DNV最新發(fā)布的《面向2050年的海事展望》介紹了“兩步走”的船舶燃料及技術(shù)選項(xiàng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估以及結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)審查。其目的在于幫助船東確定能保持排放合規(guī)性與商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的新造船設(shè)計(jì)。

“為了保持合規(guī)性和商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、同時(shí)滿足監(jiān)管者及相關(guān)方面對(duì)于船舶和船隊(duì)運(yùn)營脫碳的要求，船東需要策略以及切實(shí)可行的解決方案”，DNV海事部資深咨詢師兼環(huán)境顧問、《面向2050年的海事展望》第一作者琳達(dá)（Linda Sigrid Hammer）表示，“通過正確地評(píng)估技術(shù)、燃料和能源生產(chǎn)/基礎(chǔ)設(shè)施的狀況，船東能符合既定甚至更具雄心的碳減排軌跡。”

船舶燃料和設(shè)計(jì)選項(xiàng)經(jīng)濟(jì)性的建模

為幫助船東響應(yīng)脫碳行動(dòng)，DNV繪制了符合碳減排軌跡的實(shí)用路徑�！睹嫦�2050年的海事展望》提供了最新的碳風(fēng)險(xiǎn)管理框架（圖1），為船舶找到了最具性價(jià)比的Fuel Ready及燃料靈活性的選擇。

該框架包含兩個(gè)步驟。首先，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性模型“FuelPath模型”研究了適用于某一特定船舶的不同燃料及能效策略的財(cái)務(wù)績(jī)效。通過不同假設(shè)條件和場(chǎng)景的應(yīng)用，該步驟幫助船東辨識(shí)能夠順應(yīng)未來變化并且在一系列場(chǎng)景中表現(xiàn)良好的設(shè)計(jì)選擇。第二步是對(duì)于上述設(shè)計(jì)選擇的結(jié)構(gòu)性審查，以確定在新造以及（可能的）改造階段對(duì)船舶設(shè)計(jì)的關(guān)鍵影響。

“我們已經(jīng)更新了框架，就是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料靈活性和Fuel Ready方案的詳細(xì)評(píng)估。考慮船舶的壽命，規(guī)劃此類方案能簡(jiǎn)化向低碳和零碳替代燃料的過渡，并盡可能減輕擱淺資產(chǎn)的投資風(fēng)險(xiǎn)”，琳達(dá)解釋。

圖1：DNV幫助船東考慮如何確保當(dāng)前的新造船在未來符合碳排放規(guī)則及應(yīng)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)壓力的最新方法

第一步：對(duì)船舶運(yùn)用DNV的FuelPath模型

FuelPath模型可以評(píng)估船舶整個(gè)生命周期內(nèi)、涉及燃料的可用設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)績(jī)效，該績(jī)效通過總擁有成本和其他經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來表示。

船舶運(yùn)用FuelPath模型時(shí)輸入的四大類參數(shù)包括：船舶規(guī)格及航線信息、溫室氣體減排目標(biāo)軌跡、涉及燃料的設(shè)計(jì)方案、燃料價(jià)格。

《面向2050年的海事展望》在案例研究中，通過不同選定參數(shù)的評(píng)估來闡述了這一步驟——這是一艘21萬載重噸、設(shè)計(jì)壽命為25年的新造Newcastlemax型散貨船（表1）。續(xù)航力假設(shè)用來估計(jì)燃油艙需求、假定每個(gè)往返航次加注一次燃料、允許在一些主要煤炭運(yùn)輸航線上有一定靈活性。

“盡管案例研究針對(duì)的是新造散貨船，但評(píng)估方法可適用于任何船型，DNV已經(jīng)為客戶提供了相應(yīng)支持”，琳達(dá)補(bǔ)充說。

表1：關(guān)于21萬載重噸Newcastlemax型散貨船的案例研究，其先進(jìn)的概念設(shè)計(jì)符合EEDI第2階段

評(píng)價(jià)散貨船案例研究中的燃料與設(shè)計(jì)選項(xiàng)

Newcastlemax型散貨船的案例研究中采用了單一的溫室氣體排放軌跡，以滿足那些想比IMO當(dāng)前時(shí)間表更快實(shí)現(xiàn)排放脫碳的貨主的雄心。研究中也考慮了最低合規(guī)的更慢軌跡，但沒有建模。

案例研究中選擇軌跡的具體細(xì)節(jié)請(qǐng)見《面向2050年的海事展望》。簡(jiǎn)言之，案例中的最終目標(biāo)是于2040年實(shí)現(xiàn)航運(yùn)業(yè)的完全脫碳，而大部分的減排來自于2030年后。

案例研究中包含了7種合理選擇的設(shè)計(jì)選項(xiàng)中可使用的不同燃料，無論是新造船還是未來可能的改造階段（表2）。

表2：Newcastlemax型散貨船關(guān)于燃料的設(shè)計(jì)選項(xiàng)，顯示了每個(gè)設(shè)計(jì)選項(xiàng)在新造和后續(xù)改造（如適用）中的燃料靈活性。

對(duì)于涉及燃料的設(shè)計(jì)方案的財(cái)務(wù)績(jī)效而言，燃料價(jià)格是關(guān)鍵的決定因素，但未來的燃料價(jià)格很難預(yù)測(cè)。

為簡(jiǎn)單起見，案例研究中的燃料價(jià)格預(yù)測(cè)（表3）只選擇了單一的未來場(chǎng)景，其中低成本的可再生電力用于生產(chǎn)電燃料，價(jià)格比生物燃料更低廉。

