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綠色燃料，未來已來！
全球能源綠色轉(zhuǎn)型以及碳中和目標(biāo)下，我國風(fēng)光發(fā)電裝機快速增長。截至2024年11月底，風(fēng)電、光伏以超過13億千瓦的裝機總量占比全國發(fā)電裝機的50%以上，形成了穩(wěn)定的綠電供應(yīng)能力和經(jīng)濟性目標(biāo)。在此背景下，基于綠電驅(qū)動的需求側(cè)綠電替代、綠色燃料替代，以及綠色原料替代也進一步具備的加速發(fā)展的成本優(yōu)勢。
近年來，綠色燃料受到全球各行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)注，航運業(yè)更是成為綠色燃料替代的主要市場之一。這是因為，對化石燃料的嚴重依賴使該行業(yè)成為溫室氣體排放的龐大來源，據(jù)國際海事組織（IMO）統(tǒng)計，全球航運每年消耗的化石燃料相當(dāng)于2億噸石油當(dāng)量，燃料消耗占全球石油需求的5%；每年排放約10億噸二氧化碳、甲烷等溫室氣體，占運輸業(yè)排放量的13%。
2023年7月，IMO MEPC第80屆會議達成2050年前實現(xiàn)國際航運溫室氣體凈零排放目標(biāo)。而目前看來，以綠色甲醇為代表的綠色燃料替代正在成為推動實現(xiàn)上述目標(biāo)的有效路徑。
市場與成本，綠色燃料未來
事實上，航運業(yè)減碳的壓力不僅體現(xiàn)在2050年凈零排放的目標(biāo)，在2023年，歐盟公布“將航運業(yè)納入EU ETS（歐盟碳排放交易體系）的改革立法”，2024年起，EU ETS將覆蓋國際航線50%、所有總噸位超過5000噸的船舶只要進出歐洲經(jīng)濟區(qū)范圍的港口，其二氧化碳排放將納入歐盟排放交易系統(tǒng)的報告邊界。
不斷增強的監(jiān)管壓力和市場需求下，溫室氣體排放無疑將加重航運企業(yè)的成本。在日前剛剛閉幕的2024全球綠色航運大會上，眾多專家指出，充分利用國內(nèi)綠色電力制取綠色燃料氫氨、醇醚和合成燃料，將對交通航運行業(yè)走向零碳提供重要支撐。
燃料替代是航運業(yè)實現(xiàn)長期減碳目標(biāo)的關(guān)鍵策略之一。但與汽車行業(yè)電動和氫能兩種技術(shù)路線不同，在能源變革的不斷創(chuàng)新中，航運業(yè)的綠色燃料替代仍然是一個“無人區(qū)”，尚無明確跡象表明哪種綠色燃料將成為最終選擇，但綜合技術(shù)和成本多方面來看，綠色甲醇以“燃燒高效、排放清潔”等特點，成為當(dāng)下航運巨頭們轉(zhuǎn)型發(fā)展的首選。
全球航運巨頭馬士基是全球首家訂購甲醇燃料船舶的集運公司，2023年，馬士基訂造18艘大型甲醇動力集裝箱船。
馬士基中國脫碳業(yè)務(wù)總監(jiān)卡卡介紹指出，作為綠色航運的先行者，馬士基目前已經(jīng)有六艘能夠使用甲醇的雙燃料船舶投入運營。從當(dāng)前的船舶情況來看，其對綠色甲醇的需求量約為1000-2000噸。雖然馬士基不會僅依賴綠色甲醇這一種燃料，但綠色甲醇將作為重要的一環(huán)，來支撐馬士基在2040年實現(xiàn)整個業(yè)務(wù)的凈零溫室氣體排放目標(biāo)。
2023年11月，馬士基與中國風(fēng)電龍頭企業(yè)金風(fēng)科技簽署了年產(chǎn)50萬噸的長期綠色甲醇采購協(xié)議；2024年10月，其再次與隆基綠能簽署了生物甲醇長期承購協(xié)議，兩者均預(yù)計2026年向馬士基供應(yīng)首批綠色甲醇燃料。
不過，和多數(shù)產(chǎn)業(yè)早期市場所存在的問題一樣，即便各行業(yè)對綠色甲醇的呼聲很高，但該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍處于“雷聲大雨點小”的態(tài)勢，產(chǎn)能與成本仍然是制約綠色甲醇發(fā)展壯大的兩座大山。
當(dāng)前，基于可再生碳源、生物質(zhì)、可再生電力等的綠色甲醇產(chǎn)能相對匱乏，尚無法支撐綠色燃料市場的大量需求。
西門子能源全球副總裁趙作智提到：若全球范圍內(nèi)規(guī)劃的80多個項目全部投產(chǎn)，2027年全球綠色甲醇產(chǎn)能可達800萬噸/年。在全生命周期溫室氣體排放框架下，綠色甲醇可減排63%-99%。
據(jù)北極星氫能網(wǎng)統(tǒng)計，2024年1月1日至今，國內(nèi)簽約、批復(fù)、備案、開工的綠甲醇項目達45個，全部規(guī)劃產(chǎn)能約1500萬噸/年。
