由于未來碳中和燃料的供應(yīng)和成本存在不確定性,迫使船東、港口和其他利益相關(guān)方考慮能夠?qū)崿F(xiàn)凈零排放的所有技術(shù)選擇。DNV最近的《面向2050年的海事展望》中包含了關(guān)于船上碳捕獲以及核動力推進能否成為重要選擇的案例研究。
“在接下來航運業(yè)脫碳決定性的十年間,我們應(yīng)該不遺余力地追求我們需要并且想要的未來”,DNV海事首席顧問、《面向2050年的海事展望》主要作者Eirik Ovrum表示,“我們的研究表明了在特定條件下,碳捕獲與核動力能夠彌合短期措施與2030年后所需更大努力之間的差距,從而實現(xiàn)IMO和即將生效的歐盟排放法規(guī)中設(shè)定的2040年和2050年目標。”
評估碳捕獲與核動力,以減少船舶排放 本%文$內(nèi)-容-來-自;中_國_碳|排 放_交-易^網(wǎng)^t an pa i fang . c om
該研究為海事利益相關(guān)方提供了新鮮出爐的洞察,他們在船舶的設(shè)計和運營以及燃料的生產(chǎn)、配送和加注等方面面臨著代價高昂的投資決策。 本+文+內(nèi).容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com
研究有兩大目標。其一是確定使用這些技術(shù)是否現(xiàn)實可行,其二是把它們的生命周期成本與行業(yè)中最常討論的燃料策略進行對比,例如燃料油、液化天然氣(LNG)、甲醇和氨,每一種燃料中都混合了碳中和燃料(生物/ e-MGO、生物/e-LNG、生物/e-甲醇、藍氨/e-氨),以滿足溫室氣體(GHG)減排目標。
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圖1:DNV的FuelPath模型
DNV的FuelPath(燃料路徑)模型提供了不同場景的結(jié)果
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DNV的技術(shù)經(jīng)濟性評估包含了兩個案例研究,其中運用了DNV經(jīng)過反復(fù)驗證的FuelPath模型。研究對象分別為一艘大型現(xiàn)代遠洋船舶和一艘從事遠東—西歐航線的1.5萬標箱集裝箱船。 本`文-內(nèi).容.來.自:中`國^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com
模型中可更改的輸入信息(圖1)包括船舶規(guī)格和用途、新造船的溫室氣體排放目標,以及轉(zhuǎn)換裝置和燃料系統(tǒng)等設(shè)計選項。
研究2030年后的船舶脫碳
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《面向2050年的海事展望》介紹了案例研究中涉及的技術(shù)性、操作性和經(jīng)濟性假設(shè)。事實上,該模型評估了船舶整個生命周期內(nèi)涉及燃料的可用設(shè)計選項的經(jīng)濟性績效。成果是不同燃料價格場景下的總擁有成本和燃料策略成本。年度成本包括了年度資本支出(CAPEX)、燃料成本、碳價格和運營支出(OPEX)。
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針對案例研究船舶的基準化燃料策略
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該研究基于真實世界的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗,首先對燃料策略的成本進行了基準化,這些策略反映了案例研究船舶在其生命周期內(nèi)可供選擇的能量轉(zhuǎn)換裝置和燃料系統(tǒng)的設(shè)計選項。
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圖2:案例研究船舶的年度成本和凈現(xiàn)值的基準跨度,燃料策略采用燃油、LNG、氨和甲醇且這四種策略的碳中和燃料混合度均符合要求(《面向2050年的海事展望》2023年版)
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更具體來說,DNV運用對于2030-2060年期間每年的最高和最低燃料價格的數(shù)據(jù)驅(qū)動估算,為不同燃料策略下的案例研究船舶創(chuàng)建了年度成本和凈現(xiàn)值的基準跨度(圖2)。利用這些跨度就可以評估在什么樣的條件下,船上使用碳捕獲和核動力推進技術(shù)具有可行性。
船上CCS的案例研究模型
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《面向2050年的海事展望》詳細介紹了這項研究的假設(shè)條件。簡言之,船舶使用重燃油(HFO),擁有二氧化碳捕獲裝置和儲罐,并配備了硫氧化物(SOX)洗滌塔和廢氣預(yù)處理裝置。 本`文-內(nèi).容.來.自:中`國^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com
研究模擬的是兩種船上碳捕獲和儲存(CCS)場景下的年度成本,即低成本與高成本,以補償包括CAPEX和OPEX在內(nèi)的經(jīng)濟不確定性。它側(cè)重于評估對船上碳捕獲經(jīng)濟性影響最大的兩個參數(shù)。其一是“燃料懲罰”,即捕獲裝置運轉(zhuǎn)所需的額外能量;其二是“二氧化碳儲存成本”,即運輸和儲存二氧化碳的成本總額。 禸*嫆唻@洎:狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm
