船用替代燃料应用进展*

摘要：低碳航运背景下，为明晰低碳/零碳燃料的应用潜力，从理化性能、生产、储运和终端应用等维度对液化天然气、氢、氨、甲醇等潜在的船用替代燃料进行全面评述，分析船用替代燃料的应用进展情况。从替代燃料生命周期温室气体排放的角度来看，面向2050年的海洋运输，液化天然气是主要的过渡性燃料，而航运业选择可再生的甲烷、氢、氨、甲醇等其中的一种或几种作为未来船用燃料还具有不确定性，主要的挑战和障碍包括燃料成本、储运和加注基础设施、关键设备的研发与应用等。从技术、经济、环境、社会、可扩展性等多个维度进行评价，得出目前并没有一种燃料具有全方位、压倒性的优势从而可以完全替代燃油在船用燃料中的中心地位的结论。

关键词：低碳航运；船用替代燃料；液化天然气；甲醇；氨

 一、引言

据国际海事组织 ( International Maritime Or-ganization，IMO )《IMO第四次温室气体研究2020》( Fourth IMO GHG Study 2020 ) 报告，2018年国际航运 ( 不含国内航行船舶、渔业船舶和军用船舶 ) 温室气体排放总量达10.76亿t二氧化碳当量 ( CO2e )，其中CO2排放为10.56亿t，占当年全球人为源排放的2.89%。该研究测算的2008年国际航运温室气体排放总量为7.94亿t，十年间年均增长3.1%。而在多个经济和能源场景假设下，2050年国际航运CO2排放总量仍会达到2008年排放总量的90%~130%。2018年4月，IMO以MEPC.304 ( 72 ) 号决议通过了《IMO船舶温室气体减排初步战略》( Initial IMO Strategy on Reduction of GHG Emissions from Ships )，设定了国际航运温室气体减排目标和路径，并为此安排了一系列的短期、中期和长期减排措施，如图1所示。

图1  IMO温室气体减排目标和路径

从技术性措施和营运性措施两方面提升能效，是当前航运业实现温室气体减排的主要选项；碳排放交易机制、碳税、温室气体排放基金等基于市场的措施也经常被拿上桌面讨论，但这些措施并不能直接减少温室气体排放，而是必须通过技术性措施或营运性措施才能发挥作用。对于传统的“主机-推进器-船体”组成的能量转化与守恒系统，减少温室气体排放的技术性措施主要包括减少船舶阻力、提升推进效率和使用高效发动机，使用风力辅助推进系统、太阳能光伏系统、核动力推进装置、电池电力系统、燃料电池动力系统等动力装置替代或辅助柴油机推进动力装置也是选项之一；减少温室气体排放的营运性措施则主要包括物流与供应链优化，降速运行，航线和航速优化，使用岸电等[1]。然而，诸多学者、组织或机构的研究已经表明，无论技术性措施、营运性措施或二者组合，其节能减排潜力都相对有限，无法实现航运业的零碳排放[1，2]。也正如图1所列出的，就中、长期而言，低碳/零碳燃料是航运业停止温室气体排放的必由之路。

为更进一步加快低碳/零碳燃料的应用，《IMO船舶温室气体减排初步战略》还将制定燃料生命周期温室气体排放强度导则 ( LCA导则 ) 作为短期措施之一，并于2021年开始了LCA导则的制定和审议，预期将于2023年7月MEPC 80次会议上通过最终报告。与此同时，在紧随2021年11月UNFCCC COP 26次会议之后召开的IMOMEPC 77次会议上，国际海事行业释放了到本世纪中叶实现航运碳中和的强烈信号，并同意启动《IMO船舶温室气体减排初步战略》的修订工作。在2022年12月召开的IMO MEPC 79次会议上，关于MEPC.304 ( 72 ) 号决议的修订，讨论的焦点包括2030年和2050年减排目标的修订、引入额外的中间检查点、设定国际航运低碳/零碳燃料的使用比例等。预期MEPC 80次会议上，IMO将通过修订的温室气体减排战略，届时替代燃料的应用将驶入快车道。

