邮轮液化天然气：燃料思考

内容 引言 航运业正面临一个前所未有的变革时代。挑战并非变革正在发生，而是其发生速度如此之快。 将帆船发展至其巅峰时期——大型茶叶快船——经历了数个世纪，而向煤炭动力蒸汽船的转型则是由供应链的更高流动性和速度所驱动。石油带来的效率和竞争力催生了新型船舶推进方式，但这些同样是大约百年才完成的转型。而且，决定方向的是全球贸易的压力，而非环境因素。 但这是出于社会需要，要求航运业变得更加可持续，并减少排放。在此转变过程中，船东、承租人、保险公司、金融市场和技术供应商都在寻求对行业面临的趋势和方向有更清晰的了解。 《Fuel for Thought》深入剖析最新技术进展、政策发展和市场趋势。每期聚焦燃料与技术，为行业提供一个简洁的平台，以持续更新自身、寻求应对挑战性问题的答案，并帮助行业确定前进的方向和时间。 因此，航运业今天所面临的能源转型是前所未有的，因为它并非由简单的市场经济学所驱动。 本系列报告聚焦液化天然气，这是游轮业中最广泛使用的替代燃料，使其成为减少碳排放的吸引人方案——尽管要使其成为长期脱碳选择，需要生产商和技术提供方付出巨大努力。 执行摘要 液化天然气作为船用燃料正处于订单量复苏的浪潮中，这凸显了其作为所有替代航运能源中最成熟能源的资质。经过二十多年的广泛使用，技术、供应基础设施和监管框架已得到发展，为寻求降低燃料温室气体强度的运营商提供了一个可行的选择。当今投资液化天然气的挑战在于，在其它燃料选择出现时，要维护其这一地位。 至关重要的是，监管机构若要刺激清洁液化天然气（LNG）的普及，就必须承认这些供应链的改进。在当前的国际海事组织（IMO）和欧盟层面的法规中，液化天然气的默认“井到罐”排放因子并未考虑上游温室气体（GHG）的改进。允许通过现有方案对液化天然气的上游排放进行认证，将带来多重好处：鼓励更清洁的生产实践；可能根据区域排放要求促进跨境贸易；并使船东能够从最清洁的来源采购并充分获益。 为确保液化天然气（LNG）作为船用燃料的长期可行性，需要一些关键措施。首先，需要从船上技术显著减少未燃烧甲烷的排放，即甲烷泄漏。在100年时间段内，甲烷的全球变暖潜势（GWP）是二氧化碳的28倍¹，因此，即使船上消耗产生的甲烷排放量较低，也会对LNG的整体温室气体（GHG）排放造成负面影响。由于甲烷是LNG的主要成分，无论燃料如何生产，这一点都适用。 未来，液化天然气燃料用户可能能够通过船上碳捕获与封存技术，在温室气体强度方面获得显著的进一步效益。在许多方面，液化天然气都是应用碳捕获的理想燃料。它比传统液体燃料排放的碳更少，燃烧更清洁，并且可以应用预燃技术，该技术从甲烷中制取氢气，从而进一步降低燃料混合物中的整体碳含量。所有这一切都导致了应用碳捕获成本的增加。 液化天然气供应链的温室气体排放仍有进一步削减的空间。这意味着要改进当前的生产和分销环节，采用碳强度更低的工艺，并减少逸散甲烷排放。目前，绿色液化技术就能将液化天然气生产过程中涉及的温室气体排放量减少10%。但从长远来看，更清洁的液化天然气意味着要发展可再生能源的甲烷生产和供应，从而让航运业能够从液化天然气作为燃料的角度，获得远为深远的温室气体减排潜力。 本报告考察了这四大支柱——甲烷减排、碳捕获与封存、清洁生产和环境认证——的进展、潜力和当前状况。由此呈现的图景是，该燃料目前已是减少船舶温室气体排放的一种可行选择，并且如果能够进一步应对此处提到的挑战，它还具有显著的长期脱碳潜力。 1.1 第一章：前言 海牙液化天然气（SEA-LNG）主席彼得·凯勒（Peter Keller）的前言 随着航运业步入前所未有的变革时代，替代燃料在实现可持续发展目标中的作用从未如此关键。液化天然气（LNG）以及通过甲烷实现净零排放的路径，正处在这一转型的前沿，为减少温室气体排放和提升环境绩效提供了可行的选择。 