碳定价即将进入海运业

2024-08-08 07:09:49 88

  在“可行的气候行动简短清单”中,有一把利器:为碳排放定价。在海运领域,这将是一张大拖网,无论技术如何,都能将排放物一网打尽,让市场找出实现去碳化的最廉价方式。

  国际海事组织(IMO)已经想到了这一点。国际海事组织是联合国的一个机构,成立于1948年,旨在制定和维护一个全面的航运监管框架,包括安全、环境绩效、法律事务和海事安全。国际海事组织于1959年正式成立,在为国际航运业制定全球标准方面发挥了至关重要的作用。国际海事组织拥有175个成员国和3个准成员国,确保了该行业在全球范围内的可持续性和效率。

  坦率地说,国际海事组织在气候变化方面的记录并不辉煌。虽然与同类航空机构相比,国际海事组织一直处于领先地位,但他们花了很长时间才摆脱口头承诺。例如,直到2021年,国际海事组织才将“从油井到航迹(well-to-wake)”排放作为标准。在此之前,国际海事组织只关注”从油箱到航迹“(tank to wake)的排放标准,这给氨气、甲醇和液化天然气行业留下了很大的发展空间,使其成为传统船用燃料的低温室气体替代品。

  

  ▲柴油、甲醇和氨作为航海燃料的二氧化碳排放量表

  直截了当地说,在过去的15年里,氨和甲醇行业利用这一漏洞走了大运,这可以让这些燃料假装它们是低碳的,因为它们从油箱到航迹(Tank to wake)的排放量远远低于传统的海运燃料,如渣油和极低硫燃油(VLSFO)。但如果用“从油井到航迹(well-to-wake)”标准,氨气和甲醇的排放量是传统海运燃料的三到六倍,远远没有达到理想状态。

  在记者的追问下,这些行业声称,它们将清除这些讨厌的从“油井到油罐”的排放,并进一步声称它们将同样便宜,试图让航运业使用它们的产品作为燃料,并对船只进行昂贵的改装。马士基很可能是这一事件中的最大输家,因为他们比其他任何人都更重视这一问题,这是不幸的,因为他们对气候问题的早期和坚定承诺意味着他们已经选择了一种昂贵的替代品,而这种替代品很可能无法推广。不过,马士基明智地选择了双燃料船。

  液化天然气(LNG)则不同,液化天然气从油箱到航迹(Tank to wake)的二氧化碳排放量仅占30%,因此显然不是一个长期的解决方案,但自2000年以来,已有数百艘船舶建造或改装为燃烧液化天然气。对于液化天然气油轮来说,这样做是有道理的,因为开采出的天然气总需要排放到某个地方,而排放到发动机中总比排放到大气中要好。毕竟,液化天然气的主要成分是甲烷,而甲烷是一种全球变暖潜能值极高的气体。根据IPCC第六次评估报告,甲烷的全球升温潜能值在20年内为81,100年内为27,凸显了它对气候变化的短期影响。

  对于客运轮渡和游轮(另一大市场)来说,甲烷也有一定的意义,因为甲烷燃烧后不会像残渣或VSLFO一样臭气熏天,颗粒物污染也少得多。

  但是,从油井到航迹(well-to-wake)再次掩盖了油箱到航迹(Tank to wake),而且还有一个tank-to-wake kicker。让我们从从油井到航迹(well-to-wake)开始。大多数液化天然气船(航运业最大的液化天然气动力消耗者)都来自主要的液化天然气出口国,包括卡塔尔、澳大利亚、美国和俄罗斯。这些国家在开采、加工和分销供应链中都没有很好地控制甲烷的散逸性排放。

  

  ▲国际能源署关于甲烷排放量最高国家的2024年甲烷跟踪报告

  美国是世界上石油和天然气行业甲烷排放最严重的国家。上图无疑低估了甲烷的排放量,因为它是基于美国环保署逸散率1.4%的低估数字,而研究显示在某些情况下甲烷排放量为3%甚至高达9%。需要明确的是,页岩油是这一领域的罪魁祸首,因为天然气并不是页岩油的重点,所以几十年来,页岩油一直在排放或燃烧大量无法销售的天然气,将其作为一种废弃的副产品。但美国天然气的压裂、开采、加工、储存和分销过程中的泄漏量也很高。

