□ 胡皓琼

世界都在为脱碳而努力，探寻最佳替代性碳中和燃料的方案和技术。但光靠航运业单方面努力，似乎远远不够。与此同时，船东面临着越来越大的压力，以减少海上运输的温室气体足迹。

对此，DNV海事首席执行官柯努特表示：“没有哪个行业能独自实现脱碳，所以全球各行业需要共同作出正确的选择。而其中，最大的障碍，就是碳中和燃料的可得性。”

脱碳之路 难关重重

DNV认为，推动航运业脱碳的三个关键基础，是法规、货主期望和资本获取。

2030年6月，IMO将举行MEPC80会议，将通过修订后的温室气体战略和入围监管措施，以解决航运业脱碳问题。这些措施，将对单艘船舶设定要求，以确保实现目标。

不过，航运业脱碳之路，仍然要经历漫长的过程。

首先，化石燃料仍占航运燃料中的比重较大。根据DNV最新发布的《面向2050年的海事展望》（第六版），订购使用替代燃料推进的大型船舶趋势仍在继续，其中，化石燃料提取的液化天然气（fossilLNG）是主要燃料。

其次，替代燃料的类型越来越复杂多样。目前有5.5%的在营船舶（以总吨计）和33%的新造船订单（以总吨计）采用替代燃料（迄今以LNG为主）。而甲醇和液化石油气（LPG）的投入使用，以及第一批以氢为燃料的新造船也开始列入统计数据中，意味着更多的替代燃料应用在船队中。

再次，新燃料对航运业而言仍然存在挑战。例如由于转化技术相对仍不成熟，航运业对氨作为燃料这一想法，望而却步。因为甲醇和氨因其自身对人体的毒性，以及氢气的超易燃性，都会带来新的安全挑战。

此外，由于碳吸收仍存在重大障碍，人们越来越关注将船载碳捕获（CCS）技术与传统化石燃料结合。

不过，未来航运燃料市场将更加多元化，也将取决于燃料烦人可用性，可用性将成为航运业短期内能源转型的重要限制因素之一。

在确定能源的前提下，能源产能也是一大难题，当下必须扩大产能规模，以满足航运业对碳中和燃料的未来需求。尽管现有的生产设施能提供持续生产，但仍需要大量投资增加生产设施。

DNV认为，对于各种燃料生产和供应的途径，应重点放在减少生产、分配和船上转换过程中的能源损失上。发展必要的基础设施和生产能力需要时间，成本高昂，还涉及供应链中的利益相关者。因此，与主要能源和燃料供应商的合作，对于未来航运业燃料的供应也至关重要。

此外，港口也将在燃料转型过程中发挥关键作用。作为能源枢纽，港口提供岸电和基础设施，用于储存燃料，为船舶提供燃料，并在支持先行者的同时，建立绿色能源走廊。

场景探索 多管齐下

目前，全球航运业脱碳目标主要有两个，一是实现当前IMO设定的温室气体减排战略目标，包括到2050年将温室气体排放总量减少50%；二是到2050年，实现船队脱碳的目标。对此，DNV模拟了24个场景。

DNV在模拟过程中发现，监管政策和初期能源价格是选择碳中和燃料和未来燃料组合的关键驱动因素。

目前的船用替代燃料如低硫燃油、轻柴油和LNG的使用将在本世纪中叶迅速下降，或在脱碳情景中被完全淘汰。然而在加速向碳中和过渡之前，LNG在燃料组合中的占比将提高到20%—30%。

不过，DNV表示，鉴于价格和可用性的不确定性，很难在众多不同的碳中和燃料中，确定谁是唯一“赢家”。

考虑到可持续的生物质的充足供应，生物LNG、生物MGO和生物甲醇这些高能量的碳氢化合物将是首选燃料。其中，与生物LNG和生物MGO相比，生物甲醇的使用对生产成本更为敏感。

由于可持续的生物质的可用性低，生物燃料的价格相比电制燃料和蓝色燃料，性价比更低。

电制燃料方面，其可用性首先取决于可再生电力的可用性。通过电解水生产氢气，需要在发电过程中逐步淘汰化石能源，这一过程还需要走很长的路。若使用部分由化石燃料发电生产电制燃料，既不节能，也可能导致更高的净碳排放量。

电制燃料还可以从生物来源或直接空气中获得可持续碳，这种碳可以与电解产生的氢结合，生产电制MGO、电制LNG或电制甲醇。如果没有这种可负担得起的碳，电制氨将是首选燃料，并用生物MGO或电制MGO作引燃燃料。

蓝色燃料方面，其可用性取决于碳捕获技术的有效性，以及将这些被捕获的二氧化碳永久储存的基础设施。从高可用性角度来说，蓝色氨是首选燃料，也能够使用生物MGO或电制MGO作引燃燃料。同时，成熟的CCS技术和基础设施，也可以使船载CCS成为一种可行的替代方案，以使船舶继续使用化石燃料。

不过，未来几十年里，航运业向碳中和过渡的过程中，仍需要大量投资。DNV预计，在2050年前的脱碳过渡阶段，每年需要的额外资金达80亿—280亿美元。

相比之下，根据克拉克森今年的调查，过去10年新建合同的年均投资约为850亿美元。

除了对船舶投资外，DNV还预计，为了满足到2050年船舶所需碳中和燃料的使用，每年陆上需要投资300亿—900亿美元用于提高产能、燃料分配和基础设施建设。当航运业实现完全脱碳时，更昂贵的能源和陆上投资可能会使每年的燃料成本增加1000亿—1500亿美元，较现在增加70%—100%。

数字化变革 实现转型

实际上，数字化对于航运业脱碳的影响重大。

DNV认为，通过基于模型的仿真和优化，能改进节能船舶的设计，以适应较低的液压阻力。未来十年，虚拟船模将成为设计和调试船舶的标准工具，并将用于操作和维护船舶、船队。

“数字孪生”的虚拟船，即为一艘数字构建的虚拟船舶模型，该虚拟模型配备了实物船载所有的设备、机械、网络和控制系统，并在网络空间中实现连接和集成。同时，虚拟船模也可构建虚拟环境，从而实现无人驾驶船舶的模拟和遥控演示。

同时，“数字孪生”船也能通过监控、更优路线规划、诊断和纠正措施，以及基于模拟的船员培训，优化船舶在运行过程中的温室气体排放性能。

此外，“数字孪生”船还能通过模拟和优化船队规模、船型构成和航行速度，优化船队利用率和温室气体排放绩效。

在多艘船舶组成的数字生态系统中，可以整合应用程序和数据模型，并利用云、大数据和物联网，实现高级预测和分析的可能。这些都可用于优化船队性能、提高信息完整性，并节省能源和成本。

船舶、在岸办事处和港口之间的互联互通，也将有助于改进规划、调度和物流，进一步提高船队利用率。数字生态系统使船队运营商能够建立陆上控制和运营中心。

DNV还表示，“数字孪生”对船舶设计和运营的方式产生深远影响，当前的数字化浪潮将改变航运业。

一方面，数字化能通过非直接方式实现脱碳，这尤其体现在与IMO数据收集系统（Data CollectionSystem，DSC）以及欧盟碳排放监测核算/报告/核查（Monitoring, Reporting and Verification，MRV）体系相关的绩效数据管理平台的应用上；另一方面，数据工具是这些系统的必要组成部分，反之又使监管机构、货主、银行和其他利益相关者能够成功地监控、控制和制定计划。