呂龍德

他山之石可攻玉。隨著全球環(huán)保政策收緊，特別是國(guó)際海事組織推出強(qiáng)制性減排措施，航運(yùn)脫碳已成為了行業(yè)的關(guān)注焦點(diǎn)，而推廣應(yīng)用新能源船舶無(wú)疑是降低航運(yùn)碳排放的最有效手段。為了達(dá)到溫室氣體凈零排放目標(biāo)，許多國(guó)家對(duì)此進(jìn)行研究和布局，以期在未來(lái)贏得先機(jī)和主動(dòng)。在這方面，日本顯然用了心思，做了大量工作，并收到了一定成效，不管是技術(shù)攻關(guān)，還是全產(chǎn)業(yè)鏈打造都走在了世界前列。透過(guò)日本做法，我國(guó)航運(yùn)及造船業(yè)或許會(huì)從中獲得有益的借鑒和啟迪。

啟動(dòng)零排放船舶替換計(jì)劃

日前，日本航運(yùn)業(yè)宣布一個(gè)領(lǐng)先lMO的脫碳計(jì)劃，即計(jì)劃投資最多30萬(wàn)億日元，分階段將其商船船隊(duì)目前運(yùn)營(yíng)的全部2240艘船替換為使用新燃料和其它技術(shù)的零排放船舶，其中2025年開(kāi)始每年更換約100艘船。此舉不僅僅是為了實(shí)現(xiàn)2030年前減排90%以上溫室氣體量和2050年溫室氣體凈零排放的目標(biāo)，更是要成為全球航運(yùn)業(yè)脫碳“領(lǐng)頭羊”。顯然，這是一個(gè)投資龐大的計(jì)劃，僅憑航運(yùn)及造船業(yè)是難以支撐和實(shí)現(xiàn)的，因此，日本政府引導(dǎo)相關(guān)行業(yè)共同推動(dòng)新能源船舶發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)和燃料供應(yīng)系統(tǒng)建立?；谌蚍秶鷥?nèi)尚未確立明確的新零碳燃料的相關(guān)技術(shù)，日本還打算通過(guò)活用基金支援國(guó)內(nèi)企業(yè)研發(fā)，促成率先投入應(yīng)用。

為了落實(shí)這一計(jì)劃，日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（ NEDO）啟動(dòng)了“新一代船舶”開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，斥巨資重點(diǎn)支持氨燃料、氫燃料船等新能源船型的技術(shù)研發(fā)。此外，其國(guó)土交通省與海運(yùn)業(yè)界制定了面向溫室氣體零排放船舶實(shí)用化進(jìn)度表，涉及內(nèi)容包括新一代燃料船舶開(kāi)發(fā)、二氧化碳回收裝置和LNG動(dòng)力船減排技術(shù)等。

日本這樣做，自然有其底氣和實(shí)力，因?yàn)槠溲邪l(fā)取得的持續(xù)進(jìn)展有目共睹。去年，商船三井、三菱商事等企業(yè)聯(lián)合成立了新公司e5 Lab Inc，旨在共同開(kāi)發(fā)和推廣零排放純電動(dòng)船。最近，日本多家公司又組建了e5聯(lián)盟，攜手推動(dòng)純電動(dòng)船商業(yè)化和海運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施新服務(wù)。今年以來(lái)，日本船企主要從氫能、氨能和海上風(fēng)電三個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)方向?qū)嵤┎季?。其中，川崎重工推出了全球首艘液化氫運(yùn)輸船和大型液化氫船貨物圍護(hù)系統(tǒng);三菱重工投資綠氨制造技術(shù)公司，進(jìn)軍氫能產(chǎn)業(yè);今治造船除了計(jì)劃建造氨燃料船，還與歐美海事機(jī)構(gòu)合作制定安全使用氨氣的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。另外，日本船級(jí)社發(fā)布了有關(guān)替代燃料使用的指南。

確立氨氫燃料重點(diǎn)項(xiàng)目

日本確立了近年重點(diǎn)試點(diǎn)項(xiàng)目和攻關(guān)技術(shù)，并把氨氫燃料重點(diǎn)項(xiàng)目作為新能源船舶的布局重心，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)在沿海小型船舶直至大型遠(yuǎn)洋船舶的應(yīng)用。NEDO非?？春靡詺錃?、氨氣作為燃料的新一代船舶，認(rèn)為這是助力航運(yùn)業(yè)脫碳的重要保證。其氨氫燃料重點(diǎn)項(xiàng)目主要包括三方面：

首先，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)和船用氫燃料儲(chǔ)罐和燃料供給系統(tǒng)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。此項(xiàng)工作的時(shí)限為10年，總投資219億日元，由川崎重工負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)中速四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和船用氫燃料儲(chǔ)罐及燃料供給系統(tǒng)，洋馬動(dòng)力負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)中速和高速四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，日本發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)低速二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，并共同推動(dòng)氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)船示范測(cè)試。日本還推出了四款達(dá)成中長(zhǎng)期脫碳目標(biāo)的概念船舶設(shè)計(jì)，其中就有氫動(dòng)力21000TEU集裝箱船概念。

