綠色低碳對海事工業發展的影響

李彥慶

（中國船舶工業行業協會 北京 100861）

1 國際政策法規正成為海事技術創新 新動力

全球發展日益受國際政策和聯合國及下屬機構公約制定與履約推動的影響。

國際海事工業自進入21 世紀以來，受到海事政策與公約密集推出并發揮重大影響力的作用，創新速度明顯加快。國際海事法規與新技術應用、新市場拓展相互作用，形成“法規、技術、需求”三重驅動，共同推動海事工業的轉型升級，其中綠色低碳發展是響應國際政策與海事立法要求而形成的產業長周期、趨勢性、引領性的主題。

1.1 應對氣候變化是本世紀最大的挑戰

當前，氣候變化問題已成為國際治理的重大議題，其已影響到政治、經濟、技術和文化等國際治理的許多平臺，且無論類型跨度有多大，都很難避過這一議題。客觀而言，當今世界的“氣候變化”問題并不是一個新概念，幾十年前，不少社會學者與科學工作者已提出“氣候變化將影響人類生存與發展”這個命題。最早于1972 年在瑞典舉行的聯合國科學會議（即首次地球峰會）上，就提出了關于“養護地球人類環境”的聲明，這是可追溯到的聯合國組織開展的最早與氣候變化相關活動[1]。1979 年在日內瓦舉行的首次世界氣候大會上，比較正式地提出了“氣候變化”這個概念，引起了全球相關治理機構和社會公眾的關注。此概念提出之初，因缺乏數據和方法支持，故影響力并不大。1988 年，聯合國政府間氣候變化專門委員會（intergovernmental panel on climate change,IPCC）成立且開始有組織地推進系列研究并發布有關成果，從而奠定了這一議題能夠成立并發展的重要基礎。

IPCC 下設3 個工作組和1 個專題組，分別針對氣候變化的科學問題、經濟社會和自然界影響、減少溫室氣體排放的方案路徑以及不同國家的溫室氣體清單開展研究，每年發布專題評估報告和綜合分析報告，另外還發布了針對陸地、海洋、溫升等專題研究報告[2]。IPCC 最重要的工作成果是向公眾發出氣候變化對人類生存發展產生負面影響的警告，這涉及到人類日益面臨的缺水和食物短缺、健康與福祉、城市居住與基礎設施建設、生態系統、生物種群變化等重大問題。IPCC 報告（參見圖1）明確提出，極端氣候已成為人類在地球上繁衍生活的重大挑戰。

圖1 IPCC 第6 版綜合報告中的全球變暖與區域極端氣候變化

此類報告對全球政治、經濟、技術、工程和科學發展乃至人類文明演化都產生了重大影響。由于該委員會吸引了政府、非政府組織和重要區域組織的專家參與工作，并逐漸形成一種集體判斷與集體意識，所形成的研究結論對全球開展氣候變化研究和國際應對政策制定形成了事實上的頂層牽引，因此在某種程度上，其已從科學研究報告變為了國際治理的重要依據。

2023 年3 月，IPCC 發布了第6 版綜合分析報告，再次強調削減溫室氣體排放的緊迫性（參見圖2），即：快速減排、盡快建設更安全和可持續發展的世 界；擴大實踐、增加設施，提高社會發展的韌性；努 力實現2030 年前削減全球溫室氣體排放近一半的目標；要在各個方面采取行動。[3]

該報告指出：越是在氣候變化問題上少有貢獻的國家，越容易受到更大的負面影響，受到最大影響的將是亞洲、非洲、中美洲、南美洲、欠發達國家、小島國家和極地區域，而這種負面影響主要表現在食品短缺、干旱、風暴和水安全等。該報告再次強調了未來的應對路徑，即改善人類健康與生活水平、減少貧困饑餓，以及采用清潔能源、安全飲用水和清潔空氣。

國際海事組織（international maritime organization,IMO）是聯合國專責海事工業治理的機構，在討論海運氣候變化議題時，常常引用IPCC 觀點以提供海運解決方案的背景與緊迫性。在考慮航運業應對氣候變化議題方面，IMO 提出了由防治船舶空氣污染、船舶能效治理，再向全面減碳治理發展的路徑。在控制船舶硫氧化物（SOX）、氮氧化物（NOX）路線清晰的情況下，自2011 年起，IMO 啟動船舶設計能效指數（energy efficiency design index,EEDI），以階段性提高能效指數的方式，倒逼新船設計廣泛采用節能技術、大幅優化船型和各系統設計，從而達到減少油耗和環境污染的目的。該路徑的思路既符合本世紀第2 個海洋“十年”計劃開始時期海事界應對氣候變化的認識水平，也反映了當時實際的船舶節能減排技術準備。目前部分船型的EEDI 第3階段要求已于2022 年生效實施，其他船型也將在2025 年全面實施，這說明技術研發與準備確實需要較長時間才能真正實現產業應用。通常，海事界某個好的構想若要轉換為產業的實際推動，往往要歷經政治共識、法規基礎、技術準備、先導應用和產業轉型等各個過程。