 二、潜在的船用替代燃料

自1897年第一台使用液体燃料的内燃机问世及1910年代柴油机动力装置真正意义上装船应用，“柴油机+燃油”驱动的航运业已逾一个世纪。传统的燃料选择是比较单一的化石基重质燃料油 ( HFO )、轻质燃料油 ( LFO ) 或柴油 ( MDO/MGO )。进入21世纪，随着《国际防止船舶造成污染公约》( MARPOL公约 ) 附则VI的生效实施和累次修正，船舶废气排放中的氮氧化物 ( NOx ) 、硫氧化物 ( SOx )、颗粒物 ( PM )、CO2等逐渐被纳入不断严格的监管之中[3]，低硫燃油 ( LSHFO )、液化天然气 ( LNG )、液化石油气 ( LPG ) 等替代燃料的应用成为船舶减少排放的选项之一；尤其是随着《IMO船舶温室气体减排初步战略》的通过及船舶能效、碳强度等方面法规的生效实施，通过应用低碳/零碳燃料同步减少NOx、SOx、PM、CO2排放成为当前的讨论热点。

 ( 一 ) 替代燃料概述

对于水路运输燃料而言，学术界、工业界研究和讨论的替代燃料包括LNG ( 主要成分为甲烷 )、LPG ( 主要成分为丙烷和丁烷 )、二甲醚 ( DME )、甲醇、乙醇、氢气 ( H2 )、氨气 ( NH3 )、合成燃料 ( Synthetic Fuels )、生物燃料 ( Biofuels )、电制燃料 ( e-fuels或Power-to-X ) 等。其中，合成燃料、生物燃料、电制燃料均是比较宽泛的概念，例如：合成燃料可能包括化石基或生物质基的合成甲醇、合成氨、合成汽油、Fischer-Tropsch柴油等；生物燃料可能包括生物甲烷、生物甲醇、乙醇、生物二甲醚、生物柴油等，而生物柴油又包括脂肪酸甲酯 ( FAME )、脂肪酸乙酯 ( FAEE )、纯植物油 ( SVO )、加氢植物油 ( HVO或HDRD )等；电制燃料是以可再生电能为输入、以电解制氢技术为基础的合成燃料，可能包括电制甲烷、电制甲醇和电制氨等[4]。合成的、生物质的或电制的某种燃料可认为与对应的化石基燃料有近似的理化性能，各种燃料的典型理化特性见表1。

表1  潜在船用替代燃料的典型理化特性

考察各种燃料的理化性能，其在内燃机、燃料电池等终端设备中使用在技术上是完全可行的。燃料电池虽然没有热化学反应且效率较高，但其功率容量、经济性、可靠性、耐久性还面临诸多挑战，对于大型商船而言应用前景尚不明朗，可以预期内燃机仍是主流选择。而就内燃机燃用各种燃料的环境表现而言，SOx 、PM排放均可忽略不计；只要存在燃烧反应，NOx 排放就不可避免，但生物柴油、氨气作为燃料时的NO排放甚至高于传统的柴油/燃料油；就CO2排放而言，单纯地讨论燃烧排放没有意义，同步考虑上游的井到舱 ( Well-to-Tank，WtT ) 和下游的舱到桨 ( Tank-to-Wake，TtW ) 全生命周期排放，目前还需等待IMO的LCA导则的生效实施才能具备强制性的、科学的方法指导。各种燃料的全球变暖潜值 ( Global Warming Potential，GWP ) 如图2所示[4]，燃料的原料、生产过程显著影响其生命周期温室气体排放。同时，基于生命周期评价赋予各种替代燃料生命周期标签 ( Fuels Lifecycle Label，FLL )，也能有效避免直接将氢、氨简单认可为零碳燃料或忽视了生物柴油、可再生甲醇等的零碳属性。