其次，氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)搭載船舶開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。日本郵船、日本造船、日本發(fā)動(dòng)機(jī)及IHI原動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)此項(xiàng)目，日本船級(jí)社協(xié)助，期限為7年，總投資123億日元。按計(jì)劃，日本將在2024年開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)一艘氨燃料拖船，在2026年開(kāi)發(fā)運(yùn)營(yíng)一艘氨燃料氨氣運(yùn)輸船。對(duì)于氨燃料拖船，日本郵船負(fù)責(zé)船舶設(shè)計(jì)、設(shè)備布局和安裝及監(jiān)管合規(guī)性工作，IHI原動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)氨燃料四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，而日本船級(jí)社負(fù)責(zé)船舶安全性評(píng)估。對(duì)于氨燃料氨氣運(yùn)輸船，日本郵船負(fù)責(zé)船舶設(shè)計(jì)和監(jiān)管合規(guī)性工作，日本發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)氨燃料二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，IHI原動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)氨燃料四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，日本造船負(fù)責(zé)船體開(kāi)發(fā)，日本船級(jí)社負(fù)責(zé)船舶的安全性評(píng)估。

最后，氨燃料船開(kāi)發(fā)和社會(huì)應(yīng)用綜合項(xiàng)目。這一項(xiàng)目由伊藤忠商事、川崎汽船、日本造船等5家船企負(fù)責(zé)，時(shí)限也是7年，總投資30億日元。其中，三井E&S機(jī)械開(kāi)發(fā)氨燃料儲(chǔ)罐和燃料供應(yīng)系統(tǒng)、氨燃料主發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)聯(lián)技術(shù)，研究氨燃料船的安全特性和氨燃料船的實(shí)證運(yùn)營(yíng);日本造船開(kāi)發(fā)搭載氨燃料儲(chǔ)罐的船舶、船上氨燃料處理系統(tǒng)和安全系統(tǒng)，并檢驗(yàn)實(shí)船示范運(yùn)行的研究開(kāi)發(fā)內(nèi)容;川崎汽船、伊藤忠商事和NS United海運(yùn)則負(fù)責(zé)氨燃料船的實(shí)船示范運(yùn)行。

加快LNG動(dòng)力船甲烷滑脫降低技術(shù)研發(fā)

LNG動(dòng)力船是一種低碳新能源船，也是被認(rèn)為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)過(guò)渡期的最佳船型，但使用LNG燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)甲烷滑移問(wèn)題，而甲烷則是一種非常嚴(yán)重的溫室氣體，所以降低甲烷滑脫是發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)緊迫問(wèn)題。正是基于此，日本把降低LNG動(dòng)力船甲烷滑脫技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目作為推動(dòng)新能源船舶發(fā)展的重要內(nèi)容。

這項(xiàng)研發(fā)由日立造船、洋馬動(dòng)力和商船三井共同執(zhí)行，計(jì)劃投資11億日元，通過(guò)甲烷氧化催化劑和發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)相結(jié)合方法，利用6年時(shí)間實(shí)現(xiàn)LNG動(dòng)力船甲烷滑脫降低70%以上。未來(lái)，新開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)將安裝在名村造船建造的一艘大型LNG動(dòng)力煤炭運(yùn)輸船上進(jìn)行實(shí)船測(cè)試。日本還提出了超高效LNG動(dòng)力船概念設(shè)計(jì)，通過(guò)利用LNG和節(jié)能技術(shù)的協(xié)同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)削減86%二氧化碳排放。據(jù)悉，這種LNG動(dòng)力船將進(jìn)行船型改良、減速設(shè)計(jì)、混合動(dòng)力、對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳及節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新。

此外，加強(qiáng)鋰電池、氫燃料電池動(dòng)力船舶和船載碳捕集技術(shù)研發(fā)，也納入了日本航運(yùn)業(yè)的脫碳路徑范圍。前者主要是通過(guò)提高電池能量密度和電池推進(jìn)系統(tǒng)效率等方式來(lái)滿(mǎn)足大型遠(yuǎn)洋船舶長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航的需求，后者主要是開(kāi)發(fā)二氧化碳捕集船和船用碳捕集裝置。值得強(qiáng)調(diào)的是，今年10月，川崎汽船聯(lián)手日本船級(jí)社及三菱重工成功完成了世界上首個(gè)船用二氧化碳捕集裝置實(shí)證測(cè)試，為全球捕獲二氧化碳排放及船上零排放設(shè)施設(shè)計(jì)提供了經(jīng)驗(yàn)。

莫道君行早，更有早行人。日本首提零排放船舶替換計(jì)劃，大力推進(jìn)新能源船研發(fā)，既為自己邁向航運(yùn)“雙碳”目標(biāo)爭(zhēng)得了先行優(yōu)勢(shì)，又為國(guó)際社會(huì)樹(shù)起了榜樣。面對(duì)滾滾而來(lái)的環(huán)保大潮，未來(lái)必將有越來(lái)越多國(guó)家緊隨日本步伐，以破釜沉舟的氣魄踏上航運(yùn)脫碳之路！