航運業巨頭馬士基航運日前宣布,計劃到2050年實現凈零碳排放(net Zero CO2 emission)目標。此言一出,在業界引發爭議。國際海事組織(IMO)、經濟合作與發展組織(OECD)和歐盟委員會對此給予好評,其他航運企業卻發表了不同看法。有業內人士表示,碳減排是航運業的未來趨勢,IMO、歐盟等組織均對航運業實施碳減排進行了具體路線安排,馬士基航運的計劃顯然大大超出了IMO到2050年航運業碳排放相較2008年下降50%的要求,其可能性有多大,很大程度上取決于未來技術的發展。
馬士基航運夸下海口?
按照馬士基航運的說法,截至目前,馬士基航運的碳排放量已經比2007年減少了46%,比行業平均水平多減排9%。而要在2050年實現零碳排放,碳中和集裝箱船舶(carbon neutral vessels)必須在2030年前具備商業可行性。
對于馬士基航運的激進提法,地中海航運發言人表示:“IMO的戰略目標是經過各國代表、科學家、非政府組織以及相關行業代表共同審議的結果。要對這一目標提出任何修改建議,最合適的場合是聯合國的論壇。”另一家行業巨頭赫伯羅特的表態更為直接:“無法承諾那么遙遠的事。”東方海外也認為,能否實現這個目標,得看技術發展。
IMO的相關報告顯示,全球船舶碳排放量在2007年為10億噸,占全球碳排放總量的3.3%,由于全球海上貿易量的猛增,如果控制措施不及時落實,預計全球船舶碳排放量在2050年將增長150%~250%,占比增至18%。因此,IMO、歐盟等都在近年采取了一系列控制船舶碳排放的措施。
2018年4月13日,IMO通過了一項關于減少船舶溫室氣體排放的初步戰略。該戰略提出,到2050年,全球航運業碳排放量要比2008年減少50%,以推動航運業逐步朝零碳目標邁進。這是全球海事界首次制訂碳排放目標。該戰略對國際航運業碳減排作出了總體安排,包括實施愿景、減排力度、指導原則,短期、中期、長期減排措施和影響7個方面,同時明確了包括能力建設、技術合作及研究開發等在內的配套保障措施。其中的短期減排措施包括完善現有的能源效率框架、研發能效提高的技術、制訂能效指標、制訂海運減排國家計劃、優化船舶速度、減少港口排放、研發替代性低碳或零碳燃油等;中期措施包括實施替代性低碳或零碳燃油項目、采取提高能效舉措、建立市場機制等創新減排機制以及加強技術合作和能力建設等;長期措施包括進一步開發和使用零碳燃油,以便在本世紀下半葉實現海運業去碳化,鼓勵全面實施創新減排機制。IMO還表示,在初步戰略的基礎上,該組織將于2023年確定全球航運碳排放最終戰略。
業內人士表示,馬士基航運一直是全球航運業的領頭羊,在船舶環保方面也是如此,此次提出比IMO安排更為激進的計劃,表明了該公司在未來船舶環保領域保持領導地位的雄心。
碳減排措施都有哪些?