2015 年，第21 屆聯合國氣候變化大會在巴黎召開，達成了具有歷史意義的《巴黎協定》，形成“本世紀控制溫升2 ℃、努力追求控制溫升 1.5 ℃”的目標。2018 年，應對氣候變化的全球共識日益形成，IMO 海洋環境保護委員會（marine environment protection committee,MEPC）第72 屆會議通過了《IMO 船舶溫室氣體減排初步戰略》（簡稱“初步戰略”），部署了短期、中期、長期減排措施，制定了本世紀中期前的減排愿景，即：通過強化EEDI 減少船舶的碳強度；2030 年國際航運單次運輸任務的平均CO2排放量相較于2008 年至少減少40%，并力爭到2050 年減少70%；國際海運溫室氣體排放要盡快達峰，到2050 年，海運溫室氣體年度排放量相較于2008 年應至少減少50%，并建立與《巴黎協定》溫控目標一致的減排路徑，逐步消除海運溫室氣體排放。該“初步戰略”所形成的短期、中期、長期措施，分別對應EEDI、現有船舶能效指數（energy efficiency exisiting ship index,EEXI）、碳強度指數（carbon intensity indicator,CII）相關的技術措施，替代燃料/市場機制等加速措施，以及零碳燃料/創新技術等根本措 施[4]。IMO 船舶溫室氣體減排初步戰略及后續行動參見圖3。

圖3 IMO 船舶溫室氣體減排初步戰略及后續行動

海事工業應對氣候變化從概念建立到共識形成再到措施落實，也僅僅20 年左右，但從氣候變化這個“世紀議題”來看，未來幾十年仍將不斷深化并主導航運業及海洋相關產業的變化。科學新發現和技術研發準備，為政策與法規的未來加速及重大變化提供依據，也成為產業發生變化的新生動力。

1.2 海運溫室氣體減排迎來新的節點

全球氣候變化共識初步形成后，不斷強調其緊迫性就成為推動各類措施的推手。近年來，全球氣候變暖、風暴潮及洪水干旱、北極冰川融化、海洋酸化等自然災害與環境惡化，也使國際社會對于《巴黎協定》中本世紀溫升控制目標能否實現而擔憂，逐漸演變為采取更加激進措施的動力。每年更新的IPCC 各工作組報告對全球當前溫升的描述，都成為推動更有“雄心水平”目標的“催化劑”。為更早實現減排目標或更好地控制溫升，海洋科學家和海事工業從業者除了討論船舶航行的減排，也正在將目光轉向增強海洋吸碳作用的機制上，研究海洋負排放機理，從而提高海洋對氣候變化問題的貢獻。

2023 年，MEPC 第80 屆會議將審議“初步戰略”的執行效果，并結合新挑戰確立海事工業減排新愿景與措施路線圖等，海事工業低碳發展將翻開新的篇章。同時，IMO 的“倫敦議定書”以及聯合國“海洋科學促進可持續發展十年”計劃，均對海洋負排放的科學研究與技術發展寄予期望。圍繞海洋實現更高水平的溫室氣體減排目標，極大可能是未來政策深入、法規完善和技術創新的重大領域。

從2003 年開始，IMO 全體大會針對IMO 應對削減船舶溫室氣體的政策與實踐，要求MEPC 確定和開發一個新機制以減少或限制航運溫室效應氣體（greenhouse gas,GHG）排放。2011 年，MEPC 第62屆會議在“MARPOL 公約 附則6”中引入了強制性的EEDI 和船舶能效管理計劃（ship energy efficiency management plan,SEEMP）。2016 年，MEPC 第70屆會議引入了針對船用燃料消耗的數據收集系統（data collecting system,DCS），并批準了旨在制訂減少船舶溫室氣體路線圖的“初步戰略”。2018 年生效的“初步戰略”是推動海事工業全面響應氣候變化問題的一個里程碑。該戰略確立了與聯合國海洋法公約（United Nations conference on the law of the sea,UNCLOS）、聯合國氣候變化框架公約（United Nations framework convention on climate change,UNFCCC）和《巴黎協定》協調一致的原則，以確保IMO 在促進航運領域響應氣候變化問題上的領導地位并支持聯合國2030 可持續發展目標的實現。自2018 年以來，“初步戰略”的重大意義在于將21 世紀作為航運去碳化的愿景，并以技術創新、市場措施雙輪驅動，將航運應對氣候變化的緊迫性轉化為更全面和系統的解決方案。

按照“初步戰略”要求，IMO 自2019 年開啟了對現有船舶溫室氣體減排措施的審議，并在MEPC 第76 屆會議上通過了關于現行船隊船舶能效的法定要求：即從2023 年起，所有現行適用船舶要滿足EEXI 要求，同時還要滿足CII 要求，并從2023 年開始對營運船舶按照年度營運能效進行分級（A 至E，共5 個等級）。客觀而言，如果現行化石燃料全部更換，對于新造船的能效要求（即EEDI）從實際意義上將失去推動低碳化轉型的作用。但當前正是向替代燃料轉化的過渡期，EEDI 對于現行法規允許的傳統燃料的轉型依然有重要作用。因此，IMO 2019 年在MEPC 第74 屆會議后成立了專門的通信工作組，開始討論EEDI 第4 階段的目標。不過，隨著關注點日益轉向零碳替代燃料，EEDI 第4 階段能否有所作為，還是未知數。

航運溫室氣體減排的中長期措施已成為業界必然要面對的問題。有關中期措施，主要內容圍繞著替代性低碳燃料和零碳燃料的選擇與實施途徑、營運能效措施的下一步發展以及市場機制（包括碳稅和CII 分級下的懲罰機制）等。在這方面，替代燃料的明確、全生命周期評估以及相關的航運碳稅機制是主要的關注點。

