航运业在努力实现净零排放的道路上仍处迷茫之中 | 路透社

Fortescue公司的"绿色先锋"号船舶去年成功在新加坡港完成了全球首次双燃料装载与试航。Fortescue/Handout via REUTERS 购买许可 权，打开新标签页6月2日 - 从外表看，这艘停泊在三月晴日伦敦金丝雀码头的船舶平平无奇。但"绿色先锋"号正在展示一项重大创新——船东希望这项技术能推动监管机构和港口运营商做出必要变革，以确保这种新型燃料在航运业净零转型中发挥作用。

国际海事组织(IMO)四月通过了强制性排放限制，并对超标船舶实施全球统一收费，若今年晚些时候获批，该政策将于2028年生效。船东须在2035年前将船舶燃料的温室气体排放强度降低30%，2040年前降低65%。广告·继续滚动阅读此前欧盟已于2024年将碳排放交易体系(ETS)扩展至航运业，其《海运燃料欧盟法规》今年正式实施，对大型船舶设定了全生命周期温室气体排放强度要求。

航运业已占温室气体排放的3%，但如果不采取行动，根据政府间气候变化专门委员会的数据，其贡献可能在2050年前膨胀至5-8%。引领这一变革的是全球海事论坛“零排放联盟”的成员，该联盟汇集了航运价值链上的200家公司，以及关键政府与非政府组织。广告·继续滚动该联盟坚持认为，到2050年实现完全脱碳需要采用可扩展的零排放燃料，以在2030年前替代该行业至少5%的年度能源使用。

2023年9月14日，丹麦哥本哈根，航运公司马士基拥有的全球首艘甲醇动力集装箱船“劳拉·马士基”号。路透社/Jacob Gronholt-Pedersen 购买许可 权利，打开新标签页使用生物甲烷替代天然气、液态甲醇、氨、氢和生物燃料的LNG船舶，都在竞相取代目前占国际航运能源使用量99%的石油基燃料。

对于"绿色先锋号"的拥有者——澳大利亚矿业巨头Fortescue来说，最佳燃料选择是氨，这是一种氮和氢的化合物，燃烧时不排放二氧化碳。如果氢气是通过可再生能源而非天然气生产的，Fortescue将能够实现从西澳大利亚向全球运输产品的零碳航运，去年这一运输过程排放了超过300万吨二氧化碳当量。

Fortescue已将75米长的"绿色先锋号"上四台发动机中的两台改装为使用氨燃料，伦敦是其全球巡回展示的一站，旨在证明这种燃料既安全又可行。

去年，该船在新加坡港成功完成了世界上首次双燃料氨燃料装载和试验，并获得了船级社DNV的"燃气氨燃料"认证，允许将氨与柴油结合用作船用燃料。

尽管Fortescue承认目前没有足够的零碳氨来供应"绿色先锋号"——更不用说整个行业了——但它希望催化全球港口对这种燃料的管辖和监管支持，以便随着绿色氨生产商扩大供应规模，加油基础设施以及操作和安全知识能够准备就绪。

“我们非常专注于寻找长期解决方案，而不是过渡解决方案，以及我们如何直接跨越到那个阶段，“Fortescue全球倡导负责人Sara Edmonson解释道。

今年早些时候，鹿特丹港完成了船舶间氨燃料转运试验。路透社/Piroschka van de Wouw Fortescue绿色航运负责人Andrew Hoare指出，多个主要港口正为氨燃料应用做准备。新加坡计划到2027年建成氨燃料试点加注设施，而鹿特丹港则在4月完成了船舶间氨燃料转运测试。然而，由于氨的毒性和腐蚀性带来的高成本与安全隐患，目前全球仅25艘待建船舶计划将氨作为备用燃料。Fortescue公司也因可再生能源电力成本过高，不得不暂缓其2030年前年产1500万吨绿氢的目标，但仍计划从2027年起向航运公司商业化供应绿氨。更接近商业化的是甲醇燃料，其毒性较低且可常温储存，但只有生物质生产的绿色甲醇或由绿氢、捕获的二氧化碳与可再生能源合成的电制甲醇，才能实现显著的温室气体减排。

