不能航行太遠,但可能是近洋航線的一個很好的選擇;風(fēng)力船舶已經(jīng)在日本、中國等國家建成,第一艘運用氫能源的零污染商用客船也已開始運營,但均存在船型與距離等方面的限制。馬士基航運負責(zé)人表示:“接下來的5~10年至關(guān)重要,我們將投入大量資源用于創(chuàng)新船舶技術(shù),以提高脫碳解決方案在技術(shù)和財務(wù)方面的可行性。在過去4年中,我們每年投資約10億美元,聘請50余名工程師開發(fā)及部署節(jié)能減排方案,而未來,我們需要集結(jié)全行業(yè)的力量。”
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