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零碳船舶已经从未来趋势变成现实需求

发布时间:2021-12-06 作者:昆峰重工
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  随着IMO全球航运温室气体减排战略持续推进,全球范围内掀起了氨动力船舶、氢动力船舶、船舶碳捕捉、二氧化碳运输船、氢运输船等新技术新产品的研发竞赛。以往主要在小型特种船领域应用的新型能源动力,不断向集装箱船、油船、散货船、汽车运输船等常规船舶领域扩散,新造船市场需求迅速转向绿色船舶。新造船订单中,双燃料或清洁燃料船舶占比已经达到30%左右,绿色船舶时代已然来临。

智能船舶生产线

  然而,由于不同技术路线齐头并进,不同国际组织为自身利益四处游说和发声,目前海事界对船舶动力的发展方向尚未形成统一意见。

  首先,理论上任何一种能源的应用都可以实现碳中和。

  当前国际社会推进气候治理的核心目标是实现碳中和,而不是消灭化石能源或其它哪一种能源。目前船舶工业探索的主要船用燃料中,无论是氢、氨、LNG、LPG还是甲醇,都可以在能源转化或使用过程中实现碳中和。

  氢、氨可通过可再生能源电解/合成,也可以通过化石能源制备而成;LNG本身可以是化石燃料,同时也可通过可再生能源合成,或通过生物质发酵而成;甲醇(CH4O)可以通过化石能源、可再生能源制备,或生物质发酵形成;LPG是一种混合物,主要在化石能源开采或炼制过程中形成。

  这些燃料要么本身就是零碳燃料,即使是化石燃料或通过化石燃料制备而来,辅以碳捕捉过程,依然可以实现碳中和。此外,来自化石能源的燃料油、LNG、LPG等燃料,也可以在使用后,通过缴纳碳税或购买碳配额等方式满足监管要求。

  其次,船舶采用何种燃料取决于全社会形成何种能源供应体系。

  随着全球气候治理进程的推进,将形成可再生能源、生物质能源和化石能源等三种一次能源并行发展的局面,并对二次能源结构产生影响。

  电能仍将是最大的二次能源,风、光、水等可再生能源发电的储能需求,有利于氢/氨燃料的发展。目前中国、日本、欧洲等国家和地区,均把氢能作为未来能源供应体系的重点。

  生物质能源的发展有利于LNG、甲醇等燃料拓展市场空间,欧洲、美国已经开展了大规模生物质能的利用。中国农业规模巨大、人口众多,发展生物质能特别是沼气发酵的规模优势更加明显。

  传统化石能源的清洁化利用可以对氢、氨、LNG、甲醇形成支撑,这四种燃料均可能成为全社会大规模应用的燃料类型。

  最后,当前认识下LNG、液氨和甲醇最有可能成为远洋船舶主要燃料。

  LNG作为船用燃料,目前已经实现了大规模实船应用,供应链体系已经成型,后期通过加装船用碳捕捉装置,或使用合成天然气和生物天然气,均可以实现零排放目标。

  液氨动力船用主机目前正在研发之中,且由于海洋可再生能源的发展,液氨作为一种能量储运方式,在海洋相关产业中的应用前景被普遍看好。

甲醇的应用并不需要对船用内燃机进行较大改动,如果生物甲醇大规模进入交通运输领域(特别是重型卡车),不仅可以直接替代传统船用燃料油,还可以作为LNG动力船舶、氨燃料船舶的补充燃料,提高船舶燃料的灵活性。

  氢动力船舶和电动船舶,由于在能量密度方面的劣势,近期看更可能在内河船舶、拖轮、中小型海工辅助船、客轮等领域实现较大规模应用。

  硫排放限制和压载水公约对产业的影响告诉我们,航运业环保立法已经成为推动世界船舶工业技术创新的主要动力。低碳船舶和零碳船舶等新一轮技术变革带来的产业机遇,远远大于脱硫塔和压载水处理装置对行业的影响,将会影响船舶设计、船舶总装、动力装备、新型配套、修理改装等众多产业链环节,是我国船舶工业突破发展瓶颈、构建产业发展新优势的重大机遇。