在該場(chǎng)景的設(shè)想中，氨是最廉價(jià)的碳中和燃料；船東所服務(wù)的客戶在溫室氣體減排方面有最高的需求；不存在碳價(jià)格——盡管該模型評(píng)估了碳定價(jià)機(jī)制對(duì)航運(yùn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)影響，該機(jī)制尚處于開發(fā)階段。

案例研究中，建模期內(nèi)的燃料價(jià)格保持恒定，運(yùn)用FuelPath模型來審視單一場(chǎng)景下、上述7種燃料系統(tǒng)設(shè)計(jì)選項(xiàng)的對(duì)比情況。

表3：Newcastlemax型散貨船中采用美元/GJ和美元/噸油當(dāng)量（toe）為單位的燃料價(jià)格。價(jià)格為未來平均價(jià)，其場(chǎng)景是低成本的可再生電力用于生產(chǎn)碳中和的電化燃料。

案例研究的關(guān)鍵結(jié)論

關(guān)于Newcastlemax型散貨船案例分析結(jié)論的完整資料包含在《面向2050年的海事展望》中，在選定的場(chǎng)景和假設(shè)條件方面有三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)（圖2）：

1、在2030年后，常規(guī)單燃料（MF）船舶的總折扣成本最高。其資本支出（CAPEX）最低，但全生命周期燃料支出（FuelEX）最高。這是因?yàn)檠芯考僭O(shè)碳中和船用燃料（MGO）的價(jià)格較高，這可能是常規(guī)單燃料(MF)船舶滿足所選溫室氣體減排目標(biāo)軌跡的唯一燃料選擇。

2、與傳統(tǒng)選項(xiàng)相比，氨燃料設(shè)計(jì)方案的CAPEX更高，但在船舶壽命周期內(nèi)的燃料支出費(fèi)用更低。

3、折扣成本最低的兩種設(shè)計(jì)選項(xiàng)是MF Fuel Ready（氨）和雙燃料（DF）LNG Fuel Ready（氨）。研究認(rèn)為，DF LPG Fuel Ready（氨）也是低成本的選項(xiàng)之一，但沒有深入探討。

圖2：案例研究船舶為21萬載重噸的Newcastlemax型散貨船，在快速脫碳場(chǎng)景中運(yùn)用DNV的FuelPath模型，評(píng)估了7種燃料系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總折扣成本

琳達(dá)建議，需要結(jié)合具體的假設(shè)條件，對(duì)上述結(jié)論以及案例研究的其他結(jié)論加以解釋，“我們強(qiáng)調(diào)，結(jié)果并非說明氨燃料設(shè)計(jì)是最可靠的選擇（圖3），結(jié)論本身也不作為對(duì)船東的推薦。在用于支持實(shí)際新造船決策時(shí)，要測(cè)試多種燃料與碳價(jià)場(chǎng)景以及溫室氣體軌跡，以辨識(shí)適合特定船型和航線的最可靠選擇。不過，研究充分表明了基于安全考量和提高船舶燃料靈活性的設(shè)計(jì)選擇的潛在優(yōu)勢(shì)。”

圖3：與常規(guī)船舶相比的氨燃料設(shè)計(jì)的重要影響因素。但在因素發(fā)生變化的場(chǎng)景下，其他設(shè)計(jì)可能優(yōu)于氨燃料設(shè)計(jì)。

第二步：實(shí)施船舶燃料策略的設(shè)計(jì)意義

《面向2050年的海事展望》將案例研究結(jié)論作為結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)審查的基礎(chǔ)，也構(gòu)成了碳風(fēng)險(xiǎn)管理框架的第二步，確保21萬載重噸的新造Newcastlemax型散貨船能應(yīng)對(duì)未來可能出現(xiàn)的燃料轉(zhuǎn)換。

研究考慮了兩艘此類船舶：一艘是傳統(tǒng)燃油船，另一艘是采用了雙燃料LNG推進(jìn)的新造船。DNV評(píng)估了兩者將來轉(zhuǎn)換為氨燃料所需的設(shè)計(jì)。

審查運(yùn)用了系統(tǒng)工程方法，涵蓋了燃料儲(chǔ)存、輪機(jī)和燃料系統(tǒng)融入船舶設(shè)計(jì)的工程考量。工程審查的結(jié)果可用于新造船規(guī)格書中。這樣可以消除導(dǎo)致中止的因素、優(yōu)化未來改造，從而減少船廠改造的費(fèi)用和時(shí)間。

例如，下表顯示了Newcastlemax型散貨船從單燃料（傳統(tǒng)燃料）轉(zhuǎn)為氨燃料的審查過程中，需要采用的行動(dòng)要點(diǎn)。

表4：Fuel Ready——新造船階段以及單一燃料（傳統(tǒng)燃料）船舶改造階段的準(zhǔn)備工作

設(shè)計(jì)審查為新造船規(guī)范提供寶貴意見

琳達(dá)總結(jié)：“設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)性審查對(duì)于燃料靈活性策略下的新造船規(guī)格書具有重要意義。審查本身得益于技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估提供的指導(dǎo)。這些流程組成了我們管理碳風(fēng)險(xiǎn)的‘兩步走’方法，為船東提供了切實(shí)可行的解決方案，以符合日益收緊的脫碳法規(guī)和激勵(lì)措施。”