航運業“脫碳” 掀起船舶更新潮

在全球航運業低碳轉型的強勢推動下，造船業迎來更新換代的超級周期。

 

今年一季度，青島船企簽下20艘新船建造訂單，幾乎都是清潔能源動力船舶。目前，青島已經在清潔能源動力船舶領域占據先發優勢，形成了民船中心設計綠色環保船型、北海造船和青船公司建造船舶、中船發動機生產船用動力、海德威和青島雙瑞提供環保船配產品的一條完備產業鏈。

 

剛剛發布的《山東省推動大規模設備更新和消費品以舊換新實施方案》提出，鼓勵支持高耗能高排放老舊運輸船舶提前報廢更新，支持電動、LNG等新能源和清潔能源動力船舶發展。在業內人士看來，這將進一步刺激清潔能源動力船舶投資，加快航運業脫碳的步伐。

 

航運碳稅箭在弦上

 

船舶的大規模更新換代，一方面與航運業周期性有關，船舶使用壽命為20年左右，上一個超級周期生產的船舶面臨大批量淘汰，另一方面則是越來越嚴格的低碳轉型要求，催生替代燃料船舶建造、環保設備改裝、港口新能源應用等新市場。

 

航運業是排放大戶，碳排放占全球溫室氣體排放量的3％。去年7月，國際海事組織（IMO）通過了新的船舶溫室氣體減排戰略，修訂后的減排戰略包括到2050年實現國際航運溫室氣體凈零排放，并承諾力爭到2030年全球排放總量比2008年降低30％，替代燃料使用力爭達到10％。

 

航運碳稅的出臺則讓船舶減碳變得更為緊迫。歐盟已經將航運業納入碳排放交易體系，未來前往歐洲航線的高耗能高排放船舶將收到碳排放賬單。

 

根據英國造船和海運業分析機構克拉克森的最新統計數據，今年前2個月全球總計232艘1240萬總噸的新船訂單中，多達126艘680萬總噸為替代燃料船舶，占比達到55.1％，超過去年全年的43.8％，刷新2022年創造的歷史紀錄53.7％。

 

除了新船全面轉向清潔能源，很多未到報廢年限的老船也需要進行環保升級，洗滌塔、脫硫塔、碳捕集系統等環保船用裝備炙手可熱。

 

前不久，韋立國際集團Winning　universe輪在北海造船完成改裝，由海德威提供“尾氣脫硫系統＋碳捕集系統預留”一站式解決方案。

 

“很多老舊船舶的碳排放不達標，想要免交碳稅，一種方案就是加裝碳捕集系統，把航行產生的二氧化碳收集起來，壓縮成液態帶回國內再處理。”海德威科技集團（青島）有限公司發展部總監盧克超介紹，海德威的低碳航運解決方案涵蓋了新燃料（甲醇／LNG／氨）供給系統、碳捕集與再利用系統、船舶尾氣脫硫系統以及固態儲氫、AEM制氫、二氧化碳加氫合成甲醇等最新前沿技術。

 

技術路線各有優勢

 

清潔能源是航運業脫碳的關鍵。當前，船舶領域替代燃油的技術路線以液化天然氣（LNG）、甲醇、氨、氫、電池等為代表。

 

“所有技術路線中，最成熟的是LNG，應用于大型遠洋船舶的LNG雙燃料發動機已經批量交付；更有前景的是甲醇，甲醇可以在常溫常壓下儲存，僅需小幅度改裝，LNG必須在零下162攝氏度低溫下儲存，光儲罐的造價就要數千萬元。從降低排放和控制成本的角度，越來越多船舶選擇甲醇為動力。”盧克超表示。

 

全球前十大航運巨頭中，馬士基、達飛、中遠海運等加入了甲醇燃料陣營，其中馬士基一口氣訂購了18艘大型甲醇動力集裝箱船。海德威也完成了國內首套甲醇燃料供給系統實船訂單，為國家能源集團航運公司的10000DWT甲醇雙燃料綜合電力推進船提供甲醇燃料供給系統解決方案。

 

另一種頗具潛力的清潔能源為氨。氨可以像純氫一樣燃燒，不會產生碳排放，容易儲存和運輸。去年底，比利時船東CMB公司選擇在北海造船建造其首批氨燃料系列大型散貨船，由中船發動機制造氨燃料發動機。據中船發動機方面介紹，首臺氨燃料發動機將于明年交付。今年2月，青船公司搶下氨燃料集裝箱船全球首單，預計于2026年交付，在挪威至德國之間的航線運營。

 

在所有清潔能源中，氫是最為理想的零碳燃料。但氫有易泄漏、易擴散、易燃易爆等缺點，儲存運輸問題尚未完全解決。德國曼恩公司已經開發出新型船用氫內燃機，采用氫燃料電池動力系統的“三峽氫舟1”號在宜昌投入使用，相關應用均為內河或近海航運，未見于大型遠洋船舶。

 

此外，航運低碳還有一條路線是電池，受到電池續航里程短、充電設施不足、成本較高等限制，主要應用于渡船、觀光船、港口拖船等小眾市場。以青島港為例，啟用了全國首艘油電混合智能拖輪，在純電力模式下可實現零油耗、零排放。

 

中信期貨研究報告顯示，目前沒有一種替代燃料具有全方位、壓倒性的優勢從而可以完全替代燃油在船用燃料中的中心地位。市場共識是從LNG過渡到可再生的氫、氨或甲醇。

 

布局全產業鏈

 

航運業低碳轉型是個系統工程，涉及綠色能源制備、裝備生產、儲運及加注體系等產業鏈。

 

以備受航運業青睞的綠色甲醇為例，其“綠”體現在通過綠電制氫，再將氫氣和二氧化碳反應生成甲醇。2023年，以甲醇為燃料的船舶訂單達到138艘，然而綠色甲醇的生產、儲運和加注等環節仍然滯后。馬士基曾表示，到2025年公司需要綠色甲醇75萬噸，2030年預計需要綠色甲醇500萬噸，2040年大概需要2000萬噸。

 

“大量新船交付之后，綠色甲醇燃料供應是遠遠不夠的。一艘2.1萬TEU集裝箱船每年的甲醇用量大約3萬到5萬噸，目前國內在建的綠色甲醇項目產能難以滿足需求。”盧克超表示。

 

自去年開始，中能建、中電建、中廣核、中石化等大型央企加速切入綠色甲醇項目，金風科技、遠景能源等民營企業也紛紛入局。這些項目多數位于內陸地區，利用風能、太陽能等可再生能源制氫，再合成綠色甲醇。而山東的海上風電資源得天獨厚，海德威計劃與山東港口、山東海運、山東能源等合作，打造綠氫制綠色甲醇示范項目。

 

在海德威規劃中，先是通過可再生能源電解水制氫，再是將綠氫與二氧化碳合成綠色甲醇，然后是船舶采用綠色甲醇為動力，最后用碳捕集系統把二氧化碳封存起來用于合成綠色甲醇，形成船舶零碳排放全生命周期管理的閉環。

 

值得一提的是，綠色燃料加注能力也是港口吸引更多國際船舶靠泊、提升航運服務能級的重要砝碼。

 

上海港已經搶先一步引進LNG加注船和綠色甲醇加注船，建設全球首個甲醇船用燃料交易平臺，打造亞太船舶清潔能源加注中心。就在4月10日，馬士基“阿斯特麗德馬士基”輪靠泊上海洋山港，完成國內首單“船對船”加注保稅綠色甲醇燃料業務。青島港今年亦規劃啟動甲醇燃料船舶加注、岸電智能管理系統等一批項目，推動能源結構清潔化。