21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者李德尚玉 實(shí)習(xí)生陳斯達(dá) 北京報(bào)道交通運(yùn)輸綠色發(fā)展是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要一環(huán)。當(dāng)下，作為交通運(yùn)輸領(lǐng)域之一的船舶行業(yè)正多措并舉，加快綠色低碳轉(zhuǎn)型。
“船舶使用柴油的排放屬于范圍一，是最嚴(yán)重、最需要應(yīng)對的排放。”英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)水動力學(xué)教授、加拿大工程院院士劉鵬飛在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道采訪時(shí)認(rèn)為，船舶行業(yè)的減排任務(wù)非常艱巨，要難于汽車行業(yè)。對船舶來說，不僅其發(fā)動機(jī)制造難度更大，氧化硫排量也更大，一艘14000箱集裝箱船氧化硫的排量就相當(dāng)于1900萬輛汽車的排量。而船舶所消耗柴油的背后也涵蓋不同領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈，要求各方合作達(dá)到同一目標(biāo)，在技術(shù)、政策和戰(zhàn)略上都極具挑戰(zhàn)性。
劉鵬飛表示，要實(shí)現(xiàn)全世界范圍內(nèi)的碳中和，在2050年之內(nèi)至少要把現(xiàn)有的35000艘船舶改成使用綠色燃料的，同時(shí)至少新建55000艘零碳排放船舶。
船舶排放最嚴(yán)重、最需要應(yīng)對
《21世紀(jì)》:為什么船舶行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型具有緊迫性？
劉鵬飛:“雙碳”目標(biāo)下，海洋運(yùn)輸、船舶運(yùn)輸中真正消耗燃料的是船舶發(fā)動機(jī)來驅(qū)動螺旋槳，推進(jìn)系統(tǒng)消耗燃料產(chǎn)生排放。要實(shí)現(xiàn)減排，就要減少船舶發(fā)動機(jī)的排量。
船舶減排任務(wù)非常艱巨。集裝箱船、散貨船和油輪這三大主力船型占到海洋運(yùn)輸總排放的70-80%。實(shí)際上，船舶溫室氣體排放只占全世界排放總量的3%。數(shù)字雖然不大，但要看到溫室氣體排放分三個(gè)范圍，船舶使用柴油的排放屬于范圍一，是最嚴(yán)重、最需要應(yīng)對的排放。柴油本身要從礦里開采、提煉、運(yùn)輸、儲存，最后到船用，也會帶來很多排放。船舶排放里面還含有較多致命的氧化硫。
《21世紀(jì)》:船舶領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)型，要達(dá)到哪些目標(biāo)？
劉鵬飛:全世界有約15萬艘船，可以說每時(shí)每刻都在排放。要實(shí)現(xiàn)全世界范圍內(nèi)的碳中和，2050年之內(nèi)，至少需要把現(xiàn)有的35000艘船舶改造成使用綠色燃料的，至少新建55000艘零碳排放船舶。船舶的排放是因?yàn)槭褂貌裼停裼陀质且粋€(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，要求很多不同的行業(yè)一起合作達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，技術(shù)、政策和戰(zhàn)略上都非常具有挑戰(zhàn)性。
《21世紀(jì)》:和汽車行業(yè)相比，船舶領(lǐng)域的綠色轉(zhuǎn)型難度如何？