從長期來看，國際海事工業不僅要承受IMO等聯合國機制在減排問題上的推動壓力，也將承受來自于歐盟的推動壓力。歐盟實際上一直在更激進地推動航運溫室氣體減排。早在IMO 尚未全面考慮數據收集系統時，歐盟就已推動實施“監測、報告、驗證”制度，在客觀上為IMO 后續采取的行動鋪墊。近些年來，歐盟在減排上動作頻頻：2022 年，歐洲議會將排放交易機制（emissions trading scheme,ETS）擴大到航運業，對歐盟內和航行到歐洲的船隊加征碳排放稅；2023 年春季，又通過了碳邊境調節機制（carbon border adjustment mechanism,CBAM），對輸入歐洲的包括鋼材在內的產品加征碳稅。歐洲委員會海事安全負責人則表示：歐洲將告訴IMO，在我們引領之處，你必須跟隨[5]。

此類加速航運“去碳化”的壓力，最早來自于2021 年MEPC 第77 屆會議。當時會上有一批成員國提出要在2050 年前錨定航運脫碳目標。當然該提議也立即遭到其他成員國的反對，因此最終并未批準激進推動“初步戰略”目標修訂的意向，仍然將“初步戰略”的審議時間定于2023 年7 月召開的MEPC 第80 屆會議。然而就在日益臨近會議之時，歐洲議會卻突然向IMO 提出了2050 年提升減排“雄心水平”的簡報[6]，這明顯是在會前的進一步施壓。

顯然，MEPC 第80 屆會議是航運溫室氣體減排的重要會議，也使這一重大命題面臨新的歷史關口。MEPC 第80 屆會議關于這一議題的第7 項議程，其工作任務可簡述為如下幾點：

（1）最終確定并通過《2023 年IMO 船舶溫室氣體（GHG）減排戰略》；

（2）審議提出針對中長期措施的有關候選措施建議；

（3）最終確定《船用燃料全生命周期溫室氣體強度導則》；

（4）審議有關船載二氧化碳捕集與儲存（carbon capture and storage,CCS）的建議。

而在第6 項議程中，關于船舶能效問題，目前的工作任務主要是：

（1）修訂船舶燃油消耗數據收集系統（DCS）；

（2）對短期措施的實施情況進行審查；

（3）與EEDI 相關的工作。

同樣，在第5 項關于船舶防空氣污染議程中，也包含如下重要議題：

（1）全球關于船用燃料0.50%的限硫令執行情況，討論與廢氣清洗系統（exhaust gas cleaning system,EGCS）相關事項;

（2）討論生物燃料混合燃油有關事項。

MEPC 第80 屆會議還有一些與綠色航運相關的議題（如第8 項議程中的塑料垃圾問題等），但此屆會議主要的關注點顯然還是在溫室氣體減排戰略的制定上。從前幾屆會議以及將要討論的重要基礎性文件“ISWG-GHG 15”來看，對于制定一個更有“雄心”的新戰略，各成員國依然存在一些重大分歧，集中反映在以下2 個方面：

（1）是否要確立2050 年前就實現航運脫碳的目標。各成員國在這個問題上的意見并不統一。原因在于，從過往發展來看，技術準備與工業基礎存在較多問題，并且欠發達國家和發展中國家在減排努力上還需要各方的合作與支持，海上安全與海上環保統一性要求也需要時間來進行評估。因此，極有可能考慮先行評估2050 年實現航運碳中和（脫碳）目標的可行性，或者即使選定了2050 年這個時間節點，也可能會圍繞這個節點前后進行目標表述上的折中。

（2）要否需就2030 年、2040 年2 個時間點設立新的中期目標。其中主要分歧并不是選擇2 個時間點還是1 個時間點，而是減少排放要采用哪個比例。按照“初步戰略”的設計，2030 年只有一個碳強度目標，即比2008 年至少減少40%碳強度。考慮到2030 年已經迫近，此時若設定一個十分具體的目標，要求過高，顯然會遇到技術準備和基礎設施就緒與否的問題；要求過低，又缺乏實際意義（如歐盟提出的到2030 年航運溫室氣體減少29%[5]）。盡管如此，在“ISWG-GHG 15”中也出現了另一種思路，如：印度提出2030 年時要求船舶采用的零燃料比例達到5%，日本也贊同此提法[7]，并且要求保留原“初步戰略”中對碳強度至少減少40%的表述。至于2040 年的目標表述，也是一個比較大的問題。歐盟支持減少83%溫室氣體（與2008 年水平比較）的提案；日本則提出按照“油井到尾流”燃料全生命周期計算減少50%溫室氣體（與2008年水平比較）來設定目標。如果考慮燃料的全生命周期，則圍繞這一目標還將有不少爭議。由于當前提案所討論的基礎均為各國“自說自話”，所以尚缺乏認可的評估結論。

此外，會議還將圍繞進一步明確燃料的全生命周期評估和船用碳捕集設備應用展開討論，這也是與減排密切相關的議題：如采用生物燃料后，有關CO2排放轉換系數如何確定，以便在DCS 和CII 計算中更好體現零碳燃料的貢獻；CO2船上捕集后，岸上如何采集、如何與碳市場接軌以鼓勵船東應用CCS 等。

總之，無論是站在過去抑或未來，回首2023年，MEPC 第80 屆會議都將是航運業綠色低碳發展的又一個重要節點，船舶溫室氣體減排以及其所帶動的對海事工業綠色發展的要求，無疑將完全確立起航運和船舶工業未來技術演變和產業生態構建的主線。

