“绿色”甲醇向前迈出的一步及其在海运中实现温室气体深度减排的潜力

航运业正面临来自监管机构和消费者的越来越大的压力，要求他们减少温室气体（GHG）的排放。那么，值得注意的是A.P.Moller——马士基最近宣布将在2023年推出一艘以“绿色”甲醇为燃料的支线船。绿色甲醇是一种低碳燃料，可以由生物质气化或可再生电力制成，并捕获二氧化碳（CO2）。这是一个令人兴奋的步骤，因为该公告可能有助于扩大气候友好型甲醇技术的规模。

从基础设施的角度来看，甲醇有利于运输。目前，主要的替代燃料是液化天然气（LNG），它需要新的隔热罐，能够保持极低的温度以保持其液化状态。同时，甲醇在环境温度和压力下是液态的，因此只要稍加修改，就可以继续使用传统的燃料储存和燃料加注。这使得向甲醇的转化相对更容易，也更便宜。前100个国际港口中有88个已经具备了支持甲醇燃料的加油基础设施。

能够使用甲醇等替代燃料的船舶可能会使用双燃料发动机，而这正是马士基新船舶所配备的。马士基打算单独使用“绿色”甲醇，但该船也将能够使用传统燃料，如超低硫燃油（VLSFO）和海洋天然气油（MGO），甚至可能是液化天然气。然而，马士基不打算使用液化天然气运营任何船舶，该公司脱碳负责人在最近的一次采访中表示，“我认为将液化天然气称为船舶脱碳的过渡燃料是近乎环保的。”

事实上，并不是所有的替代燃料都能使船只更环保。为了确定燃料的气候影响，应评估其整个生命周期的GHG排放。在海洋工业中，这被称为井-尾流（WtWa），它考虑了与燃料生产（井-油箱，或WtT）和燃料燃烧（油箱-尾流，或TtWa）相关的排放。我们使用GREET 2020模型计算了四种甲醇途径的WtWa排放量，结果如下图1所示。

值得注意的是，今天生产的大多数甲醇都来自化石燃料，主要是天然气。四种主要的甲醇是：从天然气中提取的灰色甲醇；从天然气中提取的蓝色甲醇与碳捕获和储存（CCS）相结合；生物质原料制备的生物甲醇；以及从可再生电力中提取的电子甲醇和捕获的二氧化碳。后两种燃料可视为“绿色”。图1显示了四种不同原料产生的甲醇燃料对WtWa温室气体的影响，与传统氧化镁的温室气体排放量相比。我们看到温室气体排放的范围很广。由于甲醇燃烧产生的排放，或TtWa排放，在所有四种途径中都是相同的，我们知道甲醇的GHG排放严重依赖于原料和用于产生它的转化过程。

我们估计，天然气产生的灰色甲醇的温室气体排放量略高于氧化镁。相对于氧化镁，蓝色甲醇可以略微减少温室气体排放，假设碳捕获率高达90%。然而，蓝色甲醇的温室气体排放量可能高于图1所示；这是因为天然气生产的排放因子可能低估了天然气供应链中的甲烷泄漏。这两种绿色甲醇燃料的温室气体排放量都很低，因为燃烧过程中排放的二氧化碳先前在其生命周期的WtT阶段被隔离。在这四个国家中，电子甲醇的温室气体排放量最低。

目前，航运业使用绿色甲醇的最大障碍不是使用它，而是采购它。电子甲醇的两大投入——直接空气或点源捕获的碳和可再生能源电解的氢——的商业化刚刚起步，纤维素生物甲醇的可持续生物质供应有限。绿色甲醇行业目前规模较小，全世界只有少数商业生产商。因此，绿色甲醇的成本高于传统燃料。美国航运局（American Bureau of Shipping）2021年的一份报告估计，绿色甲醇的成本为643美元/吨或0.032美元/兆焦耳，灰色甲醇的成本为417美元/吨或0.021美元/兆焦耳，而氧化镁的成本平均为600美元/吨或0.014美元/兆焦耳。不过，这种经济障碍可以通过刺激增长来克服。监管机构可以通过使用化石燃料税、替代燃料授权和“绿色”燃料研发投资等政策工具来刺激这一增长。

从图1所示的灰色和绿色甲醇之间碳强度的差异中可以清楚地看出这种激励的价值。相同成品燃料之间的WtWa排放量存在很大的潜在差异。绿色甲醇可以提供深度温室气体减排，但从温室气体角度来看，并非所有甲醇都是有利的。

为确保甲醇为海洋部门提供有意义的温室气体减排，海洋气候政策应纳入燃料的全生命周期核算。这将只允许最可持续的燃料途径有资格获得长期扩大规模所需的政策支持。相反，如果狭隘地关注燃烧排放，我们就有可能鼓励提供最低温室气体减排量的燃料，并可能危及海运部门脱碳的机会。

来源：ICCT，作者 Abigail Martin

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