航运业减排征途

本刊记者 赵 博

液化天然气是否最适合减排战略长期实施？航运企业与相关行业为实现温室气体排放量的降低做出了怎样的努力？

这项有约束力的初步减排战略的核心，在于首次明确了未来一段时期内全球航运业温室气体及二氧化碳排放量上限。这意味着航运业必须尽快采取行动，探求最优减排方式，以确保在规定时间之前符合国际海事组织提出的减排目标。

摸索有效方式

从当前来看，船用燃料是大家普遍关注的，而LNG动力船更是时下关注的热点之一。研究表明，液化天然气（LNG）动力船的单位运输成本（标准箱×海里）较低，且与使用船用重油相比，至多降低20%的二氧化碳排放，并可减少约99%的硫化物排放和细颗粒物排放，以及85%的氮氧化物排放。如果以达飞轮船在建的使用液化天然气为动力的22000TEU型集装箱船为例，船舶EEDI也有约20%的提升。因此，利用液化天然气作为船舶主要动力源的方式被业界广泛接受。

一组直观的数字也从侧面说明了业界对于液化天然气动力的追捧。公开资料显示，截至2017年底，全球共有约228艘LNG动力船在役或在建，此外，还有约114艘LNGReady船在建阶段就已为改为LNG动力做好了准备。有业内人士判断，尽管当前全球只有约0.2%的船舶使用液化天然气动力，但随着国际海事组织制定的初步减排战略的推进，短期内，液化天然气动力会成为航运企业优先选择的对象。

然其之所以被认为只是一个“短期内优先选择的对象”，在于液化天然气的成分组成并非能够完全实现温室气体的零排放。

中国石油大学（华东）化学工程系副教授李川指出：“液化天然气的主要成份是甲烷，同时含有少量的乙烷、丙烷和氮，在开采和使用时，难免会有甲烷溢出，这些分子的原子构成意味着该物质燃烧后会产生二氧化碳和氮氧化物，这些都是主要的温室气体成分。”特里斯坦·史密斯也表示，航运企业应谨慎考虑液化天然气是否能从根本上减少船舶温室气体排放量。“毋庸置疑，使用液化天然气可以降低硫化物排放，但难言温室气体排放的有效降低，原因在于其生产与使用中释放出的甲烷和二氧化碳。”特里斯坦·史密斯接着说：“客观来看，液化天然气虽是清洁能源，但并不是‘气候友好型’燃料，如果要对其重用，不仅需要改善开采、运输和装备环节以保证甲烷的释放，还要优化船舶相关设备和发动机，而这或将致使相关企业为此投入数额庞大的资金。囿于这些因素，航运企业不得不慎重考虑投入产出比。”

国际碳市场观察（Carbon Market Watch）政策主管费姆克·德容（Femke de Jong）则在回复本刊记者的邮件中直言：“航运企业寄希望于通过使用液化天然气而达到国际海事组织规定的温室气体排放标准是不现实的，这是一个‘死胡同’。如果将液化天然气从开采到使用过程中释放出的甲烷计算在内，其向大气中排放的温室气体甚至比燃烧煤炭时还多。未来，航运企业需要更多使用‘零碳排放燃料’，比如可再生能源发电产生的氢或氨。”

或许正因如此，航运企业也在寻求更具减排价值和经济效益的替代性燃料。马士基航运就曾公开表示，液化天然气作为最终替代性燃料的定论为时尚早，其利用前景仍处于评估阶段，只不过，业界至今仍未找到一种可以在经济性方面优于液化天然气的替代方案。马士基航运还称，将与相关机构和企业进一步研究更有效的减排方案，以满足国际海事组织制定的初步减排战略。

日本船东协会（JSA）也表示，液化天然气无助于实现“零排放”，引进替代性燃料是必要的，日本船东会尽早考虑“零排放燃料”的选择，而氢动力和电力风能混合燃料是接近“零排放”的燃料，可被用作船舶动力。

生物燃料、包括风能、太阳能在内的可再生能源、氢动力、氨动力、燃料电池（电化学发电装置）、电动力乃至核动力，都被认为是可替代传统燃料的新型环保船用燃料。经济合作与发展组织（OCED）国际运输论坛（ITF）在最新发布的一份报告中分析指出，使用生物燃料可减少25%～100%的二氧化碳排放，使用风能、太阳能或燃料电池作为动力的话，二氧化碳排放量将分别降低32%、12%和20%，若将氢、氨、电和核用为动力，船舶二氧化碳排放量在理论上可降为零。

目前，电动船研发和使用也已取得突破进展。市场分析公司IDtechEx发布报告称，到2024年，全球电动力船舶市场规模将达到73亿美元。全球首艘纯电动无人驾驶集装箱船将于今年晚些时候首航，荷兰制造商研发的最大载箱量为280TEU的电动力驳船，也将于8月份被投放至西北欧港口。与此同时，业界还在对提取自木材的残渣应用于生物燃料进行了测试，结果表明，这种生物燃料燃烧时可降低80%～90%的船舶二氧化碳排放量。只是这些新型低碳动力技术在实践中仍有局限性，至少在短期内不会被应用于超大型船。

减速航行也是航运业有效降低温室气体排放的手段之一，大连海事大学副研究员、海上环境保护委员会中国代表团技术咨询专家张爽表示：“通过降低或优化航速，可减少在航时的燃料耗量，进而达到航运减排效果。如果实现20%～50%的航速降低，或将减少35%～75%的二氧化碳排放量。”不过，长期大幅减速航行往往需要对船舶系统和设备进行改造（如削球鼻艏、涡轮增压器封堵），且减速航行也可能因运输效率的降低而致使航运企业投入更多运力，如何平抑减排成本即成为问题的关键。