另外一個制約綠色甲醇市場發(fā)展的就是成本因素。
中國工程院院士、上海交通大學(xué)講席教授黃震在大會上指出，綠色甲醇的成本很大程度取決于制氫的綠電價格、生物質(zhì)或碳捕集的成本。除此之外，綠色燃料的成本不僅要從內(nèi)部看，還要從外部看，更要看全球碳約束，如歐盟碳關(guān)稅、碳配額集碳獎懲等影響。
不過，隨著中國“雙碳”目標(biāo)的達成，未來至少80%的電力來自可再生能源，成本也將大幅降低。一組來自于《全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》的預(yù)測顯示，當(dāng)可再生能源電價降至0.13元/kWh時，堿性電解水制氫和PEM電解水制氫成本與現(xiàn)階段的灰氫成本相當(dāng)，屆時極具競爭力的綠氫將會成為綠色燃料大范圍應(yīng)用的強力支撐。
構(gòu)建綠色燃料的供應(yīng)鏈生態(tài)
趙作智提出，為實現(xiàn)航運溫室氣體減排目標(biāo)，目前業(yè)界主要從清潔能源、動力裝置、能效技術(shù)、船載碳捕集等方面探索和應(yīng)用可行的技術(shù)措施；綠電、以及基于綠電生產(chǎn)制造的綠色燃料是能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。
在位于智利南部的全球首座綜合性碳中和合成燃料工廠Haru Oni中，項目匹配的風(fēng)電場年可利用小時數(shù)達6000小時。但即便在風(fēng)力發(fā)電效率極好的情況下，將綠電轉(zhuǎn)化成綠氫，再制成綠色燃料，實現(xiàn)項目從投資到運營再到銷售的整條產(chǎn)業(yè)鏈落地，也需要多方合作探索完成。
為此，西門子能源作為聯(lián)合開發(fā)商與多方合作伙伴共同設(shè)計并完成了Haru Oni項目的系統(tǒng)集成方案，打通了從綠電到綠氫，再到綠色甲醇等電制合成燃料（eFuel）的完整鏈條。2022年12月，該工廠生產(chǎn)出首批綠色燃料成功加注進保時捷的跑車中，驗證了技術(shù)可行性。
值得一提的是，西門子能源為該項目提供了由風(fēng)能轉(zhuǎn)化為綠電的西門子歌美颯風(fēng)電機組設(shè)備，以及由綠電到綠氫的質(zhì)子交換膜電解槽設(shè)備。
在丹麥南部，還有另外一座已建成的50MW級電解水制氫工廠，其利用附近300MW太陽能提供低成本的可再生電力，生產(chǎn)的氫氣用于全球大型商業(yè)電制甲醇（e-Methanol）生產(chǎn)工廠。電制甲醇的最終用戶是馬士基和燃料零售商Circle K等。作為保障馬士基第一艘電制甲醇動力集裝箱運輸船的燃料供應(yīng)，為航運業(yè)的大規(guī)模碳中和奠定基礎(chǔ)。
同樣，作為上述項目的重要供應(yīng)商，西門子能源負責(zé)電解水制氫系統(tǒng)的設(shè)計、供貨和調(diào)試，該系統(tǒng)包括三套大功率質(zhì)子交換膜（PEM）電解水制氫設(shè)備。
“大型綠色燃料項目能否落地的核心，主要在于多種技術(shù)的協(xié)同，沒有任何一家企業(yè)能夠獨立完成。”趙作智在解答如何推動航運轉(zhuǎn)型和綠色燃料市場發(fā)展時這樣回答，“就像演奏一場宏大的交響樂，把能源企業(yè)、政府機構(gòu)、專家學(xué)者、非盈利機構(gòu)等協(xié)同起來，推動不同的技術(shù)和解決方案齊頭并進，這是當(dāng)前西門子能源正在為全球能源轉(zhuǎn)型所做的努力。”
為了促進各方合作，西門子能源聯(lián)合國家能源集團、海南國際經(jīng)濟發(fā)展局三方倡議發(fā)起成立了清潔能源國際創(chuàng)新聯(lián)盟，聯(lián)盟將在綠色能源轉(zhuǎn)化、綠色氫氨醇產(chǎn)業(yè)鏈、綠色低碳產(chǎn)業(yè)園區(qū)、碳足跡、綠色認證等領(lǐng)域積極推動資源整合、驅(qū)動創(chuàng)新與國際合作，打造海南能源經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和綠色燃料市場發(fā)展的橋頭堡。這也是2024全球綠色航運大會選擇在海南綻放的重要原因所在。
對于國內(nèi)綠色燃料市場的發(fā)展，黃震院士在大會上提出了兩點建議和展望。一是盡快打開我國綠色燃料市場空間，降低綠色燃料綠色溢價，將航運業(yè)納入碳排放交易市場；二是加快綠色燃料標(biāo)準(zhǔn)與認證體系建設(shè)，促進與ISCC的接軌與互認，為我國綠色燃料的全球應(yīng)用提供有力支撐。
公司介紹：上海上繼科技有限公司是一家專業(yè)從事電力系統(tