生物LNG的未來船用燃料之路

在全球應對氣候變化的背景下，航運業的溫室氣體排放問題面臨的壓力與日俱增。國際海事組織（IMO）于2018年通過航運業溫室氣體減排初步戰略，提出到2050年全球航運業溫室氣體排放總量較2008年水平至少降低50%的遠期目標。

應用清潔能源是航運業實現中長期減碳目標的主要措施。雖然業界已圍繞液化天然氣（LNG）、甲醇、氫、氨等清潔能源開展了一系列應用研究和工程實踐，但目前尚未就能源低碳發展路徑達成共識，這種狀況影響了航運業的減碳進程。

LNG燃料在航運業應用優勢明顯

航運能源低碳轉型是一項長期、復雜的系統工程，對清潔能源應用前景的研判，需要綜合考慮多方面因素。第一，航運業屬于能源產業鏈下游的使用終端，依賴于上游能源產業的供應能力；第二，航運能源低碳轉型尚須考慮經濟可接受性；第三，清潔能源在船舶上的應用與能源加注、儲供、動力等環節的技術成熟度密切相關；第四，根據含碳量的不同，清潔能源的溫室氣體減排潛力存在差異，環境適應性也不盡相同；第五，船舶清潔能源的發展應有較為完備的技術法規支撐，做到嚴控風險、確保安全。

基于上述原因，對LNG、液化石油氣（LPG）、甲醇、二甲醚、生物燃料、氫、氨等清潔能源的船用適應性進行分析，綜合考慮能源可供性、經濟可接受性、技術成熟度、環境適應性、法規完備性等多方面因素，結論表明，具有發展前景和應用需求的清潔能源主要包括低碳能源LNG和甲醇，零碳能源氫和氨。

相較于下一代船用燃料的其他方案， LNG動力船舶發展和供應鏈建設已初具規模，在商業化應用領域遙遙領先。據DNV船級社統計，2022年全球訂購采用替代燃料的船舶總數為275艘（不包括電池動力船舶）。其中，LNG燃料船舶共計222艘，占總訂單數量的81%，處于領先地位。截至2022年底，全球在運營和手持訂單LNG動力船總數為876艘。2022年有104艘新造LNG動力船投入運營，占新增船隊的41%。在某些細分市場，例如超大型集裝箱船市場，新船訂單中有超過50%為LNG動力船或LNG就緒船。

與此同時，船用LNG燃料的加注基礎設施也在持續增多。根據克拉克森（Clarksons）的數據，目前，全球有185個港口提供LNG加注服務，到2025年還會再增加50個。

2022年3月15日，上海上港能源服務有限公司實現了國際航行船舶保稅LNG加注業務的“中國首單”。2022年11月22日，深圳中國石油國際液化天然氣加注有限公司順利完成了深圳市國際航行船舶液化天然氣首船加注作業。

根據燃料發動機類型的不同，LNG作為船舶燃料的溫室氣體減排潛力為10%至23%不等。當前，船舶應用天然氣燃料相關的國際規則、國家/地區性法規、船級社規范、行業標準等已基本建立�？傮w而言，LNG綜合優勢明顯，是航運業實現溫室氣體減排中期目標最現實可行的選擇。

但從長遠來看，采用化石LNG尚不能滿足航運業的遠期減排目標，轉向生物LNG和可再生電力，加速向清潔能源過渡，才能進一步助力航運業實現脫碳。

生物LNG是航運業減排重要選項

生物LNG是通過生物甲烷（可再生天然氣）液化生產的。生物甲烷本身來自可再生資源，可以通過各種途徑和原料獲取，例如通過厭氧消化生產沼氣，再將其升級為天然氣，以及通過木質纖維素生物質的氣化和隨后的甲烷化或通過電解和甲烷化來生產合成天然氣（SNG）。農作物和廢棄物是生產生物甲烷最大的兩種潛在原料，它們構成了生物LNG的基礎。

生物LNG雜質含量極低，只需進行少量調整或者不做任何改動就可用于現有的LNG發動機，并且可利用現有LNG基礎設施進行運輸、存儲和加注，因此可以輕松便捷地用作“即用型燃料（drop-in fuel）”。

生物LNG在航運業已有不少成功的商用案例。2020年11月，道達爾在鹿特丹完成了迄今為止世界上最大的LNG加注作業，向達飛超大型集裝箱船JACQUES SAADE供應了1.73萬立方米LNG，其中13％為生物LNG。2022年11月，日本商船三井在“Papua”號LNG船上加注了由�？松�美孚Marine提供的1500噸生物燃料。

從全生命周期來看，相比于當前的石油基船舶燃料，船用LNG燃料可以減少多達21％的溫室氣體排放（包括甲烷排放）。在燃燒循環中，與化石LNG相比，使用生物LNG（初步以即用型燃料的形式）最多可將排放降低約92％，具體效果取決于生物LNG的來源。假如所用的生物LNG是由家庭和農業廢物生產的，其產生的碳排放則可能為負值。在日本商船三井于2021年6月發布的“環境愿景2.1”戰略中，生物燃料已被定位為化石燃料的有效替代品。

與此同時，生物LNG燃料還具有很高的成本效益，其商業項目價值更加值得船東心動。數據顯示，在10年內，船用LNG燃料在凈現值（NPV）的基礎上能夠提供最佳投資回報，回本時間為1年至5年，且LNG發動機、燃油系統和儲罐資本支出也在持續下降。在資本支出方面，生物LNG的投資價值與化石LNG基本相同。就價格而言，目前生物LNG混合燃料在歐洲西北部已具有商業可行性，在鹿特丹，生物LNG與LNG的混合比例為10％，與含硫量小于0.1％的船用輕柴油（MGO）相當。相比于其他低碳和零碳燃料，例如綠色氫和氨，生物LNG完全可以利用現有的LNG基礎設施進行運輸和加注，在這方面，生物LNG具有明顯商業優勢。

船舶能源的低碳發展是一項牽一發而動全身的系統性、全面性工程，需要“井口—燃料艙—推進器”能源價值鏈上各相關方達成共識、形成合力。其中，供應規模、穩定性、成本等問題是無法回避的關鍵點。在初具規模的LNG船燃產業鏈基礎上，以沼氣為代表的生物LNG可以跨過最艱難的產業啟動期和市場教育期，利用自身的低碳特性，助力LNG船燃跨越過渡能源的尬尷期，成為未來船用燃料的主力。（張龍星 上海石油天然氣交易中心）

清潔能源船用適應性綜合評價