航运公司AP穆勒-马士基的目标是到2040年实现净零排放，目前已有13艘双燃料（甲醇和液化天然气）船舶在运营，另外还有20艘已向中国和韩国的造船厂订购，首批交付时间为2028年。液化天然气发动机可以使用生物甲烷代替天然气运行。

该公司为客户提供ECO Delivery Ocean选项，承诺与传统化石燃料相比，生命周期内温室气体排放量至少减少65%。雀巢公司将其100%的马士基海运货物通过双燃料船舶运输，并做出了重大的财务承诺。去年，马士基与中国光伏和电解槽制造商隆基绿能科技股份有限公司签订了长期生物甲醇承购协议，该公司将利用秸秆和果树剪枝生产生物甲醇。ICODOS联合创始人Francisco Vidal Vazquez博士手持一瓶绿色电子甲醇“曼海姆001”，该甲醇是从污水沼气中提取的气候中性船用燃料，在…的试验工厂中生产。ICODOS源自卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）关于从二氧化碳生产燃料和化学品的研究。购买许可权，打开新标签页阅读更多其双燃料船舶还使用来自欧洲能源公司新启用的丹麦卡索电子甲醇设施的电子甲醇运行，这是全球首个商业规模的电子甲醇生产设施，由邻近的太阳能园区提供电力。该设施每年将生产42,000公吨（即5,300万升）电子甲醇，足以驱动一艘16,000标准箱的大型集装箱船在亚欧航线航行。

在德国，由卡尔斯鲁厄理工学院研究项目孵化的气候科技初创企业ICODOS已开始利用曼海姆污水处理厂捕获的沼气生产电子甲醇，该公司表示这展现了污水处理厂作为能源的巨大潜力——欧洲此类设施多达75,000座。发言人表示：“不同于依赖大型工业化二氧化碳生产设施，ICODOS的技术方案实现了小型分散式单元的经济高效生产。这意味着可持续燃料的生产可以灵活扩展并遍布欧洲各地。”

美国在电子甲醇生产方面也取得进展。去年，沃旭能源获得1亿美元联邦资金用于建设名为Power-to-X沿着德克萨斯州墨西哥湾沿岸。该设施每年将生产高达30万吨的电子甲醇，将由陆上风能和太阳能项目提供动力，并利用工业设施捕获的碳，与传统的船用燃料相比，可减少90%以上的二氧化碳排放，Orsted表示。

但由于高昂的可再生电力成本和生产效率低下，电子甲醇仍然比化石基甲醇昂贵得多。ICODOS的首席技术官Francisco Vidal Vazquez博士在一篇博客中表示，碳定价、生命周期排放标准和绿色航运走廊等支持性政策对于规模化至关重要。Sofar Ocean已经部署了一个全球高科技浮标网络，利用传感器提供更准确的天气预报，引导船舶沿着节能航线航行。Sofar Ocean/Handout via REUTERS 购买许可权，打开新标签页马士基麦金尼穆勒零碳航运中心的首席法规与政策影响官Pernille Dahlgaard表示，目前在法规合规性、成本、港口可用性及基础设施准备度方面，尚无一种脱颖而出的替代燃料。

这对航运公司而言是个复杂局面，它们必须对使用寿命达25年的船舶进行投资决策。

“这确实是一个需要全球同步推进的巨大复杂工程，“她说。

劳氏船级社首席顾问Ryan Bax指出，替代燃料市场的不确定性是推广的主要障碍。“航运公司正在观望市场将如何发展和成熟。特别是对小型企业来说，投资于前景不明的技术是个重大考量因素，“他表示。