2 綠色航運體系構建與創新驅動力

向綠色航運轉型，是國際海事組織努力的方向，然而這一進展并不順利。但自從防空氣污染的系列措施執行后，航運的綠色化轉型開始加速，這一根本局面的確立與溫室氣體減排的推動直接相關。

2.1 從能效措施走向燃料動力變革

IMO 2020 年版的第4 次GHG 研究報告指出：2018 年全球航運（國際航運和國內航運）所需燃料的能量需求達到11 EJ，折合排放的CO2達10 億t，約占每年全球溫室氣體排放量（基于CO2排放量折算）的3%。在這些燃料中，重油（heavy fuel oil,HFO）、船用汽油（marine gas oil,MGO）、低硫油（very low sulfur fuel oil,VLSFO）以及占比不大的LNG，共占據總消耗燃料的99%。國際航運承擔全球貿易量的80%～ 90%，消耗能源占全部航運的70%。若將國際航運視作 1 個國家來計算，其年排放量相當于1 個德國，位列全球國別溫室氣體排放的第6 至7 位。

航運業目前占全球溫室氣體3%排放量這一成績，是在過去大力推動能效措施下取得的。在航運業過去50 年發展過程中，船舶燃油的價格雖經歷多次波 動，但航運業的主要應對思路只是從船舶設計優化（節能的船舶）和加強營運管理（航行與管理的經濟性）獲得解決方案。2013 年，IMO 啟動EEDI 和SEEMP 之后，基本形成了短期內基于船舶能效的溫室氣體減排方案。沿著這個思路，包括現在生效的EEXI，加上船舶能效運營指數（energy efficiency operational indicator,EEOI）和CII，短期措施已形成體系。

無論是IPCC 的報告還是IMO 關于GHG 研究的報告，都在不斷揭示減排的緊迫性和實現《巴黎協定》目標的脆弱性，如圖4 所示。航運界許多機構一直鼓噪這一觀點，即：關于“在本世紀為溫控2 ℃作出更大貢獻”的努力，以現有能效措施已無法達成目的，所以解決問題的路線必須發生變化，甚至必須加速到本世紀中葉實現航運碳中和，方可滿足《巴黎協定》的目標。

圖4 海事工業減排路徑

在國際海事界，有3 種思路幾乎同時在推進：

（1）建立市場機制，以市場措施倒逼船東和船公司加速技術應用和管理優化。

早在討論能效措施時期推出技術措施EEDI 的同時，還有營運措施SEEMP 和市場機制，但在后續執行能效措施中，市場機制并沒有真正討論出具體方案。2020 年，由國際航運公會（international chamber of shipping,ICS）組織一批IMO 的觀察員并聯合10 個國家共同附議，提出了建立國際海事研究與發展理事會和國際海事研究基金。這個機制似乎是與研發聯動，但ICS 提出的建議是在IMO 框架下的強制征稅機制，即全球船隊中執行國際貿易航行的5 000 總噸以上的船舶，每年以每噸燃料消耗為基數上交2 美元，從而以10 年的時間總計將獲得50 億美元來投入研發支持脫碳。不過該建議提出之際，即遭到許多國家反對，故未獲IMO 會議通過，但IMO 也并未完全否決，實際上也為這一機制的建設開了口子。ICS 隨后發布聲明[8]，解釋稱該基金不是市場機制，并提出每年積累5 億美元且拿出 5 000 萬美元支持小島國脫碳，同時也譴責了反對此建議的國家。

（2）加速轉換能源

IMO 發布的關于減排措施的貢獻中特別指出，海事產業近2/3 的減排貢獻來自于船舶低碳或者零碳燃料，僅依靠原有的能效措施無法解決溫室氣體減排的根本問題。因此在“初步戰略”中，對中長期措施的描述上已明確了“替代燃料”這一選擇。從選擇LNG 作為替代的低碳燃料開始，全球航運公司和燃料提供商都在努力將LNG 替代傳統化石燃料的種種不足逐一克服和解決，包括燃料供應、穩定價格和加注設施等。歷經10 年發展，船舶采用LNG 作為替代燃料已成為航運向低碳轉型的重要標志。在這一進程中，從對“初步戰略”的評估，到推動更加積極的行動，繼而建立更高的減排“雄心水平”已逐漸成為業界的一種呼聲。國際組織和與燃料相關的公司也提出了碳中和狀態下的各種燃料從可獲得性、安全性與經濟性等各方面的評估，以便為航運界和燃料供應方提供更佳選擇。有關替代燃料技術就緒狀態也成為評估熱點，如圖5 所示[9]。

圖5 替代燃料技術就緒狀態

在這種情況下，航運界幾個主要的船東組織和主要船東，率先提出“2050 年航運碳中和”與“2050年航運凈零排放”目標，其中較為著名的是丹麥馬士基物流于2020 年下單建造的8 艘綠色甲醇動力大型集裝箱船，掀起了本世紀中葉碳中和船隊建設的一個小高潮。另外，國際航運公會、國際油輪運輸協會、國際散貨運輸協會和波羅的海航運公會等組織均將目標指向“2050 年”這個重大節點，不同之處僅在于目標表述，如碳中和、零碳、凈零排放或者脫碳等[10]。

