海运占全球温室气体(GHG)排放量的近3%——与德国的水平大致相同。该行业约85%的排放来自国际航线集装箱船、散货船和油轮的货物运输。尽管航运业在过去十年中变得更加节能环保，但随着国际商品需求的增加，到2050年该行业的排放量可能比2008年的水平增加30%。长期以来，“净零航运”似乎是一个遥远的梦想。
“在全球范围内，我们每年都在谈论10亿吨的二氧化碳；这些排放来自100,000艘船。”总部位于布鲁塞尔的非政府组织“运输与环境(T&E)”的航运总监Faig Abbasov 说。“到2050年使该行业实现净零排放将是一个巨大的挑战。”
如果航运业是一个国家，那么它将是世界第八大二氧化碳排放国
2021年十大排放实体的二氧化碳总排放量
然而，该行业脱碳的全球议程背后的势头正在增长。在 2022 年12月于伦敦举行的联合国航运监管机构国际海事组织(IMO)最近一次会议上，包括尼日利亚、智利和越南等发达经济体和新兴经济体在内的多元化集体加入了呼吁，要求建立一个行业广泛的净零目标。
运动组织Seas at Risk表示，现在绝大多数国家支持2050年净零排放目标，并希望在6月的IMO下一次会议（MEPC 80）上达成一致。对于一个饱受分裂、官僚主义和既得利益集团困扰的行业来说，这将是一个重大突破，但即使净零航运的意愿真的出现了，我们知道如何实现吗？
零排放燃料：“偏离正轨”
航运排放可归结为四个因素：运输货物的重量，运输距离，1吨货物运输1海里所需的燃料量，以及生产和使用每单位燃料释放的二氧化碳量——这也被称为燃料的“碳强度”。
尽管为短途运输使用的电池动力船舶正在研发，但整个行业脱碳的压倒性关注点归结为最后一点——使用的燃料类型及其碳强度。而问题是，绿色氢和氨等零排放燃料尚未进入燃料供应系统，预计一直到2030年之前产量都将不足以超过个位数百分比的大关。其他用于航运的零排放燃料包括由绿色氢和捕集的二氧化碳制成的合成碳基燃料，例如费托液体燃料和电制甲醇。
“甲醇发动机已经存在，但氨发动机仍在开发中，”马士基·麦克-凯尼·穆勒零碳航运中心的项目经理 Johan Byskov Svendsen在最近由智库RMI主办的绿色航运网络研讨会上说，“为了快速开始脱碳，船舶必须在短期内开始使用甲醇，并在长期内转向使用氨燃料。50年后，氨可能会成为最终获胜的燃料，而甲醇将用于过渡转型。” 美国初创公司Amogy的目标是在2023年底推出世界上第一艘以氨为动力的零排放船。
与1.5°C的脱碳路径一致的情景表明，到2030年，5-17%的海运燃料需要实现零排放，到2050年需要实现84-93%的零排放。到2030年，该行业每年将需要550万吨绿色氢，全球绿色氢燃料开发商CWP Global首席执行官兼Green Hydrogen Catapult现任主席Alex Hewitt 表示，这需要1200亿美元至1500亿美元的投资。“到2050年，我们将需要15-20倍，”他补充道，“大型项目需要大约八年的准备时间，因此它们只会在本十年末开始投产。”
1.5°C的脱碳路径表明，到2030年，至少5%的海上航运必须实现零排放
1990-2050年历史数据和所需速度中零排放燃料在海运燃料供应中的份额
根据系统变革实验室 (SCL) 的数据，大约有200个开发零排放燃料的试点和示范项目，这是一项由世界资源研究所和贝索斯地球基金会召集的合作倡议。鉴于缺乏部署，SCL将零排放燃料转型归类为“偏离正轨”。尽管如此，SCL表示，它正朝着正确的方向前进，如果正在开发的项目迅速推向市场并且政策杠杆保持一致，燃料的使用可能会快速增长。
“这些替代燃料还不是标准商品，”Svendsen说。“在做出最终投资决定之前，我们需要做到这一点。”
然而，Svendsen的话背后隐藏着一条“第二十二条军规”，它困扰着全球经济中许多行业的脱碳议程：谁应该率先行动？“船东总是抱怨没有可用的清洁燃料，有时他们会加上‘以可承受的价格’的借口，”Abbasov 说。“另一方面，燃料供应商表示他们已准备好生产燃料——一旦他们收到船东将购买的信号。”
“目前我更倾向于燃料供应商，”他补充道。根据T&E的分析，使用可再生氢运行船舶对运输的消费品价格的影响微乎其微，这有效地驳斥了航运业的说法，即雄心勃勃的绿色行业措施将导致消费者价格过高。
德国航运巨头赫伯罗特 (Hapag-Lloyd)的目标是到2045年实现气候中和，到 2030年将其温室气体排放量减少30%。据该公司的可持续发展经理Martin Koepke称，赫伯罗特已经与能源供应商讨论确保获得足够的替代燃料以满足其需求。