  即使不是这样,如果全世界的天然气行业都像挪威一样受到严格监管,燃烧天然气的发动机也不会燃烧得很好。今年早些时候,我在卡尔加里主持了一次欧盟-加拿大甲烷减排会议,与会者包括政府、工业界和学术界人士,当时壳牌石油公司(Shell)的代表毫无讽刺意味地承认,测试结果表明,他们燃烧甲烷为其设施提供动力的发动机是最严重的泄漏源,因此他们正在迅速改用电动机。

  在海运业,国际清洁运输理事会(International Council on Clean Transportation)在其FUMES(船舶甲烷逃逸性排放)研究结果中提出了一项深度指控,该研究对液化天然气船舶烟囱的甲烷排放量进行了几年的测量。他们发现,甲烷的逸散率(即进入烟囱的甲烷中未被燃烧的甲烷所占的百分比)比想象的要高得多。研究发现,6.4%的甲烷被排放到了大气中。

  仅FUMES的研究结果就使液化天然气运输的排放量高于渣油或VLSFO运输。再加上从油井到油罐的排放,情况就更糟了。液化天然气至少具有相对便宜的优势,但当气候效益无法实现时,这种优势就显得微不足道了。液化天然气燃料是在“洗绿”。

  当然,三大行业的承诺是,它们将由绿氢和捕获的二氧化碳合成(这是必要的,因为氨不需要碳)。然而,这始终是一个经济上的死胡同,因为尽管氢气可以是绿色的,但它不可能是廉价的,尽管在过去的几年里,有相当多的利益相关者产生了集体幻觉。波士顿咨询集团在去年年底承认了这一点,并表示到2030年每公斤绿色氢气3欧元的“共识”是不现实的,5-8欧元(可能是最高价)将成为现实。BNEF报告称,达到最终投资决策的绿色氢气交易在2023年的平均价格为每公斤9.5欧元。投资界没有人再相信绿色氢能会便宜。

  甲醇也有成为生物燃料的途径,只是在甲醇生产中用生物甲烷代替化石甲烷。马士基公司正在这样做,但供应有限,而且在厌氧消化器中制造更多的甲烷也不是解决气候问题的办法,因为厌氧消化器往往是分散的,更容易泄漏。

  有一些显而易见的解决方案,但该行业却一直在抵制,不过在这方面终于有了动静。正如我在一年前指出的,海运业的去碳化有一个明确的渠道,但航运公司并没有参与其中。这个渠道就是在较短的航程中使用电池,也就是所有的内河航运、大部分的短途海运、所有国家水域的船舶运输以及所有港口内的船舶运输,在较长的航程中使用生物柴油。生物柴油混合燃料已经开始铺货,我们每年已经生产了7000万吨生物柴油(浪费在地面运输上,而地面运输将实现电气化),随着化石燃料大宗货物的减少,航运业也将衰退。

  电池将比燃烧燃料更便宜,在任何可以使用电力传动系统的地方,它们都将被使用,就像其他所有交通和工业领域一样。它们更简单、更高效、维护成本更低,而且具有瞬间扭矩、非常稳定的动力,对船员的健康危害几乎为零,运行过程中没有任何污染。混合动力长途船是一个显而易见的解决方案,但却一直受到业界的抵制。

  

  ▲TFIE战略公司首席战略师Michael Barnard对2100年前百万吨级货运量的预测

  尽管航运业占全球排放量的3%到5%,具体比例取决于你如何界定边界,但这个问题将会减少,尽管国际海事组织(IMO)并不接受这一点。化石燃料约占大宗海洋运输的40%左右,随着未来几十年全球煤炭、石油和天然气作为能源的燃烧量减少,大宗运输也将相应减少。在较小程度上,大约15%的大宗货物是原材料铁矿石,这些铁矿石将倾向于在矿山附近用可再生电力直接加工或通过氢气转化为铁甚至钢材进行小批量运输。中国正处于其大规模工业化和基础设施建设热潮的尾声,因此它将不再需要那么多钢铁。

  