（3）激進船東和利益相關者組建新聯盟

船東的行動并不完全受各類船東協會限制，客觀而言，多數船東會從自身經營利益、航行安全等各方面去衡量溫室氣體減排的方案，因此對業界討論的各類技術方案、營運措施和市場機制等，仍存在許多未解之處，成為可執行、可應用的方案還需要時間。船東一般并不愿意成為第1 個“吃螃蟹”的，因為“創新”的成本很高、風險很大。在這種情況下，激進船東和一般船東難以在傳統協會中達成一致，為此誕生出了新的工業聯盟。這其中以零排放聯盟、零排放船舶貨主聯盟這類集貨主、船東、船級社與船企等跨工業界的聯盟為代表，很快成立并推出各自的減排路線。這些聯盟以各行業跨界組隊的方式，打破了原有行業生態，加速了行業低碳零碳的發展進程。

工業界聯盟在航運脫碳政策選擇上總體比較激進。如零排放聯盟2021 年發出的聲明指出：航運業要根據日臻成熟的技術和氣候科學提出的緊迫性，加速實現2050 航運業整體采用凈零排放能源的目標；為確保2030 年前推出零排放船舶，應精心選擇成熟技術以保證航運安全可靠和可持續發展，實施工業示范工程并打開新的市場空間；應推動IMO 在2023 年設定更為清晰的2050 減排戰略，并且制定2030 年前零排放船的鼓勵措施，加速市場機制在2025 年前生效等。[11]

以上3 種路徑，核心的解決方案是替代能源的選擇。技術專家從理論上早就給出了有關燃料的路徑，通常用顏色來區分其含碳程度，以綠色、藍色和灰色分別對應凈零排放、碳中和、低碳這3 種情景。具體的技術細節以及概念的清晰定義，在燃料碳排放全生命周期評估下，實際上還存在一定程度的爭議。但有全球影響力的馬士基物流率先以綠色甲醇作為未來建立碳中和船隊的燃料選擇，開啟了大型航運公司面對不同替代燃料的“選邊站隊”。在馬士基之后，達飛、中遠海運等大型航運集團也都選擇了以綠色甲醇作為船隊建設的燃料路徑。另一種重要的解決路徑——綠氨，目前尚無大船東形成主流選擇。

2.2 航運體系重塑與創新動力

溫室氣體減排，無疑是船隊構建及營運革新最大的影響因素。如果加上過往開展的NOX和SOX排放控制、壓載水管理，以及正在進行的防生物污底、船上垃圾處理、未來禁塑和水下輻射噪聲控制等，傳統航運若疊加智能技術和自主技術應用，將快速演變為全新業態。

航運參與者的角色因為有共同的關注點——航運溫室氣體減排，而重新定位。馬士基零碳中心的一份報告，從航運體系中各主要角度，對GHG減排下的航運體系架構進行了分析，如圖6 所示[12]。通過調查反饋后，對各主體在未來發展中的要求提出了意見。

從船東和航運公司角度而言，則增加了許多新的工作內容。這份調查指出，航運公司應設定消除基于燃料生命周期的CO2和其他溫室氣體排放的目標，時間應在2050 年前，部分領先企業提前到2040 年。因此，航運端（包括航運公司、船東）在應對氣候變化時要確立與長期目標相一致的中期減排目標、可信的脫碳計劃包括立即降低碳強度的計劃，這涉及2030 年、2040 年這2 個階段的碳強度降低計劃。為增加透明性和對業界脫碳的影響，提出要每年報告脫碳執行情況。

航運公司要保持對船隊的升級，以確保2024年所有船只都達到IMO的CII評級中至少C級以上，而在2025 年要達到A 級或B 級；還要制訂并公布采用過渡燃料的戰略，考慮過渡時期的船隊建設計劃，包括短、中、長期減排和替代燃料選擇計劃；此外，還要考慮能效技術和管理措施的應用，并積極支持綠色港口和綠色走廊的建設。

而從貨主和租運方的角度，也有一些新的變化，其中很明顯的就是在航運采購業務中將氣候變化要求置于優先地位。貨主或租用方要考察所選擇的業務方是否有明確的零碳計劃或過渡計劃：強調要把貨物放在最清潔、最有燃料效率的船舶上運輸，即優先選擇采用替代燃料的船舶或IMO 碳強度評級為A 級或B 級的船舶來運輸貨物；要向承運方發出明確信號，將選擇更多的零碳航運服務，并且當零碳燃料過渡初期成本較高時，貨主或租用方應給予一定的補貼；支持和參與綠色港口和綠色走廊的建設，承諾在可能的情況下，盡量使用這些綠色設施和航線；在國際、國內和地區各級論壇和平臺上宣傳清潔航運政策，推動修訂IMO“初步戰略”，縮小化石燃料與規模化零碳燃料的成本等措施。

上述觀點體現了未來航運體系的變化，首先是對不同主體響應溫室氣體減排提出的不同要求，這些要求又更多要靠不同主體根據自身應對的實踐形成推動力，從而調整原有的航運體系格局。

從這個意義上講，港口管理、裝卸物流和燃料加注正在形成新的業務或經歷業務轉型。從壓載水公約實施以來，港口管理增加的最大業務是岸上接收處理設施。溫室氣體減排要求下，對于船載CCS所捕集的CO2到港卸載并上岸儲存應當形成新的業務；碼頭岸電成為基本配置；在智能技術和通信技術應用下，船隊與港口管理之間的航行、錨地、引水與裝卸載將更加便捷，“即時到達”將改變航運因缺乏精準規劃而產生的能源與時間浪費。由于采用綠色能源，港口物流用途的重卡和工作車輛將全面轉向零排，港口空氣污染狀態會得到根本性改變。為應對航運船隊對不同燃料的需求，傳統燃料加注將變得多元化，形成港口多種類型加注設施集群。