图2  各种燃料的全球变暖潜值

多个学者和研究机构基于层次分析法 ( Analytic Hierarchy Process，AHP )、多标准决策分析 ( Multi-Criteria Decision Analysis，MCDA ) 等方法，从技术、经济、环境、社会、可扩展性等多个维度，对替代燃料的应用前景进行了全面分析和综合评价[4]，得出的结论是这些替代燃料在不同的方面各具优势和缺点，但还没有一种燃料具有全方位、压倒性的优势从而可以完全替代燃油在船用燃料中的中心地位。通过业界专家打分或综合评价，或许可以得到一种综合评分最高的燃料，但并不足以得出该燃料就应当是航运业的选择的结论，因为不同的利益主体在技术、经济、环境等不同方面具有各自的倾向或偏好。在所讨论的替代燃料中，业界对于技术上可行、公众可接受、能够实现航运业的净零排放等评价维度基本可以达成共识，目前的分歧主要在于供应安全是否有保障及经济上是否可行。各种燃料有其具有优势的船型、航线和地域，但就海洋运输而言，短期以LNG作为过渡燃料，中长期重点发展可再生氨气和甲醇，对未来以氢能或核能驱动航运业保持审慎乐观，这应该算是现阶段业界的共识。生物质燃料始终存在与粮食、农作物、耕地、淡水资源等的竞争，以及地理分布不均衡、显著受到气候条件的影响等挑战，笔者不倾向将其作为一种主流选择，但并不排除其在局部、细分市场的应用潜力。此外，生物质也是生产可再生氢、氨、甲烷、甲醇、柴油的原料之一，因此可作为可再生燃料生产原料的重要补充。

 ( 二 ) LNG作为船用燃料

MARPOL公约附则VI的生效实施对船舶SOx、NOx 、PM、挥发性有机物 ( VOCs ) 等的排放作出了限制，而发动机燃用LNG基本不存在SOx 、PM排放，NOx 排放最多可降低90%，对LNG运输船还解决了货舱蒸发气排放或再液化的难题，尤其是化石基LNG与船用燃油在经济性上具有竞争力，一时之间，LNG作为船用燃料受到追捧。LNG来源包括天然气、生物质及基于可再生电力的H2和CO2的合成。为便于储运，天然气通常在常压、-163℃条件下液化为LNG，此时体积将变为气态时的1/600。公路、铁路、水路和管道均可作为天然气的运输方式；而其储存技术主要包括4种类型，如图3所示，其中前两种为常压全冷型，B型储罐为常压半冷型，C型储罐为常温加压型。C型储罐成本最低，但储存量、空间效率也最低。

图3  LNG储存技术

就终端使用而言，LNG发动机技术已经比较成熟，火花塞点火的纯LNG发动机、基于Otto循环的LNG-燃油低压双燃料发动机及基于Diesel循环的LNG-燃油高压双燃料发动机均已商用。MAN Energy Solutions、Wartsila、RollsRoyce等主要的船用发动机生产商均有超过20年的LNG发动机运行经验，可提供功率范围从1~80 MW的LNG发动机产品，如MAN 12G95ME-C10.5-GI、Win GD 12X92DF、Wartsila W20DF、Bergen B32:40等。理论上，发动机燃用LNG相比燃油可减少20%~25%的碳足迹，但由于燃烧效率、甲烷逃逸等原因，温室气体减排量通常低于20%[5]。即便如此，对于零碳航运而言，化石基LNG也只能作为一种过渡燃料，生物质甲烷或电制甲烷均可作为替代，但目前其燃料成本分别为化石基LNG的1.5~3倍和3~10倍，而且产量相对有限[6]。化石基LPG同样作为一种过渡燃料，目前在部分LPG运输船、乙烷运输船上作为燃料应用，但预期并不会扩展应用到更广泛的船舶类型中且不会有更长远的应用前景。

 ( 三 ) 氢作为船用燃料

氢是地球上最简单、最丰富的元素，且在所有燃料中具有最高的质量能量密度。但氢通常是以化合物的形式存在，也就意味着氢的提取需要消耗能量。氢的生产原料包括天然气、煤、生物质和水，且具有多种不同的工艺流程，如图4所示。