船上CCS的經(jīng)濟性案例有什么要求? 夲呅內(nèi)傛萊源?。骇鎲┨?排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńpāīfāńɡ.cōm
在年度成本范圍方面,低CCS成本場景看起來好于其他燃料策略(圖3)。《面向2050年的海事展望》將其部分歸因于場景中的HFO價格,以及與購買更大比例碳中和燃料成本相比的燃料懲罰與碳儲存成本。
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圖3:與基準相比,船上碳捕獲與儲存(CCS)的低成本場景與高成本場景下、案例研究中的年度成本(左)和凈現(xiàn)值(右)的范圍(《面向2050年的海事展望》2023年版) 本`文@內(nèi)-容-來-自;中^國_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m
高CCS成本場景在所研究的燃料策略中居于中位。關(guān)于凈現(xiàn)值,到本世紀中葉高CCS成本案例接近于燃料策略的平均值,而低CCS成本案例要優(yōu)于四分之三的燃料策略。
“我們的研究表明,如果捕獲技術(shù)的燃料懲罰較少,并且CCS行業(yè)能在我們的模型中提供較低的碳儲存成本,那么就能得到船上CCS的經(jīng)濟性案例”,Ovrum說。
核動力推進的案例研究模型 本%文$內(nèi)-容-來-自;中_國_碳|排 放_交-易^網(wǎng)^t an pa i fang . c om
《面向2050年的海事展望》詳細介紹了這項研究的假設(shè)條件。其中之一是反應(yīng)堆及相關(guān)系統(tǒng)的租賃和服務(wù)。這是因為核動力推進的CAPEX存在不確定性,但通常認為可能是船舶本身成本的兩倍。
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與碳捕獲研究一樣,也采用了核動力高成本和低成本的場景,以緩解商船反應(yīng)成本面臨的不確定性(《面向2050年的海事展望》討論了成本驅(qū)動因素)。 本@文$內(nèi).容.來.自:中`國`碳`排*放^交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.c om
核動力推進的經(jīng)濟性案例有什么要求?
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圖4顯示了在船舶脫碳進程中,與基準燃料策略(燃料油、LNG、甲醇和氨)相比,核動力推進的估算年度成本(CAPEX、OPEX、燃料成本、碳成本)和凈現(xiàn)值。
圖4:與基準相比,船舶核動力推進的低成本場景與高成本場景下、案例研究中的年度成本(左)和凈現(xiàn)值(右)的范圍(《面向2050年的海事展望》2023年版)
相比于2030年起到2050年實現(xiàn)脫碳期間不斷擴大的基準成本范圍,核動力的年度成本似乎看起來更穩(wěn)定。對此,《面向2050年的海事展望》總結(jié)指出,隨著溫室氣體限制的不斷收緊,核動力推進將變得越來越有競爭力。 本@文$內(nèi).容.來.自:中`國`碳`排*放^交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.c om
“結(jié)論是如果開發(fā)出的反應(yīng)堆能到達到報告中所述的低成本水平范圍,那么就能得到核動力推進的經(jīng)濟性案例”,Ovrum總結(jié)道。 禸*嫆唻@洎:狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm
案例研究的關(guān)鍵要點
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DNV的結(jié)論為以下前景提供了支持:在合適的條件下,船上的碳捕獲與核動力推進可以緩解對可持續(xù)生物質(zhì)與可持續(xù)電力的競爭。
船上碳捕獲可以讓海事行業(yè)擺脫對碳中和燃料的競爭。
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核動力推進本身是碳中和的,相比碳中和燃料,它受價格波動和供應(yīng)問題的影響較小。
對海事利益相關(guān)方的意義
報告認可了碳捕獲需要用于去除廢氣中二氧化碳的船上設(shè)施、用于處理捕獲二氧化碳的岸上裝置、臨時儲存和卸載設(shè)施、以及管道和永久儲存裝置等基礎(chǔ)設(shè)施。發(fā)展核動力的障礙包括國際法規(guī)、公共認知和技術(shù)成本。 本+文+內(nèi).容.來.自:中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com
“這兩種技術(shù)肯定都面臨障礙。但我們的研究表明,在合適的情況下,兩者都可以為海事行業(yè)所需的靈活工具箱提供有經(jīng)濟性和有價值的補充,以確保在碳中和燃料的預(yù)期競爭中滿足中長期的脫碳目標”,Ovrum強調(diào)。
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