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在一個聯(lián)合工業(yè)項目中，韓國現(xiàn)代尾浦造船 (HMD)、現(xiàn)代全球服務 (HGS) 和DNV研究了HMD的第七代50000 載重噸“綠色”MR型成品油船設計，研發(fā)制訂滿足IMO 2050年脫碳目標的可行性設計方案。

(相關資料圖)

為了2050年能實現(xiàn)凈零碳排放的目標，項目合作伙伴研究了歐盟排放交易系統(tǒng) (ETS) 和FuelEU Maritime 倡議的影響。隨后對各種燃料價格和監(jiān)管場景進行建模分析，來制訂運營船舶全生命周期內，不同時間節(jié)點下滿足碳排放要求的最具成本效益的方案，并確定了不同設計方案在何時必須引入混合綠色燃料。概念設計中涵蓋了碳排放對各項主要設計指標以及建造運營總成本的影響。

HMD的高效第七代50000載重噸MR型油船設計在未來幾年會有廣泛的市場需求，聯(lián)合研究項目以該設計為藍本，考慮了兩種燃料替代方案：甲醇和LNG。

兩種不同燃料選擇方案的船舶設計航速均為14.5節(jié)，可通過配備各種節(jié)能裝置，將性能提高約 2%。聯(lián)合研究項目同時采用了Smartship 解決方案以優(yōu)化運營，其中包括：通過船隊監(jiān)控、分析和診斷報告進行 CII 管理；提供航程規(guī)劃指導；優(yōu)化船體和螺旋槳維護等。

在甲醇燃料的方案中，燃料艙布置在甲板室前面的甲板下，氮氣發(fā)生器放置在船尾的上層甲板上。而在LNG燃料方案中，由于C型罐安裝在甲板上，使得該方案占用的甲板下方空間略小從而保證了貨艙艙容。

兩種燃料方案都需要布置傳統(tǒng)燃油艙以提供足夠的點火油。由于存在火災隱患，岸電連接會妨礙裝卸作業(yè)，以及目前法規(guī)尚不全面等原因，岸電的應用都具有很高的挑戰(zhàn)性。相反，使用旋翼帆等技術的風力推進系統(tǒng)，可以進一步改善油耗。因此，船舶可以在新造階段為以后安裝旋翼帆做好必要準備。

2022年12月，歐洲議會、歐盟理事會和委員會就修訂歐盟排放交易體系 (ETS) 達成了跨機構協(xié)議，這是歐盟Fit For 55一攬子計劃的核心要素。ETS計劃將于2024年生效，過渡期到2026年。由于ETS將逐步提高船舶二氧化碳排放的價格，這將導致航運成本顯著提高。因此，最大限度地降低碳排放預期成本對優(yōu)化船舶設計至關重要。此外，LNG和甲醇最終可能會與綠色替代燃料混合，或用化工制備的綠色燃料取代，前提是能夠以合理的成本提高產(chǎn)能。

在所有展示的情景中，生物燃料或綠色燃料必須逐步添加到化石燃料中，并通過提高占用比例以能達到滿足排放控制目標。

該項目研究了各種燃料價格以及典型運營情況的模擬情景。值得一提的是該研究同時研究了兩種不同的法規(guī)發(fā)展場景：一是船舶滿足當前 IMO 碳排放控制目標的“最低合規(guī)性要求”，從C級過渡到D級的保守方案；二是加速碳減排從而在2050年實現(xiàn)完全脫碳的目標激進方案。

聯(lián)合研究項目使用DNV FuelPath模型，對這些情景對與船舶生命周期的燃料消耗相關的設計方案進行了經(jīng)濟性能評估。研究表明，最終實施法規(guī)的嚴苛性，將決定必須采取哪些措施來確保合規(guī)。

該聯(lián)合研究項目考慮了多種可應用于船舶的燃料方案，并對此進行了研究。研究成果表明，基于不同的選定方案，船舶將不可避免地需要從傳統(tǒng)燃料轉向替代燃料，以滿足排放控制的“最低合規(guī)”要求。值得一提的是，在整個生命周期內，船舶將并不需要完全轉換為綠色燃料。

如果目前的IMO脫碳目標保持不變，本聯(lián)合研究項目所選船舶設計在2045年之前，均可通過使用傳統(tǒng)化石燃料滿足最低排放要求。但如果IMO決定到2050年實現(xiàn)完全脫碳目標，則必須在2030年代后期引入綠色燃料。

選擇傳統(tǒng)低硫油燃料的船舶將在2037年率先開始使用綠色燃料；以甲醇（化石燃料）為燃料的船舶僅具有一年的微弱優(yōu)勢，而以LNG為燃料的船舶可以運行到2040年才添加綠色燃料。由于綠色燃料的高昂價格，何時必須添加綠色燃料將成為一個主要的成本因素。

根據(jù)當前的IMO碳減排要求，本研究對象MR型成品油船（其他船舶不一定適用）如果使用VLSFO可以運行到 2045年，如果使用液化天然氣則可以運行到2050年，而化石甲醇燃料船則可以在沒有替代燃料的情況下運營到 2047年。

如果國際海事組織決定支持更嚴格的脫碳時間表，即到2050年完全脫碳，那么該船舶將在2037年之前使用VLSFO，在2040年之前使用液化天然氣，在2038年之前使用化石甲醇。

該圖顯示了化石燃料與綠色燃料成本的大致發(fā)展情況。據(jù)聯(lián)合項目分析，如果實施歐盟排放交易計劃，到2025 年，碳減排的要求將使燃料成本增加30%。到2050年，該百分比會增加到50%。綠色燃料價格預計會隨著基礎設施和可用性的改善而下降?？紤]到碳排放成本，預計到2040年代初，綠色燃料的價格可能會降到與化石燃料有可競爭力的水平。

模擬分析的結果顯示，在建造成本方面，由于更簡單的燃料儲存艙技術，甲醇燃料船的建造成本比LNG低；而在燃料成本方面，LNG預計將在2025年之后再次具有競爭力。

在所有假設環(huán)境下，EU ETS和可能的未來IMO法規(guī)都會對營運船舶產(chǎn)生額外的碳排放成本；甲醇對化學品/甲醇運輸船具有特殊的吸引力。

項目合作伙伴得出結論，根據(jù)當前的IMO目標，HMD第七代MR型成品油船可以使用VLSFO運行到2040年代初。LNG和甲醇兩種燃料選擇方案都可以在未來靈活地選擇成本較低的替代燃料。碳價格將對燃料支出產(chǎn)生重大影響。但是，如果IMO要求變得更加嚴格，LNG和甲醇燃料將在未來提供更多符合法規(guī)要求的選擇。最佳解決方案將在很大程度上取決于營運區(qū)域、燃料可用性和預期成本。

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