劉鵬飛:汽車行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型很難，而船舶的發(fā)動機(jī)很大，更難制造或者改裝。另外，因?yàn)槠屠锩婧蚝苌伲嚢l(fā)動機(jī)排出氧化硫的分量就很小。為了降低運(yùn)輸成本，船舶會用較差的柴油，硫含量就特別大。舉個(gè)例子，一艘14000箱集裝箱船氧化硫的排量就相當(dāng)于1900萬輛汽車的排量。
總體來說，海洋減排比發(fā)展可再生能源更難。我們現(xiàn)在逐漸用再生能源代替煤，一方面有政府、學(xué)界、工業(yè)界的力量，另一方面，風(fēng)能、太陽能、潮流能這樣的可再生能源一直都在自然界存在，不用到別處求，只需要制造安裝很多發(fā)電機(jī)把它轉(zhuǎn)換成電，慢慢就能取代煤。盡管再生能源取代煤比較困難，但是已經(jīng)有了解決方案和成熟的技術(shù)。與之相比，海洋減排特別困難。很多人提出和試用各種發(fā)動機(jī)和燃料方案，但目前還沒有像傳統(tǒng)的船用柴油機(jī)一樣，出現(xiàn)一個(gè)唯一的特別成熟、經(jīng)濟(jì)和可靠的方案。
船用綠色發(fā)動機(jī)技術(shù)尚未成熟
《21世紀(jì)》:船舶領(lǐng)域綠色轉(zhuǎn)型會遇到哪些具體阻力？
劉鵬飛:首先看空間占用，比如一艘豪華游輪需要21兆瓦的動力，使用傳統(tǒng)成熟的船用柴油機(jī)不僅能實(shí)現(xiàn)，也很可靠，幾年也不出問題，只是排量很大。現(xiàn)在問題是，我們找不到一個(gè)21兆瓦零排放的發(fā)動機(jī)。燃料電池最大是240千瓦，堆成山一樣才能拼湊成一個(gè)21兆瓦的柴油機(jī)。如此多的燃料電池還要燒氫，也需要大量氫氣罐儲存氫或者使用液體氨存貯氫。這會占據(jù)船上的大量空間，擠壓貨物儲存空間。
額外的空間占用還會帶來其他問題。以燃料氨為例，一艘豪華旅游船速度是29節(jié)，需要380噸柴油。換成零排放發(fā)動機(jī)，柴油就要換成氫燃料或者氨燃料。氨相對保險(xiǎn)、安全，但用來代替柴油，所需空間和重量是柴油需要的兩倍。問題是船已經(jīng)設(shè)計(jì)好，一個(gè)380噸的油倉要再擴(kuò)大，貨倉空間就要減少。船體燃油重量或者體積經(jīng)過改裝，重量增加，重心浮心全部改變，船舶的快速性、操縱性、穩(wěn)性、波浪適航性四大水動力學(xué)性能都會打折扣。如果后續(xù)出了問題想要恢復(fù)，就需要花很多技術(shù)、精力、人力、物力。而且營運(yùn)成本一高，政府沒有相當(dāng)大的激勵(lì)或者懲罰，后續(xù)也很難推廣。
《21世紀(jì)》:你提到，發(fā)動機(jī)是解決海洋減排的關(guān)鍵。目前技術(shù)進(jìn)展如何？
劉鵬飛:綠色發(fā)動機(jī)是目前最大的發(fā)展瓶頸，這至少體現(xiàn)在容量和可靠性兩方面。
首先是容量。船運(yùn)需要大馬力才能實(shí)現(xiàn)，但現(xiàn)在新能源發(fā)動機(jī)的馬力很小，相比之下，傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)更有優(yōu)勢，所以在現(xiàn)有的船用柴油機(jī)上使用生物燃料也是多種技術(shù)方案之一，盡管生物燃料也不是100%零排放，而且生物燃料的生產(chǎn)也有很多碳足跡。
其次是可靠性。不像在陸上汽車拋錨，在海上有風(fēng)浪，船舶一旦停掉，船舶和人員都面臨較大危險(xiǎn)。現(xiàn)在的確有很多新的想法和發(fā)明，比如用氫、甲醇、氨作為燃料，生物柴油，還有風(fēng)能、自然能作為動力。TRL可用來衡量科技的成熟度，成熟度指數(shù)水平從1到9，1指基礎(chǔ)理論研究階段，水平9指成功的系統(tǒng)試驗(yàn)和營運(yùn)。用TRL指數(shù)看，現(xiàn)在大部分船用綠色發(fā)動機(jī)技術(shù)及方案，極少數(shù)達(dá)到9，達(dá)到4-6以上的也很少。
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