專題報導

    航運業急尋綠色燃料 甲醇能、氨能貨輪能撐場嗎?

    今年7月初落幕的國際海事組織(IMO)海洋環境保護委員會(MEPC)第80屆會議上,175個會員國達成共識,航運業將在2050年前達成淨零排放,船舶業的減碳轉型之路迫在眉睫。幸運的是,各界早已經開始著手研發船舶的能源效率改良,現在究竟有哪些可能可行的低碳航運方式呢?
    國際船運業每年製造大量碳排放。圖片來源:127071/ Pixabay
    國際船運業每年製造大量碳排放。圖片來源:127071/ Pixabay

    年排10億噸二氧化碳 航運業減碳成國際共識

    航運業每年排出大量溫室氣體,據聯合國統計,全球航運業每年排放的二氧化碳約10億噸,約佔全球溫室氣體排放量3%,確實有致力於減少碳排放的必要性。即使存在著「卡船」的斷鏈危機,後疫情時代貿易仍持續活絡,若沒有任何政策改變而放任排放量以現行趨勢上升,2050年的排放量將翻一倍。

    因此IMO除設定2050年前達成淨零排放的目標外,也將2008年設定為基準年,分別制定於2030年、2040年達到減少碳排放達30%及70%的目標。

    IMO的新規定要求船運業管控現有船隻的能源效率,這代表著若旗下的貨輪過於老舊、燃油效率不佳,就只能透過減少載貨、降低航速來減少排放,如果以上兩者都行不通,就只能無限期延後出航,或是直接購置新船。但無論哪一個選項,都將衝擊業者營收,以及整體航運業量能。

    因此,各界開始將腦筋動到燃料上。以再生能源為例,今(2023)年8月,三菱公司所有的貨輪「羅盤座海洋號」(Pyxis Ocean)搭載了兩座由英國BAR 科技公司和雅苒海洋技術公司開發的「風翼」(WindWings)金屬翼帆,將從新加坡啟航前往巴西。雖然有評論譏為「重返風帆時代」,這仍然是以再生能源作為貨輪替代能源的一大突破。 

    這是風翼技術的首次運用。據設計團隊估計,一座翼帆每日可以節省1.5噸燃料、4.65噸二氧化碳排放量。然而,即使貨輪具備風力發電能力,如果僅依靠風力作為動力,貨輪只能達到5節半以上的速度。雖然無法完全取代燃油的主驅動地位,但可以期待未來後續透過改良設計並實裝在其他貨輪,無疑是一個好的起點。

    綠色燃料前景可期 甲醇動力引擎船熱潮增

    除了已大量應用在陸上交通工具的氫能之外,現階段船運公司較矚目的能源是「甲醇能」。最早的甲醇動力雙引擎貨輪「挪威船級社級」(DNV class)在2016年問世。 

    今年6月,全球最大的貨櫃船運經營公司及貨櫃船供應商快桅集團(Maersk)也宣布向中國揚子江船業訂購6艘9000 TEU(20呎標準貨櫃)貨輪,都將配備可使用燃油及甲醇為燃料的雙引擎。

    此外,快桅集團在2021年承諾任何新下訂的船隻都將使用綠色燃料;到了2023年,快桅集團總共已下訂25艘可使用甲醇燃料的貨輪,約占全球訂單的20%。

    甲醇的能源效率較低,需要的儲存空間較其他傳統作法大。圖片來源:2427999/ Pixabay
    甲醇的能源效率較低,需要的儲存空間較其他傳統作法大。圖片來源:2427999/ Pixabay

    使用甲醇作為燃料的好處在於,醇類的製造技術已十分成熟,且中國、美國與歐洲都有工廠可以大規模生產。雖然甲醇主要產自化石燃料,但現行技術已可產出利用農業、林業的有機廢料、甚至是大氣中的氣體製成的「綠色」甲醇。

    據全世界最大甲醇生產商及供應商梅賽尼斯(Methanex)統計,與傳統航運用燃料相比,甲醇約可減少95%的硫化物、PM2.5及80%的氮氧化物排放,且生質甲醇、「綠色」甲醇具備高度碳中和的潛力;新加坡甲醇研究會(Methanol Institute)則估計,用太陽能、風能等綠能製造的甲醇,其碳排放可減少超過90%,不過若使用傳統電網電力,則可能超過原本燃料碳排放。

    DNV的替代能源紀錄中,已將甲醇的製造方式分類為「綠色」、「藍色」及「灰色」,市場未來將可以自行選用偏好的方式生產甲醇,DNV更估計「綠色甲醇」在2024年至2025年就有機會邁向大規模、商業化生產,小規模生產則可能更早達成。

    即使極具潛力,甲醇仍有許多缺點,像是為了要產出等量的能源,甲醇的儲存槽需比傳統的重油儲存槽大上2.5倍、比液態天然氣則大上1.3倍,而其閃燃點為11~12°C,除了極為易燃還有毒性,因此在技術還未成熟前,以甲醇作為能源的船隻仍將以較為小型的為主。

    北歐國家正在積極研發氨能貨輪。圖片來源:擷取自NoGAPS報告
    北歐國家正在積極研發氨能貨輪。圖片來源:擷取自NoGAPS報告

    有潛力但仍實驗中 北歐研發氨能貨輪

    另一個正在實驗的燃料則是「氨」,最為積極開發的是北歐國家。由北歐部長理事會(Nordic Council of Ministers)下的北歐創新組織(Nordic Innovation)啟動的〈北歐綠色氨能船隻〉計畫(NoGAPS),目的是希望開發出由氨驅動的貨輪。 

    這項2020年啟動的計畫與國際海事組織合作,總共分為三個階段。第一階段的NoGAPS 1主要是向供應鏈中的利害關係人進行公開募資,現在所處的第二階段NoGAPS 2則是進行商業設計與改良,而最後的NoGAPS X則是正式進行建造。

    氨能貨輪目前仍停留在研發階段,且與甲醇有相同疑慮,氨同樣也對人體有害,且高度易燃、易爆還有腐蝕性。如果要做為燃料使用,除了設計以外,其儲存與處理都需要有一系列完整的配套措施。

    在國際低碳風潮的吹動下,替代能源的開發其實早就開始,如今加上聯合國的推動,其進程將會持續加速。世界經濟論壇(World Economic Forum, WEF)指出,船運業如被視為國家,將成為全球第六大碳排放國,如果能夠有效改善其碳排,無疑將對氣候變遷治理帶來正面的影響。

    參考資料

    ※本文轉載自低碳生活部落格〈航運業急尋綠色燃料 甲醇能、氨能貨輪能撐場嗎?

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