图4  氢的原料与生产过程

氢的运输、储存和配送显著受到其体积能量密度的影响。对于20 MPa、70 MPa的压缩氢气和常压低温 ( -253 ℃ ) 下的液化氢而言，体积能量密度分别为柴油的5.0%、12.3%和23.2%。对于同样的能量释放，其体积需求分别是柴油的20.1、8.1和4.3倍，考虑加压或制冷条件下燃料围护系统更大和更规整的空间需求，船舶的有效载货容积将在一定程度上被削减。就终端使用而言，氢内燃机的有害排放仅有NOx，但其功率容量、燃烧、运转平顺性方面在技术上仍然存在较大的挑战。也就是说，氢的储运和终端使用具有比LNG更严苛的要求。因此，对于远洋运输而言，相比于可再生甲烷、氨和甲醇等氢的衍生物，使用氢作为船用燃料目前来看还缺少竞争力。当然，如果液氢/压缩氢运输船队能得到一定的发展，这类船舶使用氢作为船用燃料具有天然的优势，但目前来看，以氨作为载体来运输氢似乎更有竞争力。

 ( 四 ) 氨作为船用燃料

氨是全球范围内产量最大的合成化学品，但目前主要用作化肥生产。氨的生产原料是氢气和氮气，通常基于Haber-Bosch过程，在铁基催化剂、300~500 ℃的高温和20~35 MPa的高压条件下反应而成；其他的氨合成工艺包括电化学过程和光催化过程。氢气的生产如前所述，而氮气通常采用变压吸附 ( PSA ) 或膜过滤技术从空气中分离得来。虽然氨本身是无碳燃料，但绿氨的获得还是取决于所使用的生产原料和生产过程中可再生能源的使用。

大规模的氨通常在常压和-33 ℃条件下液化储存，而少量的氨则采用与LPG类似的储运方式——常温加压至8 bar存放于不锈钢压力容器中。液氨具有较高的爆炸风险和毒性，储运安全考量尤其重要。就终端使用而言，较高的自燃温度、较低的火焰传播速度、较窄的可燃极限、较高的NOx 排放都是氨燃料发动机开发中所面临的挑战。氨燃料发动机目前还未见商用，但Wartsila、MAN Energy Solutions、WinGD等主要的船用发动机生产商均在积极推进氨燃料发动机的研发。2022年9月，Wartsila四冲程中速多燃料发动机W25型发动机成功发布，该发动机可燃用柴油和LNG，预期到2023年可燃用氨燃料。二冲程低速发动机生产商MAN Energy Solutions、WinGD均计划在2024—2025年推出自己的氨燃料发动机。

 ( 五 ) 甲醇作为船用燃料

甲醇是一种关键基础化学品，主要用于生产甲醛、乙酸和塑料等其他化学品；同时，甲醇也是一种用于车辆、船舶、工业锅炉的低闪点液体酒精燃料。与传统燃料相比，可再生甲醇可减少高达95%的CO2排放和80%的NOx 排放，且完全没有SOx 和PM排放。甲醇有一定的毒性，吸入、暴露和皮肤接触均会造成人员的中毒反应；由于较强的挥发性和生物可降解性，其对人类健康、海洋和大气环境的威胁要低于燃油和氨。甲醇的生产原料主要是天然气和煤，但生物质、森林残渣、市政固体废弃物、捕集的CO2等都可以作为甲醇的生产原料，其主要的生产路径为H2和一氧化碳 ( CO ) 或H2与CO2的合成，合成气 ( H2+CO )、H2、CO2和生产用能的来源就决定了甲醇的碳足迹和成本。化石甲醇与船用燃油具有可比的燃料成本，绿色甲醇的燃料成本却高出8~10倍，但未来有望降至2~3倍[7]。