船舶的碳排放來源于燃料裝置(包括主機、輔機及鍋爐)燃燒的燃料,其中主要來源于主機所燃燒的燃料,輔機以及鍋爐產生的碳排放量較小且與外界工況變化關系不大。主機所排放的碳受到主機類型、燃料類型、船舶航速、吃水及環境等因素的較大影響。
業內人士介紹說,IMO將實施船舶能效設計指數(EEDI)標準作為碳減排的重要措施,這是一種在設計時充分考慮各種因素對船舶能效影響的措施,這一指數越低,船舶越節能環保。為此,船舶在設計時就應充分優化船體型線以降低船舶阻力,從而降低燃料消耗;對船舶上層建筑采用流線型設計或狹長布置等,以減少上層建筑的阻力;優化螺旋槳設計,如使用低轉速螺旋槳、同軸反向螺旋槳技術等;改進推進系統,提高主機效率,如采用高壓噴射技術或采用雙燃料主機等;回收廢氣余熱,即對主機運行過程中產生廢氣帶走的30%熱能進行再利用等。該業內人士表示,目前,全球新造船基本能達到EEDI基數,但要滿足未來EEDI再繼續下降的要求,業界還需采取更多措施,如進一步優化船型、開發新能源船型、開發少壓載水船型、采用螺旋槳節能技術、采用節能涂層等。
降低船舶碳排放的營運措施則包括減小船體的粗糙度、加強日常管理維護、采用經濟航速等。據粗略估算,每年因船體粗糙度增加的額外燃料消耗為30%左右,因此,定期進船塢對船殼進行修復是提升燃料效率、降低碳排放的必要之舉。加強對船舶的管理,使推進裝置等處于最佳工作狀態,也可有效降低碳排放。此外,降低航速也能明顯降低碳排放。一般而言,航速降低4%,碳排放能降低13%,因此,船東有必要選擇經濟航速航行來降低船舶碳排放。
然而,僅依靠這些措施還很難實現船舶的零碳排放。就像馬士基航運負責人說的那樣:“目前基于化石燃料技術實現的效率提升只能將碳排放量保持在當前水平,并不會顯著減少或消除碳排放。”
只有使用新型能源才是大幅降低船舶碳排放的最有效途徑,如采用風力、太陽能、氫能、電力、液化天然氣(LNG)、甲烷等。馬士基航運也認為遠離當今基于化石燃料的技術是船舶零碳排放的關鍵,其唯一可能的途徑是船舶完全轉變為使用新型碳中和燃料及供應鏈。但目前來看,電力驅動的船舶還不能航行太遠,但可能是近洋航線的一個很好的選擇;風力船舶已經在日本、中國等國家建成,第一艘運用氫能源的零污染商用客船也已開始運營,但均存在船型與距離等方面的限制。馬士基航運負責人表示:“接下來的5~10年至關重要,我們將投入大量資源用于創新船舶技術,以提高脫碳解決方案在技術和財務方面的可行性。在過去4年中,我們每年投資約10億美元,聘請50余名工程師開發及部署節能減排方案,而未來,我們需要集結全行業的力量。”
碳排放監測是否準確?
法規可以倒逼航運業采取節能環保措施,然而,如果沒有準確有效的監測體系,法規實施效果可能大打折扣,至少目前來看,船舶碳排放監測就存在這樣的問題。
歐盟曾向船東提供了4種監測燃料消耗及碳排放的方式。一是燃料供應單。這對船東來說幾乎不增加成本,但使用范圍有限,精確度差。二是艙內油位監測系統。其設備成本相對較低,每個油艙的監測初始成本在萬元左右,可以通過手動或電子的方式進行監測。但是精確度根據船舶構造和軟件的不同而不同。三是流量計監測方式。其能夠達到較高的精確度,但設備成本較高,根據精確度的不同在幾萬至上百萬元不等。四是直接碳排放測量方式。其精確度高,成本則比流量計監測方式更高,而且船東缺乏使用經驗。總之,4種船舶碳排放監測方式均存在弊端。
據悉,我國也已著手船舶碳排放核查體系的建立,并開展了“水上運輸碳排放核查關鍵技術研究與示范”課題,對船舶碳排放量化、報告進行研究,指導企業量化并報告船舶碳排放量,同時,開發船舶碳排放數據收集軟件,研究符合中國國情的、經濟可行的船舶碳排放核查技術規范及船舶碳排放數據核查管理系統。目前,該課題組已選擇3家有代表性的國際航運企業進行船舶碳排放核查試點示范,在試點示范的基礎上,進一步完善相關規范、體系,優化相關軟件。
記者了解到,中遠集裝箱運輸有限公司曾研發出船岸一體化燃油消耗監控平臺,并在公司所屬140余艘船舶上使用。該系統可將船舶每日能耗、船存油量、每日航行距離、距目的港距離、船舶吃水、海況、裝載量等相關參數定時報告公司,有利于公司在確保班期的情況下合理降低航速、減少船舶錨泊待航時間、合理安排加油港口,使依靠管理實現節能減排目標成為可能。此外,中遠集運還聯合上海海事大學在原有燃油監控系統的基礎上成功研發了中遠集運能效管理信息系統與碳排放計算器,并通過了挪威船級社(DNV)的認證。可以說,中遠集運在降低船舶碳排放方面的努力在全球海事界具有示范意義。
業內人士表示,船舶碳減排是一個系統工程,也是一個正在摸索中的環保工程,其進程與最終實現的程度取決于法規的出臺、各方的推動以及技術的發展等。