研究报告

绿色航运走廊:基于能源成本和技术可行性筛选中国沿海潜在试点航线

作者:冒晓立、周圆融、孟至航和Hae Jeong Cho 2024年08月09日

当前,全球航运温室气体排放不断增加,在这样的增长趋势下,将难以满足《巴黎协定》设定的气候目标。近年来,作为加速海运领域脱碳技术创新的工具,“绿色航运走廊”开始受到越来越多的关注。截至2023年12月,全球共发起了44个“绿色航运走廊”,但这些项目都没有完全投入使用,这表明协调实施“绿色航运走廊”仍面临多方面的挑战。与国际航线相比,国内本地航线具有同质性更强的优势,在某些情况下,一条航线可以由拥有货物和船只的单一实体经营。通过鼓励国内本地航线成为“绿色航运走廊”,不仅能够获得环境和气候收益,同时也能为建立大规模、多方协作的国际“绿色航运走廊”积累必要的经验。

在中国,用于国内和国际运输的船舶可能由相同的造船厂建造,由相同的公司运营,由相同的港口和加油基础设施提供服务。这使得国内航线成为“绿色航运走廊”试点的理想选择,国内试点积累的经验还可以传播到国际航运业,帮助行业参与者获得信心并推动市场走向成熟。国际清洁交通委员会(ICCT)近期的相关研究从能源成本与技术可行性两方面出发,探究了中国沿海航线先试先行,发展“绿色航运走廊”的潜力。

研究结果

1. 航线筛选与技术可行性

为了筛选适合构建“绿色航运走廊”的航线,我们梳理了2021年某月中国沿海不同类型船舶的航行模式,这些船舶在不同港口聚集区域间的平均运输距离约为490海里,港口聚集区域内的平均运输距离为170海里。在各类船舶中,散货船最为常见,是区域间航线的主力船型,特别是在中国北方地区尤为常用。散货船的航行次数最多,同时也是平均航行距离最长的船型 。

我们根据不同的船舶类型,对每类船舶中能源消耗量最大的5条航线进行了排序,其中散货船在长三角和渤海地区间的航线消耗的能源最多;油罐船在所有类型船舶中消耗的能源最多,其航行线路主要集中于长三角区域内;化学品罐船与液货船的整体情况类似;除集装箱船外,各类船舶能源消耗最大的航线均涉及到长三角地区。

技术可行性方面,在不同的可再生燃料选项中,甲醇和氨燃料可适用于所有类型的船舶;氢燃料电池对油罐船、化学品罐船及其他液货船来说应用可行性不高;纯电动方案对各类沿海船舶来说仍属于可行性较低的技术选择。

2. 应用成本分析

由于不同类型船舶对应的最高能耗航线具有相似性,我们选取了三条航线,并在每条航线上挑选一艘典型船舶,来对该条航线率先部署零排放船舶进行了模拟分析。其中,在长三角-渤海航线上,我们选取了一艘31000总吨的散货船作为分析对象,珠三角-渤海航线上选取了一艘23000总吨的集装箱船,珠三角区域内航线上选取了一艘2952总吨的油罐船 (如表1所示)。

表1. 三条主要航线及典型船舶活动情况(2021年6月)

结合船舶活动水平与平准化成本结果,到2030年,在三条航线上部署首艘零排放船舶的成本为680万美元/年(如表2所示)。尽管我们只估算了可再生液氢的成本,但使用可再生氢生成可再生氨和可再生甲醇的终端加注成本和可再生液氢其实是类似的。虽然额外的转化过程会使可再生氨和甲醇的生产成本高于液氢,但其储存和加注成本会显著低于液氢,并且可以利用部分现有的基础设施,因此总成本三者基本相等。

表2. 2030年率先部署零排放船舶所需的可再生燃料成本

注:成本以2023年人民币值呈现

结论要点

  • 中国沿海航线使用可再生燃料的技术可行性很高。本次分析研究表明,主要航线上的船舶都可以使用可再生甲醇和可再生氨作为燃料,途中不需要额外停靠补能。可再生液氢也可以适用于大多数船舶和航线。纯电动技术的可行性较低,仅适用于某些船舶的较短途航线。

  • 本研究分析的三条潜在“绿色航运走廊”试点航线包括“长三角-渤海”和“珠三角-渤海”区域间的两条航线,以及一条长三角区域内航线,这些地区有世界上最大的港口,辐射了天津港、上海港、深圳港等,同时也是国际“绿色航运走廊”倡议的参与方,是考虑开展中国“绿色航运走廊”试点的优选对象。

  • 要实现首艘零排放船舶在这些航线上航行,需要每年提供约6000吨可再生甲醇或氨燃料,或900吨可再生液氢,对应的可再生能源电力需求为4.4万-6万兆瓦。

  • 政策推动可以加快在这些航线部署更多的零排放船舶,从而大幅减少温室气体排放。根据测算,到2030年,“绿色航运走廊”上可再生液氢的总成本可能达到53元/千克,按能源当量计算,是传统船用燃料成本的3倍以上。在此情景下,利益相关方需要每年额外支出700万美元,才能在这些航线上部署首艘零排放船舶。我们预测到2050年,技术进步能够令可再生燃料的成本降低约32%,但仍然需要政策层面的助力来推动“绿色航运走廊”试点落地。

  • 地区/国家

    中国全国
  • 研究领域

    船舶航运
  • 政策分类

    运输结构调整
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更新日期:2025年【1】月【9】日

 

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