相较于其他气体燃料，甲醇属低闪点液体燃料，相对易于运输、储存和配送，对现有船用燃料储运设施稍作改造即可建立完整供应链。对于终端使用而言，甲醇适用于内燃机和燃料电池。当前，直接甲醇燃料电池 ( DMFC ) 的效率还比较低，有待进一步研发和提升；而甲醇燃料内燃机技术相对成熟，在车辆、船舶上均有多年的应用经验。MAN Energy Solutions、WinGD、Wartsila、Rolls-Royce、Caterpillar等主要的船用发动机生产商均开展了甲醇发动机的研发或生产；国内淄柴动力、中船动力等甲醇发动机也在研发中。值得一提的是，MAN ME-LGIM是目前市场主流应用的机型，缸径有50、80、95三个系列，缸数可为6~12缸，功率范围5~82 MW，基本可以覆盖各种类型、各种大小远洋船舶的功率需求[8]。

 三、航运业应用替代燃料的现状

 ( 一 ) 替代燃料船舶

据DNV Alternative Fuels Insight平台统计[9]，替代燃料船舶数量在现有世界船队中占比为0.47%，所应用的替代燃料包括LNG、LPG、甲醇和氢气四种类型；但从新造船订单来看，这四种类型的替代燃料船舶数量占比达到13.05%。世界船队中，已投入运行的替代燃料船舶的类型和数量如图5所示；而在新造船订单中，替代燃料船舶的类型和数量如图6所示。

图5  投入运行的替代燃料船舶的类型和数量

图6  新造船订单中替代燃料船舶的类型和数量

 1.LNG/LPG动力船舶

自2003年世界首艘LNG动力的平台供应船“Stril Pioner”交付运行，到2022年底，世界LNG动力船舶已达355艘，另有515艘LNG动力新造船订单，LNG是中短期主流的船用替代燃料选择。同为化石基替代燃料，LPG动力的现有船48艘，新造船订单也达到79艘，但LPG动力船舶目前仅限于LPG运输船、气体运输船和乙烷运输船三种船型。

 2.甲醇动力船舶

截至2022年底，甲醇动力的现有船24艘，其中新造船21艘，均为50 000载重吨级的化学品油轮，另有3艘改装船分别为滚装客船、拖轮或引航船，现阶段均以化石甲醇作为燃料。2022年，甲醇动力新造船订单增长迅猛，目前已达58艘，其中Maersk公司宣布订造的12艘16 000 TEU ( 标箱 ) 和6艘17 000 TEU甲醇燃料集装箱船、CMACGM公司宣布订造的6艘15 000 TEU甲醇燃料集装箱船、中国远洋海运集团宣布订造的12艘24 000 TEU甲醇双燃料动力集装箱船、招商轮船宣布订造的2 ( 实船 ) +4艘 ( 选择权船 ) 9 000 TEU ( 标准车位 ) 甲醇双燃料汽车滚装运输船等系列订单尤其受到业界关注。与此同时，2022年，Maersk与CIMC ENRIC、European Energy、Green Technology Bank、Orsted、Proman、Waste Fuel、德博能源、Carbon Sink、SunGas Renewables等9家单位达成了绿色甲醇合作伙伴关系，锁定了年均超过140万t绿色甲醇供应。

 3.氢动力船舶

当前，氢动力船舶主要以氢燃料电池作为 ( 混合 ) 动力系统的小型船舶或以氢燃料电池作为辅助发电装置应用为主，全球范围内的应用示范船舶有数十艘，其中比较典型的应用包括德国渡轮Alsterwasser、荷兰渡轮Nemo H2、挪威液氢动力轮渡MF Hydra、法国Energy Observer、美国Sea Change、中国“蠡湖”号等。而以氢内燃机作为动力的船舶目前仅见2022年10月交付的比利时拖轮Hydrotug 1，配置的2台BeH2ydro 12DZD-DF四冲程内燃机可燃用氢气和柴油，总功率达4 000 kW。