不过生物燃料需求正持续增长，因其无需对船舶或港口基础设施进行改造。

马士基在2019年首次尝试用20%可持续第二代生物燃料为现有船舶提供动力，而Hoegh Autoliners挪威公司在2023年创纪录地交付了10,380公吨生物燃料，较2022年翻倍。

但生物燃料的可持续性源头引发担忧。虽然Hoegh Autoliners的生物燃料获得国际可持续性与碳认证体系(ISCC)认证，并源自废弃物和先进原料，但据非政府组织Transport & Environment预测，到2030年，源自棕榈油和大豆油的廉价生物燃料可能占全球航运生物柴油用量的近三分之二。

分析发现，航运中的运营能效技术（如船体和螺旋桨清洁、航程规划与气象导航）可节省高达15%的燃料。路透社/克里斯蒂安·查理修斯 购买授权 许可，打开新标签页而一旦考虑森林砍伐和土地清理因素，这类油料制成的燃料将产生两到三倍的碳排放，其分析显示这甚至比如今污染最严重的船用燃料更甚。此前报道指出，T&E担忧国际海事组织（IMO）对生物燃料的监管不如欧盟严格，且未计划像国际民航组织（ICAO）对航空燃料那样，在生命周期排放计算中纳入间接土地利用变化排放。对达尔高德而言，能效技术比绿色燃料更具多重益处。“各类替代燃料各有优劣且时间线不同，而能效技术——尤其是运营层面的技术——当下即可实施。没有任何因素阻碍你实施低速航行或均衡航速，“她表示。

该中心的分析报告指出，与标准操作规范相比，船体螺旋桨清洁、航程规划与气象导航等运营能效技术只需少量投资即可实现高达15%的燃油节省。根据DNV分析师的报告，现有大量低技术含量的增效方案——包括航运业尚未普及的节能照明设备，以及能防止藻类生物附着、降低摩擦阻力的现代船体涂层，均可有效降低油耗。其他能效方案更为精密。船长与船舶运营商现可通过应用程序或电子邮件接收每日评估数百万条航线的软件建议，获取最优燃油效率路线。

例如初创企业Sofar Ocean部署的全球高科技浮标网络，通过传感器实时采集海浪与风力数据，为船长提供精准天气预报以规划节能航线。该公司宣称其2024年平均节油率达5.5%，单次航程可节省17,700美元。嘉吉公司正在探索并在"Pyxis Ocean"等船舶上实施风能辅助推进(WAP)技术。嘉吉/Handout via REUTERS 购买许可 权，打开新标签页劳氏船级社认为另一项迎来快速应用临界点的技术是风能辅助推进系统(WAPS)，其原理与传统帆船相同，但应用了先进空气动力学、现代材料自动化及航线规划技术。

据海事咨询机构DNV数据，截至2025年1月已有约50艘商用船舶配备WAPS系统，其中多数是2020年后安装的。订单簿显示未来一年将迎来强劲增长，预计有97艘新造船将采用该技术。

DNV表示WAPS目前已实现最高20%的燃料节省，根据技术类型与船舶种类不同，这一数字有望提升至40%。旋转筒帆——通过旋转产生推力的垂直圆柱体——是目前最受欢迎的WAPS技术，其次是吸气翼，其通过空气动力学表面拖曳空气以提升升力和推进效率。

评论人士认为，随着新规逐步落实，未来几年将见证哪些技术成为主流。尽管 IMO协议被部分人士批评缺乏雄心，而业内其他人士则认为它将为脱碳技术投资提供必要动力。马士基能源市场主管艾玛·马扎里表示，IMO决定为脱碳奠定了坚实基础。“虽然最新框架有待10月最终通过，但它标志着通过全球排放体系定价和奖励深度减排燃料的关键里程碑。”

Fortescue的埃德蒙森对此表示赞同，称其向行业传递了强烈信号：“企业可以继续污染，但延迟将船队转型为零排放燃料将付出高昂代价。”

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