航运业能源转型加速，三大燃料“分天下”？

近日，DNV船级社发布了《2024年能源转型展望》报告，报告中针对氨、电子燃料（E-fuel）、生物燃料等多种新燃料未来的需求情况进行了预测。报告指出，到2050年，受脱碳政策和船舶能效的影响，航运业对能源的需求预计只会小幅度增长，从2023年的13艾焦（EJ）/年增长到2050年的14EJ/年。

据中国船舶集团经济研究中心翻译，该报告认为，从2024年开始，以石油为基础的燃料占比开始下降，逐渐转变为低碳零碳燃料。DNV预计到2050年，航运业氨燃料占比将达到24%，以电制甲醇为主的电子燃料占比将达到12%，生物燃料将达到11%。液化天然气（LNG）和液化石油气（LPG）燃料预计到2040年都将维持增长势头，但到2050年，由于无法进行深度脱碳，占比将会下降。

针对DNV发布的报告，中国船舶集团第七〇八研究所专家表示，基本赞同报告中关于氨燃料、电制甲醇、生物燃料的观点，但考虑到各类替代能源有不同的优缺点，未来，替代能源的发展将多元化，趋向氨、甲醇、生物燃料“三足鼎立”的局面。此外，该专家预计到2050年，低硫油、LNG等传统燃料仍将占半壁江山。

氨燃料，增长趋势合理

该专家说：“到2030年，全球碳中和的航运燃料需求约为4800万吨。”美国船级社（ABS）预计，2030年全球航运氨燃料将占未来船用燃料的3%，2040年约占16%，2050年约占35%。

该专家认为，这个增长趋势是合理的。2023年全年，氨动力船舶订单共有8艘，占所有新船订单的1.1%；2024年上半年，共有14艘，占所有新船订单的2.7%，从数据上看，呈增长态势。

中国船舶集团有限公司旗下上海船舶研究设计院研发设计的氨燃料动力1400TEU集装箱船（GREEN SEALION 1400）

“氨燃料在船上燃烧是无碳的，同时，它可以做到全生命周期无二氧化碳排放。更重要的是，从能源供给上看，氨燃料具有一定优势。”该专家表示，绿氨燃料的合成主要来自氮气和绿氢。其中，空气中氮气含量超过70%，供应有保证，绿氢由水电解得来，理论上无原材料限制。但由于现阶段绿氢产量低且成本高，合成氨企业采用绿氢替代的意愿不强烈，限制绿氨发展的主要因素为绿氢的供应量和成本。

“目前看，制约绿氨量产的“瓶颈”在于绿氢的成本，一旦绿氢成本可接受，绿氨的产能将飞速增长。”该专家认为，可再生能源发电环节和电解制氢环节是影响绿氨成本的主要环节，各占绿氨总成本的40%；随着风机和电解槽成本的降低以及绿氨规模的增加，2050年绿氨成本有望降至4500元/吨。当航运业的碳税达到600美元/吨时，绿氨与传统燃料相比就具备较好的经济性。未来，随着海上风电制氢成本下滑，就可以确保绿氨实现稳定、低价的供应，从而保证氨燃料供应的稳定性。

不过，由于氨气具有一定毒性，在燃烧中还会排放氮氧化物，因此，氨动力船对船舶的尾气后处理装置有较高要求，船上涉氨区域的安保也非常重要。“此外，氨燃料还有一个致命缺点，就是其体积能量密度高，是低硫油的3倍，存在一定的货舱损失，这也是船东需要考虑的问题。”

甲醇燃料，成本才是关键

“甲醇在船端技术上没有问题，其常温常压储罐的存储模式很友好，即便甲醇存在一定毒性，也是可以接受的。”该专家说。

但从数据上看，未来甲醇的接受度存在一定局限性。2023年，甲醇动力船舶新船订单量为113艘，占所有新船订单量的8.5%；2024年上半年，甲醇动力船舶新船订单量为25艘，占所有新船订单量的4.5%，从数据上看，呈下滑态势。就连曾经坚定选择甲醇的马士基集团，都在今年选择订购LNG动力船。该专家认为，这主要是因为马士基集团寻找了一圈发现，绿色甲醇的成本太高，且达不到稳定的供应。据悉，甲醇协会预测的绿甲醇成本最大为1.12万元/吨，马士基集团营运的第一艘甲醇动力船加注的绿甲醇约为1.7万元/吨。

该专家指出，供应和成本是影响绿色甲醇“打入市场”的两大重要因素。

中国船舶集团旗下广船国际有限公司自主研发建造的甲醇双燃料动力化学品/成品油船

绿色甲醇需要氢气和二氧化碳，其中二氧化碳的来源，主要是空气中捕获和生物质的燃烧（如农业废弃物、玉米秸秆）等。“空气中的二氧化碳存量不多，从中捕获用以供应从成本上看不太现实。而生物质存在保供问题，无法实现大量供应。”该专家表示。

业内人士认为，受认证体系严格、技术装备不成熟等因素影响，绿色甲醇的生产成本仍处于较高水平，相比传统灰色甲醇经济性较差，在环境效益未能有效体现的条件下，高昂的成本影响了航运企业转型绿色甲醇燃料的积极性。

生物燃料，供应难题待解

目前，B24船用生物燃料由24%的生物柴油和76%的重油（HFO）进行物理调和而成，具有可再生、清洁和安全三大优势，可以减少约20%的碳排放。

该专家表示，生物燃料在制备技术上是相对成熟的，船端应用B24无需改装主机。从技术水平来看，第一代生物燃料（利用食用作物或植物油制造的乙醇或生物柴油）技术已经相对成熟和商业化。第二代生物燃料（利用非食用作物或废弃物制造的高能量密度的先进生物燃料，如生物航空燃料等）技术仍处于试验和示范阶段，但具有更高的能源效率和环境效益，且不与食品作物竞争资源。

“但生物燃料最大的问题在于原材料供应不足，量产难以保证；成本往往高于化石燃料，难以与之竞争。”该专家介绍，生物燃料的资源分布不均衡，其来源主要是农业废弃物、林业废弃物和城市垃圾等，这些资源的分布受到地域、季节和气候等因素的影响，其产量和质量难以保证。同时，由于食品作物和能源作物之间的竞争，以及原材料的运输和储存等环节的费用，生物燃料的成本也不存在优势。未来，需要开发更多种类和来源的原材料，提高原材料的利用率和转化率，降低原材料的价格和波动。

该专家指出，目前多国政府还在加速推广生物航空燃料的使用，在生物燃料本就得不到稳定供应的前提下，航空生物燃料进一步抢占原材料，让未来的船用生物燃料市场，更存在了一定局限性。