尽管道路交通是全球交通运输最大的温室气体最终活动,但非道路移动机械污染排放的严峻程度及对公众健康的影响不容忽视。
为此,“交通零排放转型发展论坛”邀请了分别来自航运、铁路、航空以及可再生能源领域的专家代表就“非道路交通如何实现零排放”展开热烈讨论,本环节由CCTP执行委员会主任、清华大学碳中和研究院零碳交通研究中心主任王贺武主持。今天为大家推送的是交通运输部水运科学研究院首席研究员彭传圣关于航运船舶减排的思考和观点。
王贺武
作为支撑国际贸易的重要基石,航运业碳排放贡献量在交通排放中占比较大比例,减排难度极大。国际海事组织(IMO)提出到2050年航运业二氧化碳排放量较2008年水平减少50%的目标。随着各国减排政策趋于严格,全球航运业面临的转型压力也不断增加。那么目前我国航运业减排面临着哪些挑战?
彭传圣
当前国际航运一年大约消耗三亿吨石油,碳排放量大约占全球二氧化碳排放的2.5%左右。我国航运业一年消耗约2,500万吨石油,排放8,000万吨的二氧化碳。但是如果按照IPCC的国家温室气体清单指南或者京都议定书赋予各个国家航运碳排放管辖的权利,实际上我们国内航运只消耗大约1,100多万吨燃油。此外,国际航运算到我国的排放量(航段起点和终点都是中国港口),这一部分大概一年有8,00万吨的二氧化碳,总计4,500万吨。总体来看我国航运业减排面临着技术方面、经济利益和政治方面的三重挑战。
首先航运减排中缺乏具有经济可行性的技术手段,且现有减碳技术不成熟,未来减排路径不明确,全球不同的国家或企业尚未达成相对统一的认识。
另一方面,海上运输是全世界经济社会发展和国际贸易发展的晴雨表。目前80%以上国际贸易货物以及70%以上的国际贸易产值通过航运来完成。航运与一个国家的产品竞争力以及国家的经济社会发展关系非常密切。美国有一项统计专门计算一个美国家庭每年可因航运减少多少家庭支出,我国没有类似的统计,可能民众对于航运低廉的运输价格带来的优势感受不高。但从国家的角度,物流的低成本对于促进整个经济社会发展的作用却是感受颇深的。目前我国国际货运量占全世界国际航运运量的三分之一,而大量进出口货物的竞争力在某种意义上体现在价格方面。所以,作为大宗货物低成本的运输方式,为保持进出口货物的竞争力不能轻易增加航运业成本。
此外,我国还面临承担大国责任与保持航运竞争力之间的矛盾。从世界范围来看,我国目前航运减排所定的目标跟巴黎协定要求的控制目标是有差距的。一方面作为一个航运大国,我们国家在减碳方面应该起引领作用。另一方面,我国目标的设定又较全球目标滞后一些。所以未来怎么更好地解决这样的矛盾也是在航运减碳方面面临的一个挑战。
不过若通过航空和航海这两个重要的领域在国际上争取更大的发言权,争取国际治理体系的变化,我国最终会配合IMO朝着航运温室气体减排战略设定的未来减碳目标(今年7月的海上环境保护委员第80届会议公布经修订的航运温室气体减排战略,预计会明确2030年船用零碳燃料的使用要求以及2050年实现基于船用燃料全生命周期碳排放核算的航运业碳中和)努力。
王贺武
在船舶尤其是远洋船舶燃料替代方面,目前认为绿氨是能够实现船舶减排最有效的措施。那么中长期来看船舶减排哪些替代燃料更具有可行性?
彭传圣
目前船上可考虑使用的替代燃料大体有液化天然气(LNG)、液氢、液氨、甲醇,以及电力驱动(包括动力电池和燃料电池两条路径)。航运在生物燃料使用方面未来无法与更加难以脱碳的航空领域竞争,所以船舶不考虑生物燃料替代。
沿海和内河的中小型船舶,未来都可以通过电动化来实现脱碳。目前我国有50几艘功率较大的船舶在使用动力电池驱动,尤其是在一些里程相对较短的特殊场景,比如短途固定航线、滚装船或港口拖轮的电动化具有经济和技术双重可行性。
沿海和远洋大型船舶,在内燃机的基础上未来将以甲醇和氨为主作为脱碳路径。已经有船用甲醇发动机且现有船用燃料供应系统细微改造即可适应供应甲醇,因此甲醇成为当前船用脱碳燃料选择之一;LNG、氨和氢,由于与现在使用的传统燃油差别较大,这就导致为使用这些燃料船舶上应用和储存、岸上燃料供应系统都要进行改进,其中氨因为不含碳且体积能量密度较氢高,尽管目前还没有商品化的船用氨发动机,但没有妨碍其成为业界看好的船用脱碳燃料另一种可能选择。而未来替代燃料的选择一定是建立在市场基础上的,船舶经营人将基于低零排放船用替代燃料的使用总成本最低为原则选择替代燃料。不过这个市场有可能受碳定价的影响,包括国际航运碳排放怎么定价,会是什么价格等。
更长远的未来,氢燃料电池驱动是解决航运脱碳、环境和生态保护问题的最终燃料方向。航运既要满足减少污染和碳排放,又要满足生态多样性以及海洋环境保护的要求,船舶经营人需结合行业长远发展做一体化的应对措施选择。
船舶的碳中和可以有两个层面:要么通过购买碳汇实现碳中和,要么是自身达到绝对零排放。IMO希望从绝对零排放的角度考虑问题。因为碳汇资源是有限的,购买碳汇将像购买生物燃料一样面临着多个行业的竞争,航运行业购买碳汇的出价与航空业相比较可能总是没有竞争力的。不过我们现在强调的更多是要实现全生命周期的零排放,如果不强调全生命周期,其实船舶本身很难实现绝对零排放。
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