  这是国际海事组织在进行温室气体研究时所依据的一套官方海运方案。您会注意到,这与散货航运的现实情况毫无关系。说白了,大家都知道这一点。去年,只有一艘超大型原油运输船在订货,而通常情况下,有25至35艘超大型原油运输船在订货,以应对在各大洋上航行的900多艘超大型油轮的报废更新,更不用说增长了。举几个例子,当我与欧洲或马来西亚的海运公司打交道时,散货船公司正在拼命想办法用什么来替代他们的收入(专业提示:不是散货)。

  不过,终于有了动静。如前所述,国际海事组织(IMO)在2021年提出了“生命周期碳评估”的要求,这无疑让氨水、甲醇和液化天然气行业心急如焚,因为这些行业都希望自己的产品能有一个巨大的新市场。2023年,国际海事组织(IMO)同意对全球航运业实行碳定价。这意味着什么,看起来像什么,是个大问题。

  

  最下面的虚线是自愿碳抵消的温室气体减排量。最近有传言称,国际海事组织和其他人一样,不能再假装自愿碳抵消计划在严肃的去碳化战略中具有任何可信度,因此预计未来几年将淡化这一点。好消息是,国际海事组织的绝对排放线是建立在海运业高速增长的基础上的,因此实现起来要比其宣称的容易得多。

  全球海运碳定价是一个关键的杠杆,是少数能够在这一领域产生真正影响的手段之一。像马士基这样的自愿努力很不错,但相对少见。虽然生物柴油比提议的合成燃料便宜得多,无论是在每吨燃料的成本上还是在缺乏用于运行LNG、甲醇或氨气(水手们要注意)的加注和发动机的资本支出上,但它仍然比超低硫燃料油贵。一如既往,没有什么能比长期埋藏的生物质更便宜了,在地质时间里被转化为方便、密集液体时我们可以将大气当作一个开放的下水道使用。

  但碳定价必须足够高才能发挥作用。欧洲经济学家的一项分析发现,每吨二氧化碳排放40美元的价位或同等价位不会产生太大的影响。挪威船级社(DNV)的一项研究发现,“如果只向最易受气候变化影响的国家征收每吨150美元至300美元的航运碳税,那么对2050年全球经济增长的影响将是最小的”。

  从上下文来看,150-300美元的范围属于现实的碳定价范围。目前,欧盟相对统一的预算指导和美国/加拿大的碳社会成本约为每吨190美元,到2030年将接近每吨300美元,并在此基础上缓慢上升。

  关于脆弱国家的问题是一个关键问题。除非碳价格中的资金流向贫穷国家,否则贫穷国家将支付更大比例的碳价格与国内生产总值。不计其数的国家和组织正在对此进行建模,以找出对经济影响最小、温室气体减排量最高、社会不公平程度最低的碳定价方法。这是一项非同小可的工作,各种类型的特殊利益集团都在努力为自己争取最大利益。

  对气候影响和社会公平的关注意味着,目前国际海事组织的大多数成员国都支持碳定价。然而,这并不意味着它们是最强大的国家。包括中国、俄罗斯、印度、巴西和沙特阿拉伯在内的大型经济体反对碳定价。其中两个国家是石油输出国,因此可以预期它们会反对任何气候行动。一个好消息是,国际海事组织虽然是联合国机构,但不受安理会否决权的限制。

  中国、巴西和印度倾向于从需要使其人口众多的国家摆脱贫困、实现相对富裕的角度来看待气候行动,并将其作为一项平衡要求。西方国家在历史上排放了大量二氧化碳,造成了大部分气候变化问题,现在却要把这些政策强加给它们,这被认为是极不公平的。中国和印度都在向世界贸易组织投诉欧盟的碳边界调整机制(CBAM),这也是一个相关的问题。

  然而,中国对重工业有一个规范的碳市场,并将逐步扩大和提高价格。印度正在努力制定碳价格,但其中太多是自愿碳抵消。碳定价正在推广,但并不均衡,速度也太慢。

  国际海事组织今年正在制定海运燃料碳价格的细节,并将于2025年公布。其目的是在2028年生效。尽管俄罗斯没有行使否决权,但一些大国集团正在努力阻止或缓和这一进程。结果如何是气候行动的一个重要问题。

  但请记住,国际海事组织的官方立场是,海运将大量增加,包括散货。即使国际海事组织不能正确地制定碳定价,问题也会减少,而不是增加。

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