福尔海-液化天然气（Fuel SEA-LNG）很高兴支持这份名为《思想：液化天然气》（Thought: LNG）的综合性报告，该报告深入探讨了液化天然气作为船用燃料的多方面益处与挑战。本报告为液化天然气在航运业未来的发展提供了宝贵见解，涵盖了技术进步、监管框架以及市场趋势等方面。 我们赞赏劳氏船级社在此项详细分析中付出的努力，该分析为寻求在海洋燃料不断变化的格局中寻求发展的行业专业人士提供了关键资源。通过深入剖析最新的技术进步、政策发展和市场趋势，这份报告为行业提供了所需的知识，以做出明智的决策并推动有意义的进步。 航运业实现脱碳化是一个复杂的过程，需要船东、承租人、技术提供方和监管机构等各方利益相关者的合作。液化天然气（LNG）已作为一种成熟且广泛应用的替代燃料脱颖而出，它能够显著减少碳排放，并为更清洁、更可持续的未来做出贡献。 新加坡能源（SEA-LNG）始终致力于推广液化天然气（LNG）的应用，并支持航运业循着甲烷路径向低碳未来转型。我们相信，凭借持续的创新与协作，液化天然气能够在实现全球社会所设定的雄心勃勃的环境目标中发挥关键作用。 CH4 这是什么？ 液化天然气（LNG）是指由甲烷为主要成分、并含有少量乙烷、丙烷和丁烷等高碳组分的天然气在液态下形成的化石能源。最初被视为石油开采的副产品，如今天然气主要从专门的天然气田中开采，作为主要能源使用。 利用生物质制造生物甲烷或可再生能源，以及利用捕获的碳制造合成甲烷，为液化天然气（LNG）作为零排放或近零排放燃料提供了长期前景。此外，还有几种措施可以减少液化天然气在生产与分销（上游）和使用（下游）过程中的温室气体（GHG）影响。 液化天然气（LNG）是海上天然气贸易的首选运输方式，与输送其天然气态的管道形成对比。作为一种低温燃料，LNG需维持在-161°C至-163°C的温度以保持液态。这是将其作为船用燃料所面临的一大挑战，需要处理蒸发气，并采用专为处理低温、低闪点燃料设计的船上储存和燃料气供应系统（FGSS）技术。一旦液化，它可以被储存在船上，足以为甚至非常大的船舶提供动力。 -188°C闪点 1.3 舰队状态 根据订单簿分析，数据显示邮轮行业正明显且持续地向LNG燃料推进方式转变，尤其是在大型船舶方面。在现役船队和订单簿（≥20,000总吨）中，LNG现已成为最广泛采用的替代燃料，已有大量船舶具备LNG动力能力，且在未来的订单簿中占比更大。这表明LNG不仅是当今邮轮运营的成熟解决方案，也是新造船的首选燃料，反映了船东在减排、合规及燃料可用性方面的优先考虑。虽然甲醇、氢能和电池等替代燃料正在兴起，但其应用仍相对有限，进一步巩固了LNG作为邮轮行业短期至中期主导过渡燃料的地位。 2.1第二章：需求驱动 因素 监管驱动因素 监管环境包括全球和区域性的基于目标的脱碳化倡议，这些倡议鼓励船东和运营商将其船舶转换到碳强度较低的操作方式。本节将描述国际海事组织（IMO）和欧盟层面的主要法规，并讨论各种形式的液化天然气（LNG）在合规和降本方面可以部署的程度。 欧盟法规 欧盟（EU）的一些最先进的法规对航运业有重要影响。航运公司需要关注欧盟“适应55”一揽子计划中的五个关键要素。该“适应55”一揽子计划是欧盟在社会和商业领域整体脱碳战略。其包含： • 一项修订的海上运输温室气体排放监测、报告和核查法规（欧盟MRV） •欧盟碳排放交易体系（EU ETS）修订指令 •一项新的FuelEU海事法规 • 修订替代燃料基础设施法规 (AFIR) • 修订后的《可再生能源指令》（RED III） 这些相互关联的要求将推动船东采用更严格的船舶效率策略，以及生物燃料等低碳燃料。 欧盟碳排放交易体系 自2024年1月1日起，前往欧洲经济区（EEA）港口的5000总吨及以上客船和货船已纳入该地区的排放交易体系（ETS）。未来几年，该计划将涵盖更多类型的船舶和尺寸。 2026年欧盟ETS（碳排放交易体系）的评估要求欧洲委员会： • 评估即将出台的国际海事组织（IMO）温室气体定价和市场措施，如有必要，则调整欧盟排放交易体系（EU ETS）。 