 4.氨动力船舶

受限于氨燃料发动机目前还未商用，氨动力船舶目前还未见商用。然而，在氨动力船舶的开发方面，目前多家船舶设计公司、造船厂、航运企业的氨动力或氨预留船舶设计已经获得船级社的原理性认可 ( Approvalin Principle，AiP ) 证书，也有多家船东公司宣布了开展氨动力船舶的开发，包括VLCC、拖轮、驳船、平台供应船等。据不完全统计，近三年来，全球氨动力船舶开发项目超过60个，其中已获得船级社AiP证书的船型设计已超过42项。基于所统计的氨动力船舶开发项目，就船舶类型而言，排在前几位的是油轮、气体运输船、散货船和氨燃料加注船；就项目分布的国家而言，排在前几位的分别是日本、挪威、中国、韩国和新加坡；就授予AiP证书数量而言，排在前几位的船级社分别是LR、ClassNK、DNV和ABS。

 ( 二 ) 替代燃料消耗

 2016年10月，IMOMEPC.278 ( 70 ) 号决议通过了MARPOL公约附则VI关于船舶燃油消耗数据收集系统 ( Data Collection System，DCS ) 的强制性要求，从2019年1月1日起，5 000总吨及以上的船舶需要收集其使用的每种燃料的消耗数据，并在每个日历年结束后报告给船旗国，船旗国在确定数据已按照要求报告后，将向船舶发出符合声明，随后将此数据传输到IMO船舶燃油消耗数据库。目前，IMO已通过MEPC 76/6/1、MEPC 77/6/1、MEPC 79/6/1发布了2019、2020、2021三年的燃油消耗数据汇总报告。按公约要求，纳入统计的船舶应有约3.2万余艘和13亿总吨，但目前数据仍有缺失，数据完整率按船舶数量计约85%，按总吨计约94%。基于这些报告，可以得到所统计船舶的燃料消耗情况，2019—2021年燃料消耗总量分别为2.13亿t、2.03亿t和2.12亿t，各年份HFO、LFO和MDO/MGO三种传统燃料累计消耗占比分别为95.03%、94.01%和93.95%，而替代燃料占比略有增加。目前所报告的替代燃料包括LNG、LPG、乙烷、甲醇、乙醇、生物燃料等，替代燃料消耗总量情况如图7所示。

图7  基于IMO船舶燃油消耗数据库的2019—2021年替代燃料消耗情况

 ( 三 ) 替代燃料基础设施

 1.LNG的生产与加注

据International Energy Agency统计数据[10]，2020年全球LNG年产量155 EJ ( 1 EJ=1018 J=23.88 Mtoe百万吨油当量 )，约31亿t，均为化石基，年消费量73.5 EJ，其中运输行业消费量为5.2 EJ。据DNV的Energy Transition Outlook 2022，2020年海运行业LNG消费量在其整个能源消费中占比约5%，到2050年这一比例有望达到19%。全球LNG供应是充足的，经过十余年的发展，LNG作为船用燃料其基础设施发展也取得了长足的进步。据DNV Alternative Fuels Insight平台统计，全球投入运行的LNG加注终端已达142个，包括加注驳船、加注罐车、加注储罐、本地储罐等；大规模的LNG储存基础设施超过180个；拟建设或正在讨论中的加注终端和大规模储存基础设施也超过170个。

 2.甲醇的生产与加注

据IRENA的Innovation Outlook：Renewable Methanol 2021，当前全球甲醇年产量约1亿t，几乎全部来自天然气、煤等化石燃料；可再生甲醇的年产量不到20万t，主要为生物甲醇。据Methanol Institute统计，目前全球范围内可再生甲醇生产基础设施建设项目超过80个，预计到2027年可实现800万t的年产量。当前的可再生甲醇生产基础设施建设项目主要分布在中国、丹麦、德国、美国等国家，虽然通过供应链网络构建和甲醇的海上运输，可再生甲醇生产基础设施的分布不是主要障碍，但基于供应链网络优化的视角，推动在主要贸易航线和关键节点港口布局可再生甲醇生产基础设施，仍然十分重要。据DNVA lternative Fuels Insight平台统计，当前全球范围内投入运行的甲醇接驳终端已达130个，接驳终端数量排在前几位的中国、欧洲、北美和中东分别达到38、29、19和16个。未来甲醇的应用主要还是基于生物质甲醇，尤其是利用风能、太阳能、水能、核能等清洁能源和捕集CO2合成电制甲醇的发展，CO2来源和生产成本是甲醇动力航运发展的主要障碍。

