ABS：航运业何以迈向低碳之路？

要实现2050年减排50%的目标，则需要其他性质的解决方案。

2018年4月，国际海事组织（IMO）海上环境保护委员会第72届会议（MEPC72）确定了温室气体减排初步战略，提出到2050年，使排放量在2008年基础上降低50%。此后，航运业一直为实现这一目标而苦恼。因此，当前许多船东、运营商正就未来燃料及减排技术向船级社寻求指导。

今年6月，美国船级社（ABS）在挪威海事展（Nor-Shipping）期间发布了名为《规划低碳航运之路》的研究报告。此举可被视为ABS应对挑战、明确降低温室气体排放可行方法的最新尝试。 该项研究受国际海事战略公司（MSI）的委托而进行，采用务实的方法对航运业潜在的减排方案进行评估。

报告主要包括“2030年展望”及“2050年愿景”两部分。与多数业内人士类似，ABS认为，行业的中期减排目标是，2030年的碳排放强度（carbon intensity）在2008年的基础上降低40%，这一目标可通过采用现有技术及降低航速来实现。然而，要实现2050年减排50%的目标，则需要其他性质的解决方案。

ABS执行副总裁兼高级海事顾问基尔西·提卡（Kirsi Tikka）称，2050年的目标可谓雄心勃勃，为此，“显然我们将在船舶设计、运营方面进行一些改变，甚至可能会见到运输的货物发生变化。”

Kirsi Tikka表示，航运已是一种高效的运输方式，二氧化碳排放量仅为全球排量的3%。此外，自2008年的碳排放强度成为减排基准以来，业界在这一领域已经取得重大进展。根据IMO和联合国贸易与发展会议（UNCTAD）公布的数据， 2008年业界的碳排量为22克/吨英里，到2015年已降至15.2克/吨英里，降幅约为30%。

虽然上述减排效果的取得可部分归因于市场低迷导致船东实施慢速航行策略，但也意味着2030年排放量降至13.2克/吨英里的目标较易实现。事实上，IMO于2023年最终敲定减排战略之前，应不会正式规定排放上限，因为上限的确定将参考正在开展的第四次温室气体研究（Greenhouse Gas Study）项目所取得的数据，以及对全球贸易增长的预测。不过，IMO已就强制性的慢速航行方案进行讨论，以法国和希腊为首的独立代表团就主张限制航速并设定年度排放上限。

正如MSI研究主管尼克拉斯·卡伦（Niklas Carlén）所说，慢速航行带来的油耗降低才是船东的兴趣所在，减少碳排量则可谓是“副产品”。然而，慢速航行必须与港口、陆上物流的高效率相结合，才能确保在船队规模不变的情况下不降低货运能力。否则，就会带来运价上涨的风险，且市场的运力需求也会随之增加，从而产生更多的新船订单，反而导致碳排量进一步增长。

碳氢化合物替代品

综上所述，要实现碳排量降至6.6克/吨英里的目标，则任务更加艰巨。基尔西·提卡强调，根据《 BP能源展望2019》中公布的调查结果，到2040年，在能源结构中，可再生能源的占比仍将仅为15%，而碳氢化合物——煤、石油和天然气等一次能源的占比仍高达75%左右，此外占比10%的能源主要为水力和核能。

“这意味着碳捕获是业界需考虑的重要技术，且为合成燃料提供了潜在市场。” 基尔西·提卡表示，为此，ABS研究了多种可替代燃料，比较了其碳排量及其所需的设备，并聚焦于碳氢化合物在可用性、操作安全性和能量密度等方面的优越性。

尽管LNG（液化天然气）有助于减少硫氧化物（SOx）排放，但这种燃料在减少碳排放方面并未做出重大贡献，因而只被视为一种过渡性解决方案。此外，航运业过去10年使用LNG燃料的经验也表明，要采用替代燃料就必须解决供应链方面的难题。基尔西·提卡称：“10年前，我们中的许多人都期望LNG成为主要的燃料来源，但这仍未成为现实。我认为，很大一部分原因是其使用成本过高，即便是在新造船上也是如此，更不用说对在航船舶进行改造了。除非承租商要求，否则船东很难看到安装LNG动力系统的经济性。”

ABS的研究报告列举了当前的可替代燃料，详细分析了其各自的优缺点；并指出随着此类燃料使用经验的增加，《使用气体或其他低闪点燃料船舶国际安全规则》（IGF规则）等相关国际海事法规的内容将有望拓展。不过，IMO也很可能会根据需要发布临时指南，如2018年9月发布的甲醇/乙醇用作燃料的船舶安全临时指南。

此外，该报告预计，未来多数船舶或将使用混合燃料，其中部分燃料可能会继续采用传统的加注模式，另一些则可能会有特殊的加注要求。报告还分析，部分船队可能会基于在特定区域内运营的要求或限制，使用某些专用燃料。尼克拉斯·卡伦预测，替代燃料的使用主要是区域性的，且往往会受到政府的鼓励。

为推进新技术的研发，ABS在新加坡设立了其全球可持续发展中心。其总监古林德尔·辛格（Gurinder Singh）介绍，该中心于4月启动，致力于研究可替代燃料及能源，分析其碳化途径，并进行新技术认证和验证。古林德尔·辛格称：“我们的目标是以一种更实用、商业上可行的方式将所有技术付诸实践。”

《 BP能源展望2019》发布的数据表明，即使到2040年，化石燃料仍将在船舶燃料中占主导地位

概念设计

ABS报告还介绍了其与赫伯特工程公司（Herbert Engineering Corporation）合作研发的2000 TEU支线集装箱船、14000 TEU 新巴拿马型（neo-Panamax）集装箱船。这两型船可由液体生物燃料或氢燃料电池提供动力，尽管目前在技术或商业上都不可行，但其到2030年则将具有可行性。

报告称研究表明，通过使用优化的船体、螺旋桨设计及慢转（slower turning），生物燃料版2000 TEU支线集装箱船的船体效率与常规船型相比可提高6%；其设计航速为16节，比同等常规船型慢2节，但所需的推进力减少了60%以上。生物燃料版14000 TEU新巴拿马型集装箱船的节能效果更加出色，其设计速度为21.5节，低于常规船型，而所需推进力大幅减少了80%。

氢燃料电池版2000 TEU支线集装箱船则采用了4台电池组——每组功率为2.5兆瓦（MW），以达到和生物燃料版同样的航速，而其所需推进力仅为同等常规船型的53%。其动力系统则包括1个反向旋转螺旋桨——由功率为3.8MW的电机驱动、1台功率为2.5MW的全回转吊舱推进器。此外，其液态氢燃料将储存在容积为1200 立方米的薄膜型/圆柱型储罐中。

氢燃料电池版14000 TEU新巴拿马型集装箱船则配备20个燃料电池，其总功率达58MW，推进力为同等常规船型的75%。该型船同样配备1个反向旋转螺旋桨——由功率为26MW的电机驱动、1台功率为17MW的全回转吊舱推进器；其液态氢燃料储罐的容积则拓展到31000立方米，续航力可达12000海里。

赫伯特工程公司业务开发经理安德斯·巴克兰德（Anders Backlund）表示，上述船型设计相对保守，因为实用性更加重要。他认为，虽然当前可以见到尾鳍等设计，但预计到2030年乃至2050年，类似概念将不再出现。因此，船型设计不应天马行空，而应注重可行性。

基尔西·提卡也表示，“我们不想给出那些充满想象、看似有趣的概念设计。”他认为，新船型开发还应脚踏实地，基于基本设计不变的原则来进行；应根据与设备供应商的讨论来确定其动力要求及燃料电池容量等参数。