替代燃料的全生命周期評估和全球認證將成為航運脫碳合規性與航運公司營運成本的重要依據。從最初圍繞替代燃料碳足跡評估開展的從“油井到尾流”和從“油箱到尾流”的討論，到現在業界幾乎全部接受從“油井到尾流”的全生命周期評估思路，IMO 開展的燃料全生命周期評估及相關導則，為航運業進行綠色能源轉型提供了依據，但也埋下了伏筆。

國際標準化組織早在2000 年就發布了ISO 14040系列標準，前瞻性地預測到應對氣候變化必然有“碳足跡評估”這一基礎性工作，并提出了系統的評估思路。但從IMO 考慮海運系統燃料的全生命周期評估并制訂的導則來看，還缺乏具體評估的案例，特別是針對不同燃料、各種混合解決方案的評估。

3 船舶工業面臨綠色轉型的全方位 挑戰與應對

在海事工業生態體系中，船舶工業處于十分重要的技術裝備解決方案供應商地位。沒有現代的船舶工業，就沒有現代的航運業；同理，沒有船舶工業全面系統的技術準備和裝備提供，也沒有綠色航運或者航運脫碳的可能。

從航運實現低碳零碳發展的要求來看，可以采取的措施有3 個方面：船舶技術優化、營運優化和采用替代燃料。其他如市場機制，只是促進脫碳進程的措施，而不是根本的解決措施。

以技術措施提高能源使用效率是全球應對船舶溫室氣體減排立法的基礎。IMO 對于實施EEDI所提的要求是：2013 年1 月1 日以后建造的船舶要符合最低能效水平的要求即EEDI。按計劃，EEDI 第1 階段（2015—2020 年）按基線折減10%，第2 階段（2020—2025 年）折減20%，第3階段（2025 — 2030 年）折減30%。EEDI 對航運業和造船業的影響巨大，基本上調動了造船業對常規船型優化和改進的現存技術儲備。在本世紀航運脫碳（或者采用更激進的政策，在某個時點如本世紀中葉脫碳）的目標下，以能效技術推動減碳，基本上已能夠看到技術“天花板”。

IMO 專門組織力量對有關技術和營運措施的減排潛力給出了大致評估，最初并沒有給出每種措施具體精準的減排貢獻，如圖7 所示[13]。不過,隨著最近2 年業界各方開展的評估，目前已經逐漸能夠給出更精準的判斷，各種措施的減排貢獻如圖8 所示。這也是目前業界選擇替代燃料作為溫室氣體減排關鍵措施的原因。

圖7 IMO 提出的各類技術和營運措施的減排潛力

圖8 各種措施的減排貢獻

3.1 溫室氣體減排戰略將長期影響造船業發展

無論是將脫碳時間定在2050 年左右，還是保持“初步戰略”的目標（即本世紀完成航運脫碳），新造船市場都將迎來動力推進系統變革，推動船隊加速由傳統船型向綠色船型轉變。該轉變表現為市場將面臨傳統燃油動力船舶訂單的減少并直至消失；新型綠色低碳/零碳動力船比重將逐漸上升，直至全部成為合規的綠色船舶。業界要面對的問題在于綠色動力到底采取什么形式、燃料替代的節奏、拆解速度及傳統能效措施在未來市場的意義等。在ISWG-GHG 15/2/1 提案中，日本代表團在詳細分析了未來航運脫碳背景下各種燃料的需求情景后，給出的前提條件是2030 年采用的替代燃料占5%、2050 年完全采用替代燃料，并得出如下 結論：

（1）在2030 年前后將不再訂購以重油為燃料的船舶；

（2）到2030 年，超過50%的交付船舶將是LNG 動力船，但之后該類船在新造船中的份額將迅速萎縮；

（3）到2030 年，超過15%的船舶將使用氨燃料或甲醇燃料，之后這2 種船的比重將迅速增加；

（4）所有以甲醇為燃料的船舶將只使用電-甲醇，2030 年后，以LNG 為燃料的船舶選用電-甲烷作燃料的數量將迅速增加；

（5）到2050 年，許多傳統船舶將面臨提前拆解或改裝為零排放船舶。

國際航運能源轉型背景下，不同燃料需求前景如圖9 所示。

圖9 國際航運能源轉型下不同燃料需求前景

圖10 船齡與殘值率關系、現行船隊船齡分布

過去每次重大公約法規生效，都會導致一大批船舶拆解或提前淘汰，在給市場創造新成長空間的同時，也為造船業提供了更多的產品創新與市場競爭力重塑的機遇。對于航運業、造船業、設備和系統供應商及相關服務商而言，把握市場節奏十分重要。考慮到未來IMO 減排戰略可能提升的“雄心水平”，在分析未來拆解的可能性時，日本代表團的提案也給出了基本數據，參見10 所示。

在中國船舶工業行業協會研究者看來，從2021 年開始，新造船市場新周期已開啟，其主要的特征有3 個：一是市場成交量回升，并在2021年全年的成交中得以確認；二是船價上升，市場供求關系得以改善；三是新燃料船舶比重提高，應對航運溫室氣體減排成為研發投資活動的重中之 重[14]。這個新周期不同于以往的就是綠色低碳下的市場發展，這種市場發展很大程度上會受到IMO立法進程的影響，漸進性立法將對市場的新舊替代產生溫和的推動作用，而激進性立法極可能造成市場的更大波動。