他说：“一些能源供应商是航运界的新手，因此对于我们如何为船舶添加新燃料等问题仍然存在疑问。” “其次是基础设施的问题，例如，我们可以在港口的什么地方储存这些新燃料？”
氢和氨是零排放航运项目的主要燃料
2016年至2022年第一季度按燃料重点划分的船舶技术项目总数
净零航运的替代路线
然而，零排放燃料并不是航运业脱碳的唯一方法。还有其他减少该行业排放的方法，如果该行业要在本世纪中叶实现净零排放，所有这些方法都必须发挥作用。其中一种方法涉及改造船舶以减少燃料消耗，例如添加突出的“球形船艏”以减少兴波阻力，以及升级船舶螺旋桨和船体以提高燃油效率。许多船舶还需要改装以适应零排放燃料。
“根据船龄的不同，可以进行不同的改装，但成本可能很高，”Abbasov 说。在不久的将来，他认为新技术主要随着船队的更新而应用，但从中长期来看，需要政策干预“。因为如果你只依靠船队的更新，我们永远不会达到2050年实现净零排放的目标”。
还有一些新技术可以让船舶更好地利用风力。被称为Flettner转子的旋转圆筒和巨大的风筝帆利用风能来推动船只。这可以减少10%的燃料消耗，再加上模拟风速和风向的计算机程序，船舶可以通过优化航线再节省10%的燃料。商品巨头嘉吉公司（Cargill）是世界上最大的船舶租家之一，今年年末将测试一艘带有两个风帆的干散货船来运输货物。
几乎瞬间实现排放减少的另一种简单方法是让船舶以较慢的速度航行。他们航行得越快，需要的能量就越多；放慢速度是减少燃料使用的最有效和最直接的方法之一。这可以通过高燃油价格自然发生，但锁定利益将需要对船速限制进行监管。T&E的分析表明，三分之一的航运排放可以通过提高能源效率来削减，其中大部分收益来自“慢速航行”。速度降低10%将减少约30%的排放。
“2019年有人提议让IMO强制执行速度限制，但IMO拒绝了这一提议，因为该行业坚决反对——尤其是集装箱班轮业，”Abbasov 回忆道。“速度是他们商业模式的一部分：他们跑得越快，能运输的货物就越多。”
最后，还有“岸电”的概念：船舶可以通过靠泊期间关闭发动机并连接到当地电网来减少在港期间的燃料消耗。岸电可以减少沿海城市的燃料污染，挪威、美国和中国率先推出了有利的政府支持计划。
Abbasov表示，岸上电力可以显着减少与停泊船舶相关的7%的航运排放，但港口需要配备大型充电站，并且电网需要有足够的容量来满足大量的额外需求，这可能“相当于供应一座小城市”。
2020、年的一篇分析欧洲岸电潜力的论文估计， 如果靠泊船舶的辅助电力需求由国家电网的当前电力组合提供，则每年可以避免排放3 Mt CO2 。这相当于将整体航运排放量平均减少2.2%，并且需要欧洲经济区和英国当前发电能力的 0.2%（6.4 TWh）。
“但到目前为止这还没有发生的主要原因是因为从电网购买电力比在船上燃烧燃料油发电更昂贵，”阿巴索夫说。“除非你让化石燃料变得更贵，或者只是强迫船只在港口时连接到电网，否则情况将一直如此。” 欧盟和美国
加利福尼亚州正在出台实施岸电的法规。
“航运的特斯拉时刻”
几乎没有技术问题阻碍到2050年实现净零航运。这些技术要么已经可用，要么将及时准备就绪——如果有使用它们的商业或政治意愿。“我们看到的是缺乏政治工作来引入政策并纠正有利于绿色技术的市场失衡，”Abbasov说。
“这是一项非常复杂的工作，”Koepke承认。“我们需要的不仅仅是航运界，我们还需要港口，需要能源供应商。”
也许最需要的是司法管辖区加强并承担航运排放的责任。例如，欧盟计划对停靠其港口的船舶进行排放监管。该地区正在将航运纳入其合规碳市场，即欧盟排放交易系统（EU ETS），并且还有一项单独的法律，即FuelEU海事法规，该法规将要求所有船舶在前往欧盟港口的航程中改用替代燃料。“我称之为航运业的特斯拉时刻，”Abbasov说。“这项规定将彻底改变航运业。”
然而，Abbasov对国际海事组织提出有效的净零航运议程的可能性持悲观态度：该组织正试图从191个利益、经济能力和能力截然不同的国家获得共识。“厨房里的厨师太多了，”他说。
尽管如此，约有84%的船舶停靠在欧盟、中国或美国的港口。如果中国和美国效仿欧盟并引入类似的法规来促进更环保的航运，那将有效地达到规则在全球范围内应用的临界量。
区域性航运法律可以在没有国际海事组织的情况下使全球大部分航运脱碳
全球船队在选定国家的挂靠百分比
原文作者：Oliver Gordon
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