 3.氨的生产与加注

氨是一种重要的全球性商品，据IRENA的Innovation Outlook:Ammonia 2022，全球氨的年产量达到1.83亿t，其中85%用于氮肥生产；2020年全球45%的氢消费——3 300万t，用于氨生产。碳中和背景下，氨将用于海运和陆地电厂的零碳燃料，预计到2050年，全球氨需求将达到7亿t，其中船用替代燃料需求将达到2亿t。然而，目前的氨生产主要基于化石原料，其中72%来自天然气，22%来自煤，其余来自石脑油和重质燃料油。2021年，全球可再生氨产量还不到2万t；到2030年，可再生氨产能有望达到1 500万t；按《巴黎协定》设定的1.5 ℃温控目标，到2050年可再生氨产能要达到5.7亿t才能满足需求。基于可再生氢和清洁能源进行绿氨生产，将是未来的努力方向。此外，据DNV Alternative Fuels Insight平台统计，全球投入运行的氨接驳终端已达215个，具备较好的氨储存和加注基础设施建设基础。

 4.氢的生产与加注

据BP的Energy Outlook 2022，当前全球氢气年产量约7 000万t，但来源主要为天然气、煤和石油。2030年全球氢气年产量有望达到1亿t，2050年达到3亿~4亿t；且随着全球化石基能源向水能、风能、太阳能、核能等清洁能源转型，氢气供应将以低碳蓝氢和绿氢为主。据DNV的Energy Transition Outlook 2022，到2050年，全球能源构成当中的化石能源有望从当前的超过80%下降到略高于50%。只有当全球能源结构实现低碳转型，可再生甲醇、氨等绿氢衍生物的可靠供应才能成为现实。全球各港口氢加注和接驳基础设施基本处于空白状态，且其建设难度和成本预期高于LNG基础设施，因此其发展还有很长的一段路要走。预计氢的储运主要以其衍生物氨的形式进行，且LNG基础设施转换为氨基础设施是完全可行的。

 四、结语

使用低碳/零碳燃料是航运去碳化的必然选择，潜在的船用替代燃料包括LNG、LPG、二甲醚、甲醇、乙醇、氢、氨、生物燃料、电制燃料等多种，但目前业界讨论的焦点逐渐归拢到从LNG过渡到可再生的氢、氨或甲醇。然而，从技术、经济、环境、社会、可扩展性等多个维度进行评价，并没有一种替代燃料具有全方位、压倒性的优势从而可以完全替代燃油在船用燃料中的中心地位。缺乏共识和一致行动显然更不利于航运的去碳化进程，深入的讨论、广泛的协作就显得尤其有必要。“摸着石头过河”“试点”是中国经济社会建设过程中取得伟大成就的重要法宝和最佳实践，业界目前积极推动的“绿色航运走廊”建设也正是这一思想的生动体现。因此，促进全球性和区域性行业组织、船旗国、港口国及船东、货主、港口经营者、设备供应商、燃料供应方、金融保险机构等多利益主体的跨地域、跨行业、跨价值链协作，选定主要的贸易航线、关键的节点港口和特定的船舶类型尽早建设“绿色航运走廊”和开展替代燃料应用示范，是提升国家、产业和公司竞争力的重要举措。

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作者简介：

邢辉，大连海事大学轮机工程学院，副教授。

李想，大连海事大学轮机工程学院，本科生。

*基金项目：2022年度交通运输行业重点科技项目清单项目 ( 项目编号：2022-MS7-205 )；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目 ( 项目编号：3132022649 )。

本文刊发于《世界海运》2023年第2期，转发须注明作者和原文出处。