有理由相信，無論MEPC 第80 屆會議所定新戰略的“雄心水平”如何，都將掀起一輪加速增長的低碳/零碳船舶訂單，從而推動燃料供應體系的完善與動力推進系統的革新。

3.2 新造船市場正加速在向減排要求靠近

從新造船市場表現來看，2016 年以來全球新船訂單中綠色船舶占比持續攀升。據克拉克森數據顯示：2022 年全球新船訂單中使用可替代燃料船舶的占比達到了51%（以載重噸計）；若以艘數計，占比則達到39%，如圖11 所示。從手持訂單來看，截至2023 年6 月，全球在建船舶中使用可替代燃料類型的船舶共1 106 艘，以艘數計，占全部在建船舶的22%。在船東所選擇的可替代燃料中，LNG 或液化石油氣（liquefied petroleum gas,LPG）類（含雙燃料）相關船舶數量占比最多（近85%），甲醇類（含雙燃料）排名第2（近11%），其他類型替代燃料船舶占比相對較少，如表1 和表2 所示。

表1 在建船舶替代燃料選擇的類型與占比

表2 在建船舶替代燃料選擇細項與占比

圖11 新船訂單中采用可替代燃料船舶占比

從船型結構來看，近年來使用可替代燃料的船型主要以氣體船和集裝箱船為主，2022 年兩類船型占比合計約89%，如圖12 所示。

在建船舶中有415 艘船采用了燃料預留，其中192 艘采用氨燃料預留（占比46%）、甲醇預留124 艘（占比30%）、LNG 預留98 艘（占比24%）、LPG 預留1 艘（占比0.2%）。從該數據來看，訂造新船的船東更青睞選擇氨燃料動力。但是，以“預留”的方式來體現綠色轉型，并不是真正的綠色，而只是一種市場態度。當IMO確定了更具有“雄心水平”的戰略后，這種“預留”選擇極大可能會減少。

當前航運界應對減排規則要求，除采用綠色動力或“預留”動力型式外，普遍仍采用節能技術與裝備的手段，流行的技術主要包括節能舵（采用舵球設計等）、船首優化、氣泡減阻與導管槳等。截至2022 年底，在建船舶中（以艘數計）采用節能技術與裝備的船舶已占總量的20%，見 表3。

表3 采用節能技術與裝備的在建船舶占比

上述新船建造所采取的技術或者動力選擇，均是3 年前（甚至5～ 10 年前）提出的技術措施。近3 年為了減碳和面向碳中和情景，討論最多的是負碳技術，即碳捕集、利用與儲存（carbon capture,utilization and storage,CCUS）或CCS 技術，設備系統商正加速研制船用CCS 技術與裝備。

CCUS/CCS 技術在鋼鐵、石化和電力等行業已有應用，在技術原理上并沒有特別的難度，關鍵問題在于效費比。該項技術用于船舶還有許多要解決的問題，最主要的是處理該系統運行所增加的能耗與EEDI 的驗證免除，IMO 已收到相關提案，這一問題應當會合理解決。在船上應用的其他問題主要還是優化設計以盡可能減少對載貨空間的擠占等。影響CCS 技術應用于船舶的另一個因素是目前還沒有建立起捕集的碳與港口接收設施之間的卸載與交易關系。當前船舶碳捕集及儲存的成本遠高于碳交易市場碳價，因此船東應用CCS 技術的積極性不高。盡管如此，圍繞CCS 技術應用于船舶的研發正在加緊進行。

2021 年7 月，日本航運公司川崎汽船（K Line）在其運營的散貨船Corona Utility 號上安裝了全球首個船載CO2捕獲裝置；同年10 月，三菱重工宣布成功從船舶排放的廢氣中分離并回收了CO2，且CO2的數量、比例和純度都符合目標要求（純度達到99.9%），由此證明了從操作條件不同于陸地的船用發動機煙道氣中捕集CO2的可行性。

2021 年10 月，瓦錫蘭公司宣布其正在脫硫塔的基礎上開發碳捕集與封存系統。該公司在挪威莫斯進行了示范項目的陸地試驗，并達到了捕集70% CO2的目標。該公司認為，在脫硫塔上安裝CCS 是很好的解決方案。

2023 年3 月，中國船舶集團有限公司第七一一研究所與山東海洋集團有限公司所屬山東華宸融資租賃股份有限公司在上海正式簽署戰略合作框架協議，雙方將聯袂實施我國首例新造船碳捕集系統試點工程，在1 艘新建82 000 載重噸卡爾薩姆型散貨船上安裝CCUS 裝置。該裝置可以從尾氣中捕獲CO2，經提純、液化后，可以“食品級純度”儲存；等船舶靠岸后，再將捕集封存的CO2運到化工企業，作為制備甲醇等工業品的原料。

可以預見，船載CCUS/CCS 將以小規模應用開始，結合船上負碳技術應用所提出的問題，將啟動一系列新的法規完備，從而推動海事工業建立以碳中和為目標的碳循環與碳交易機制。

3.3 船舶工業應對挑戰展望

全球海事工業開展的船舶溫室氣體減排，一直圍繞航運減排來討論和規劃。國際法規的作用點始終離不開航行船舶、港口控制、燃料供給和海事監管等。作為提供技術解決方案和裝備的船舶工業，在這一世紀議題下，所受到的影響有2 個方面：

（1）產品端必須要創新

無論是基于化石燃料的傳統船舶要從能效技術改進來提升船舶低耗、循環、處理的能力，還是基于低碳/零碳燃料的綠色船舶要從船舶本體全壽命期降低排放來優化產品材料、工藝和供應鏈的能力，都將面對研制交付船舶的新理念、一系列新技術、全新的管理挑戰。