负责受影响船舶的航运公司需要购买配额，以覆盖在欧盟 MRV 制度下报告的、在内部欧洲经济区（EEA，包括欧盟、挪威和冰岛）港口之间航行产生的船到尾（TtW）温室气体（GHG）排放（二氧化碳、甲烷和一氧化二氮），以及前往和离开 EEA 航行过程中产生的一半温室气体排放。自 2024 年 1 月 1 日起，二氧化碳排放的欧盟配额必须在欧盟 ETS 框架下上缴，而甲烷和一氧化二氮排放则从 2026 年起纳入 ETS 范围。 • 考察将欧盟碳排放交易体系展至涵盖400至5000吨小型船舶排放的可能性。 • 监督海运领域温室气体减排倡议（ETS）的实施情况，特别是在提供基本领土连续性服务（例如岛屿、偏远地区或最远地区）的航线上，并考虑立法变更以增强其有效性并限制规避或规避行为。 2025年已核实排放量 作为欧盟ETS早期其他行业所存在的免费配额不同，目前航运业没有免费的排放配额，但存在一个逐步实施期（参见右侧图表）。这意味着，尽管自2024年起已纳入欧盟ETS范围，航运业在2026年及以后收集的数据中，仅被要求上缴100%的已核证排放量。 简化并完善ETS框架，包括确保与其他欧盟法律（例如生物燃料规则）的一致性，支持可再生和低碳 maritime 燃料的推广，以及简化监测、报告和核查要求。 每年报告年度的津贴必须在次年9月30日前上缴。未上缴足够津贴将导致产生罚金。 2026年（及以后每年）已核实排放量 FuelEU 海事 该法规与欧盟碳排放交易体系并行运作，并促进替代性低或零碳燃料的使用。FuelEU为这些燃料创造了需求，指出仅靠欧盟碳排放交易体系中的碳定价政策（该政策部分支持能效提升）将不足以实现欧盟到2050年实现碳中和的目标。 自2025年1月1日起，经营超过5,000总吨船舶并挂靠欧洲经济区（EEA）港口（目前暂不包括挪威和冰岛）的航运公司，必须满足能源消耗的温室气体强度逐步降低的要求，具体标准如对表所示，且需在2030年起实现零靠港排放（适用于集装箱船和客船）。 《FuelEU海事法规》要求提交一份独立的监测计划，与MRV监测计划分开。对每艘船舶的评估应表明所选择的监测和报告船上所使用能源数量、类型及排放因子的方法。应每年（1月至12月）收集涵盖范围内所有航次和港口停泊的数据。截至2026年3月30日，以及之后每年的同日，必须核实并报告上一年度收集的数据。 《Fuel EU Maritime》中燃料的温室气体排放因子 FuelEU 海上Pooling 每艘船舶的FuelEU数据提供中包括一项可选的船舶合并决定通知。船舶合并允许有责任的所有者和管理者将属于同一船队、同一家公司或不同公司内已运营的船舶汇集起来。其目的是鼓励采用低排放或零温室气体排放解决方案部署新船，而不是仅仅专注于改进现有船舶的性能。 FuelEU Maritime提供了一种建立船上所使用能源温室气体强度的方法，包括从井到罐（WtT）和从罐到尾流（TtW）的计算。对于化石LNG，FuelEU附件II中提供了默认排放因子。 对于生物天然气，可依据《可再生能源指令》（RED）中规定的方法确定排放因子。生物天然气在使用过程中必须实现的温室气体（GHG）减排量，对于交通领域的燃料（即基准值为94克二氧化碳当量/兆焦耳）应至少为65%。RED包含适用于所有其涵盖的燃料路径的默认二氧化碳当量排放值（不含燃烧排放）。或者，可使用经RED批准的认证体系。 共享机制允许一艘船的效益被整个船队所共享，以降低单艘船的温室气体强度。共享机制的目的在于激励使用和投资其他替代燃料，包括液化天然气。参见“经济驱动因素”部分，了解一艘液化天然气燃料船舶如何抵消多艘传统燃料船舶的罚金。 需要注意的是，生物甲烷的温室气体强度因所用原料、生产工艺及其他因素而差异很大。RED标准包含了针对不同原料生物燃料相对于化石燃料（以94 g CO₂当量/MJ为