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DNV GL为下一代船舶提供三种航运脱碳路径

2020-10-26 15:37:23
来源:国际船舶网 编辑: 国际船舶网 我有话要说

DNV GL为下一代船舶提供三种航运脱碳路径

DNV GL最新发布的《2050年海事展望》旨在帮助船东为下一代船舶选择正确的燃料和技术选项。根据不同的能源价格、需求增长和监管选择,它列出了三种航运脱碳途径,并探讨了详细的能源组合和船队构成方案。

随着国际海事组织(IMO)将大规模开发和部署碳中和燃料作为其长期战略的核心部分,脱碳的目标已成定局。由主要航运银行签署的评估和披露金融机构航运组合的气候状况的《波塞冬原则》(Poseidon Principles)显示了减少航运业温室气体(GHG)排放的压力。船东和承租商在选择航运供应商时也开始考虑GHG的排放问题。

该报告的主要作者,DNV GL海事首席顾问Tore Longva表示:“航运脱碳需要更快的技术开发、大规模的试点和适当的安全标准。在这个大变革的时代,船东需要应对技术、监管和市场的不确定性,以优化船舶的盈利能力,并确保它们处于可接受的GHG排放轨道上。结构化的、基于场景的未来验证方法将有助于管理这些风险。"

朝着降低排放的方向前进

《2050年海事展望》创建了30种情景,以模拟三种脱碳路径。

下图所示的路径分别是“无宏大目标”、“IMO宏大目标”和“2040年脱碳目标”,其中,利益相关方对行业的压力越来越大,导致国际海事组织调整其最初的GHG战略,转而以更快和/或更大程度的脱碳为目标。“Bio-”指的是生物燃料,“e-”指的是电化燃料,“blue”指的是通过蒸汽转化天然气并捕获二氧化碳(CO2)而制成的燃料。滴入式燃料是那些可用于发动机或燃料电池而无需任何其他改造资本支出的燃料。

为了模拟对整个船队的影响,DNV GL使用了GHG途径模型的更新版本,这是一个灵活的建模工具,用于评估替代燃料、燃料系统和发动机的航运脱碳。今天选择错误的燃料解决方案和技术可能会在以后导致明显的竞争劣势。

为新一代船舶选择合适的燃料

到2050年,航运脱碳将导致至少三种或四种不同的碳中和燃料在船队范围内大量使用,占本世纪中叶船舶能源使用的60%至100%。化石燃料中的液化天然气最开始就在国际海事组织的雄心设想中占有很大份额。随着2030年或2040年法规的收紧,根据脱碳路径,生物柴油、电化柴油、生物液化天然气和电化液化天然气被用作现有船舶的替代燃料,生物甲醇、蓝氨和电化氨被用于新造船和一些改造。

在2040年前的脱碳场景中,船队不再使用液化天然气过渡,而是直接使用碳中和燃料的甲醇或氨,用生物柴油和电化柴油作为现有船只的替代燃料。Longva指出:“在所有情况下,很难在许多不同的燃料选择中找到明确的赢家。然而,在脱碳场景中,电化氨、蓝氨和生物甲醇经常占据较高的市场份额,从长远来看,它们是最有前途的碳中和燃料。”

在脱碳过程中选择长期竞争力的发动机

燃料灵活性和(准备)替代燃料的解决方案可以通过碳排放较低的燃料,促进传统燃料油向碳中和燃料的过渡。基于国际海事组织的GHG减排目标,双燃料液化天然气发动机在模拟脱碳路径中获得了很大份额。在这条路径上,许多船舶将在2050年前改装成甲醇或氨发动机和燃料系统。DNV GL对一艘新建造的巴拿马型散货船的案例研究建模表明,安装双燃料液化天然气发动机和燃料系统始终是商业上最稳健的选择。双燃料液化天然气发动机胜出是因为它可以使用更便宜的液化天然气。它还减少了20%至25%的储罐到使用的二氧化碳排放量,这是遵守日益严格的法规的一个显著好处。此外,液化天然气发动机和燃料系统在未来的燃料选择方面是灵活的,包括为燃料储罐留出空间和潜在的再利用。

DNV GL为下一代船舶提供三种航运脱碳路径

氢气可以成为航运脱碳的组成部分

如今氢很少作为船舶燃料使用,但在小型渡轮等领域开始受到重视。DNV GL的预测显示,考虑到DNV GL假设的燃料价格以及发动机/燃料电池和燃料系统的投资成本,在任何情况下,液化氢作为燃料的份额都非常有限。氢气每单位体积的能量密度相对较低,这意味着要在高压下控制和管理氢气,使其在非常低的温度下液化。因此,与已经考虑过的其他船舶设计相比,液化氢的船上储存明显得导致了更大的资本成本并影响空间。然而,这并不意味着DNV GL看不到氢燃料在利基应用中的使用,例如氢燃料渡轮和邮轮,以及在特定的区域。

还需要注意的是,氢气在几种碳中和燃料的生产中作为一个组成部分发挥着不可或缺的作用。如蓝氨,电化氨和电化甲醇。

稳健的监管是脱碳的关键

除了主要的能源价格,监管政策是航运业使用碳中和燃料和未来燃料组合的关键驱动力。Longva强调:“该模型证实,需要一个明确、稳健的监管框架来确保全球大量碳中和燃料的供应及其安全使用,并在保持公平竞争环境的同时鼓励其采用。”

向碳中和燃料过渡的速度将对造船价值链和陆基燃料供应链产生重大的战略和财务影响。因此,除了船上解决方案和相应的法规之外,在当前的十年中需要在主要港口开始开发碳中和燃料的供应点。

DNV GL为下一代船舶提供三种航运脱碳路径

航运去碳化需要灵活的发动机技术,并为替代燃料做好准备。DNVGL全力支持行业的发展。

新冠肺炎疫情在2020年减少8%的海运

在不同的路径中,DNV GL还探索了海运贸易需求的不确定性。虽然对2050年的海洋预测是基于并主要关注从现在到2050年的长期趋势,但不可否认的是,新冠肺炎疫情大流行对包括海事在内的许多经济活动产生了巨大的、希望是短期的影响。

最新的《能源转型展望》捕捉到了这些影响,这是DNVGL第四年模拟全球能源系统从现在到本世纪中叶将如何演变。我们估计,2020年,海运运输的总需求将下降约8%。对于海运贸易,新冠肺炎的负面影响因货物类型而异。我们假设海运增长率将逐步恢复到以前的长期标准。由于制造业在经济衰退中受到的影响通常大于整体经济,因此制成品和基础材料的海运贸易通常面临最大的下降风险。2020年,商业和住宅建筑以及汽车制造将下降近四分之一,因此相关航运部门将受到重创。一些行业将在2020年后反弹至高于以前的增长率,之后才会稳定下来。

Longva总结道:“总体上,对于航运而言,能源价格、需求增长和监管选择方面的广泛不确定性,增加了船东在选择面向未来的船舶以保持碳稳健时的风险。”

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