（2）工藝流程端必須要革新

在綠色低碳發展上，目前IMO 并未對產品生產制造過程提出要求（當然這也不是IMO 應當關注的問題，航運才是），但從歐盟啟動的CBAM以及當前貨主聯盟、船東聯盟提出的一系列主張來看，將逐漸會對企業“綠色”制造過程提出評價，環境、社會、治理的要求與實施極可能加快傳統單一企業綠色制造向全供應鏈綠色管理發展。

產品端創新的最大約束是市場發展的邏輯。一般而言，全球新船市場的成交，高于7 000 萬載重噸的水平，可以理解為市場平穩；如果高于8 000萬載重噸的水平，應當可以認為是市場溫和。近幾年，市場成交量都在溫和放大，連續2 年維持年成交1 億載重噸左右的水平（如圖13 所示），已是繁榮的表現。若未來市場能夠保持這樣的小波動，將為綠色技術全面應用提供良好的市場環境。

圖13 近5 年全球新船市場成交量

產品端有3 個方面需要關注：

（1）節能技術的更廣泛應用

當前全球新船采用節能技術的僅占1/5，從現在到完全消除化石燃料動力的傳統船型，如果以激進的方案（即2050 年前來設計脫碳目標），將會有近10年的傳統船型訂造過渡期；如果以圍繞2050 年左右來設計脫碳目標，則可能會有15 年以上的傳統船型訂造過渡期。在這期間，法規的直接要求是EEDI 及CII等指標，節能措施將依然成為船舶是否“綠色”的重要標志。主要的船舶能效技術和低碳技術如圖14所示。

這一過程中，將CCUS/CCS 技術應用于船舶會帶來一波改裝需求和新船增裝需求，這可能是繼壓載水處理系統、脫硫裝置后催生的一個新的設備和改裝市場。

（2）新型動力的廣泛采用

根據MAN 和WinGD 兩大主機商對未來氨燃料動力、甲醇動力主機的出廠安排，2024 年至2025 年是氨燃料主機上市推出之時，而甲醇主機已在此之前上市。動力的基本型式確定后，只剩下燃料選擇。船廠和相關設計部門的主要職責在于新主機及相關配套系統上船優化，這其中主要還是燃料艙總布置及相關安全性問題，經濟性和安全性是船企獲得競爭力的主要考慮。從市場獲取來看，需要關注的是動力交付與船企接單的銜接。

（3）長遠動力路徑選擇

從一開始討論替代燃料并實現航運碳中和或者脫碳目標，業界就有技術專家討論電池/燃料電池動力船舶的可行性。歐洲部分國家與日本等國一直在探索電動解決方案向遠洋船舶方向的應用。業內一般認為：電池/燃料電池具有技術潛力，但當前及未來一段時間，多數只適應內河、島際和沿海運輸。以一種動力成熟并得到應用（如LNG 船用動力）的歷史來看，一般需要十幾年的時間。不過，內燃機的技術已成熟，而電池/燃料電池顯然目前不具備運用于遠距離海上運輸船舶的技術條件。有研究認為，固體氧化物燃料電池（soild oxide fuel cell,SOFC）有技術潛力實現更大功率，目前普遍看好這類技術的未來前景。從長遠來看，船用動力實現顛覆是大概率事件，這與脫碳的戰略密切相 關[15]。從動力工業發展的角度，當前正是抓緊布局的大好時機。

流程端革新雖是老話題，但有新內容。船舶制造的流程革新，是以綠色制造為核心的覆蓋全產業鏈的革新，這一點與傳統對流程革新的要求不同。

船廠自身在降低工耗、物耗和能耗上的努力將繼續推動節約型企業進步，對“三廢”的閉環管理也將完善船廠綠色化生產體系，但是流程端改革的關鍵在于供應鏈的管理，即能源、材料、設備供應等價值鏈的“綠色”水平。例如：對船廠電力供應和其他能源供給提出“綠色”要求，則必須對輸入能源明確可供審計的“碳標簽”或者直接采用可再生能源/綠電；對船舶用鋼提出綠鋼要求，則要追溯到鋼鐵生產或者提供過程的碳足跡，該行動早在10 年前經濟合作與發展組織（organization for economic co-operation and development,OECD）關于造船工作組的研討會上，歐盟提出過這樣的想 法[16]；此外，還包括對設備供應商的生產流程進行“綠色”程度的評估，從而進行供應商分級等。

綜合目前正在快速推動的溫室氣體減排進程，船舶工業需要全方位的創新，核心是建立起綠色低碳的生產方式和交付模式。

4 結語

綠色低碳發展，海事工業正處于進行時，同時也是將來時。海事工業的綠色化發展比現行以應對氣候變化主題的內容寬泛得多。海事工業面臨船舶海上空氣污染問題、溫室氣體減排問題、生物多樣性保護問題、船用垃圾與塑料污染問題，以及船舶航行對水下的輻射噪聲抑制問題等。2023 年6 月19 日，聯合國剛剛通過了海洋生物多樣性保護公約，其中“設立公海保護區”的決定，又將引發未來航運航線與保護區之間保護要求、船舶通過保護區時的特別要求等一系列新的討論。

綠色化發展是永恒主題。船舶工業始終面對來自技術創新和管理創新的要求，這就如同當前正開展的航運溫室氣體減排一樣，不斷滿足新發展的要求，不斷回答時代給出的問題。