航企早已行动

马士基集团可持续发展部战略与风险管理部首席顾问约翰·科尔纳普·邦（John Kornerup Bang）称，马士基航运在减少温室气体排放方面已经取得了有效进展，截至目前，船舶二氧化碳排放量已比2007年减少43%，同时，我们的目标是到2020年减少60%。“国际海事组织促成的这项初步减排战略释放出了积极信号，为航运业发展指明了方向，有助于马士基航运更加重视环境保护，为低碳运输投入更多。”在约翰·科尔纳普·邦看来，航运是一种经济、有效的运输方式，在全球贸易中发挥着至关重要的作用，因此，需要持续不断地研究降低温室气体排放的解决方案，以确保航运业符合社会和贸易发展的要求。

达飞轮船则在公开报告中提到，通过多种减排手段，2005～2015年间，公司所运输集装箱产生的二氧化碳（排放量/海里）减少了50%，而到2025年，将在此基础上进一步将单位排放量降低30%。与目标制定同步，达飞轮船正在用实际行动告知航运业：“减排，企业责无旁贷”。虽然大型液化天然气动力船舶造价不菲，但达飞轮船依旧为行业率先示范。“达飞轮船订造这些采用液化天然气作为动力的超大型集装箱船，将成为使用创新和生态环保技术的行业领导者，为保护环境做出贡献。”达飞轮船首席执行官鲁道夫·萨德（Rodolphe Saadé）如是说。

在降低船舶二氧化碳排放方面，赫伯罗特也在积极实践。2007～2016年，赫伯罗特已成功使其船舶二氧化碳排放量减少了46%，而根据公司计划，到2020年，船舶二氧化碳排放量将较2016年减少20%。赫伯罗特可持续发展管理部高级总监JÖrg Erdmann说：“在降低二氧化碳排放方面，我们有意设定了一个非常宏伟的目标，因为环境保护的重要性及可持续性不言自明，航运企业要积极参与而不是口头应允，在可持续发展方面，我们目前的参与程度远远超过了有关法规的要求。”赫伯罗特首席执行官罗尔夫·哈本·詹森（Rolf Habben Jansen）补充到：“国际海事组织促成的航运减排初步战略非常正确，现在最重要的是需要所有市场参与者都需朝着同一个方向努力，降低船舶温室气体排放。”

我国航运企业也已提早开始了减排行动。早在2010年，中远集运（现中远海运集运）就已积极推进船舶能效营运指数（EEOI）和EEDI实施方案的制定和计算系统的研发，随后，正式启用“碳排放计算器”。据介绍，该“碳排放计算器”的设计理念采用系统和动态计算方法，根据船队历年真实的燃料消耗等航行数据，建立动态EEOI数值，进而真实地反映每艘船舶在不同航线上的碳排放情况。与此同时，中远海运集运也在生产管理过程和船舶运营过程中遵循国际海事组织发布的《经1978年议定书修订的1973年国际防止船舶造成污染公约》及其附则IV（防止船舶生活污水污染规则）和附则V（防止船舶垃圾污染规则）的规定，尽一切可能减少海洋污染和船舶温室气体排放。

全行业的支持

当然，真正的减排不应只限于降低船舶航行时的温室气体排放，而要在包括船舶设计和港口作业在内的航运供应链上的相关方共同实现二氧化碳排放量的减少。

船舶技术减排措施和运营优化措施，在提高船舶能效、降低温室气体排放等方面有着明显的效果。对此，中国船级社质量认证公司（CCSC）节能减排业务运营总监史伟伟指出：“船舶技术减排措施主要指改进船舶设计，其中包括主机系统改进、辅机系统改进、推进系统改进、船舶空气阻力降低和船型改进等五个方面，在进行切实有效的船舶设计改进措施后，新造船可以减少约30%的温室气体排放量，老旧船也可以减少约20%的温室气体排放量。”另据史伟伟介绍，在1998～2017年的20年间，与船舶减排的相关专利申请量呈逐年增长趋势，且在《国际防止船舶造成环境污染公约》（MARPOL 73/78）附则Ⅵ通过及生效前后的一段时间（2009～2014年间）增幅明显，申请量达到618项。

一些较成熟的船舶优化方案也被业界广泛利用，其中包括船舶线型优化、船舶新材料的使用、低风阻上层建筑、低阻力舵应用、主机降功率使用、船机桨配置优化、动能优化及传输降损、最低压载水船型设计、气泡减阻和涂料减阻。这在很大程度上反映出行业对于通过技术减排的重视程度。

虽然航运业的减排重点是船舶排放本身，但作为运输供应链的关键一环，港口也在加紧制定减排措施。

国际运输论坛发布的上述报告显示，一些北美港口（如洛杉矶-长滩港）要求船舶接近或驶入码头时需减速航行，西班牙港口要求拖轮公司在投标时提供明确的环保方案，鹿特丹港则可以为停靠于此的船舶提供生物柴油，旨在满足硫氧化物和二氧化碳的排放要求，上海港也参与上海市碳排放交易计划，加大力度保护和改善生态环境。此外，目前全球有约28座大型港口为节能环保型船提供了不同的奖励措施，比如巴拿马运河管理局就承诺优先分配环保型船通航。

国际运输论坛主席奥拉夫·默克（Olaf Merk）总结道：“港口在帮助航运业降低温室气体排放方面扮演着极其重要的角色，而现有的港口激励方案对航运减排的积极作用有待提高。未来，需要有更多港口企业推出类似的激励机制，帮助航运业实现低碳或无碳运输。”