编者按：
交通运输新型智库联盟成立以来，推动了各方对交通强国建设等重大战略实施积极建言献策，发挥了推动科学决策、提升决策水平的“智囊团”作用。本期“交通智库之声”继续精选专家观点，敬请读者关注。本栏目文章仅代表作者本人的观点。
□ 邢辉 纪玉龙 詹宇
中共中央、国务院在《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中，明确提出了加快发展新能源和清洁能源船舶，但具体实施路径和发展路线图仍需更广泛的利益相关方形成普遍共识、达成一致行动。
笔者建议加快推进甲醇燃料船舶开发、应用及基础设施发展。一方面，尽早明确方向、凝聚共识、汇聚资源，促进我国低碳航运又好又快发展，引领国际航运去碳化进程；另一方面，充分利用我国的甲醇产业优势、技术优势和资源优势，有效树立我国能源和航运产业的未来竞争力。
替代燃料是实现
航运碳中和的必由之路
据国际能源署数据，交通运输行业约占全球能源消耗的24—28%，而其中海上运输行业约占2.5%。
即便有严格的能效监管和显著的技术改进，考虑世界人口膨胀和贸易需求增长，海上运输行业2050年的能源需求预计依然会超过3亿吨油当量，约12×10"18焦耳/年。实现海上运输的清洁绿色发展，可供选择的方案与其他行业的去碳化路径类似，同样包括源头处理、过程控制和末端治理三大领域。源头利用的初级能源形式主要包括化石燃料、生物质燃料、风能、太阳能、核能、水能、波浪能和垃圾再循环电能；能量转化装置主要包括内燃机、蒸汽轮机、燃料电池、核动力装置、光伏系统、风力助航系统和电池电力系统；末端废气后处理途径包括物理吸附、化学吸附和膜分离技术等。
综合考虑技术、经济、环境和社会因素，水能、波浪能和垃圾再循环电能无法直接在船利用和转化；商船应用核能的安全性、经济性和公众接受度面临挑战；风能和太阳能的在船利用受到功率容量（≤25%船舶额定功率）、船舶类型（影响光伏系统和风力助航系统的安装）、航区航线（具有不均衡的风、光资源分布）等因素的制约；船上废气后处理存在二氧化碳捕集和在船储存装置占用空间大、成本高，在技术成熟度和经济性方面不具有竞争力；燃料电池受到功率容量的限制而不适用于大型海船；电池电力系统能量密度过低（约为传统柴油机动力装置的1/40）会显著降低船舶有效载货容量。因此，利用热效率最高的往复式内燃机燃用化石燃料、生物质燃料或初级能源生产的可再生燃料（如有必要，匹配岸基碳捕集、利用和封存技术），是大型海船推进或辅助动力装置的主要选择。亦即，实现航运碳中和，使用低碳、零碳或碳中性（生命周期碳排放为零）替代燃料是必由之路。
甲醇是最可行的
替代船用燃料选项
笔者认为，甲醇是最可行的替代船用燃料选项。除传统的石油外，交通运输领域具有技术可行性的替代燃料选项主要包括LNG/LPG、乙醇、生物柴油、氢气、氨气、甲醇等。
LNG/LPG由于环境表现有限，一般被认为是走向碳中和的一种过渡燃料。生物质燃料被认为是碳中性的（如果生产过程采用可再生能源），目前全球产量最大的两种生物质燃料是乙醇和生物柴油，年产量分别约为1亿吨和0.5亿吨，但生物质资源地理分布不均衡（85%的乙醇产自美国和巴西；生物柴油主要应用于欧洲）、高成本低产量、显著受到气候和季节影响，同时侵占土地和淡水资源，从而威胁全球食品安全，因此难以满足船用燃料的数量和全球可获得性要求。就环境表现和供应可靠性而言，氢气、氨气和甲醇等氢能载体被航运业寄予厚望，但氢气体积能量密度低（压缩氢气为传统燃油的1/10—1/15，即便低温液氢也仅为1/4—1/5）导致续航力低和有效载货容积小，宜以内河和沿海小型船舶应用为主；氨气属气态燃料且具有一定毒性，相比氢气的优势是体积能量密度略大（约为液氢的1.5倍）、沸点高（氢气为-253℃，氨气为-33℃）且可燃极限范围窄，相比甲醇的优势仅体现在生产设施布局更广泛（氨是全球产量最大的合成化学品，但主要用作肥料生产）、燃烧碳排放为零；甲醇常温常压下为液态，在技术成熟度、安全性、储运基础设施（传统化石燃料储运设施经过简单改造即可用于甲醇储运）、燃烧氮氧化物排放等方面相比氨气明显有优势，且可再生甲醇同样是碳中性的。通过多个维度指标的综合评价，甲醇是大型海船的最优先选项。
其次，我国甲醇产业具有明显的竞争优势。甲醇能量密度约为燃油的一半，就3亿吨的全球船用燃油消耗而言，对应的甲醇需求超过6亿吨/年，这对全球甲醇产业的发展具有巨大的推动作用，同时也是调整全球能源格局的重要契机。传统甲醇原料为煤（中国）和LNG（欧美），但甲醇同样可产自森林和农业残渣、市政垃圾、纸浆工业产生的黑酒精等生物质；此外，利用可再生电力制氢和工业过程或空气中捕集的二氧化碳合成电制甲醇，是未来可再生甲醇生产的重要路径，且价格具有竞争力。因此，应用甲醇作为船用燃料具有当前立即可用、未来可逐步过渡到可再生甲醇的明显优势。当前，全球甲醇年产量约为1亿吨，而中国是全球最大的甲醇生产和消费国，拥有最庞大的甲醇工业基础；与此同时，我国石油对外依存度将近70%，能源安全面临挑战，亟待解决。因此，随着我国大力发展风能、太阳能、水能、核能等清洁能源，利用清洁能源制取可再生甲醇，既保障了我国的能源安全，又解决了氢能储运难题，同时又有利于做大做强我国甲醇产业，具有重要的战略意义和经济价值。
关于长期发展的
行动对策
一是加强顶层设计，做好战略规划。由交通运输部牵头，联合国家发展和改革委员会、工业和信息化部、科学技术部等部委，出台推进甲醇燃料船舶及基础设施发展的指导意见和发展路线图。从战略重点、发展路径、科技创新、试点示范、标准体系、国际合作等方面完善顶层设计和政策引导，促进政产学研以及产业链上中下游的广泛互动和积极参与。
二是加强科技攻关，做好技术储备。依托科技部国家重点研发计划、工信部重点领域专项等规划项目，组织高校、研究机构、造船企业、航运公司、船级社、设备供应商等单位和部门共同开展甲醇燃料供应链、甲醇燃料船舶领域的技术攻关和成果转化。
三是加强国际合作，做好应用示范。科技、产业、人才的全球合作是国际航运的本质特征，而基础设施匮乏和经济性考量是制约绿色航运发展的主要瓶颈。选择重要性和可行性兼具的国际国内贸易航线，建立绿色航运示范走廊，通过区域性的贸易商、承运人、设备生产者、燃料供应方等多利益主体的跨价值链协作，确保供应链安全稳定，促进甲醇燃料船舶及基础设施健康可持续发展。
（作者单位为大连海事大学、中国船级社大连分社）
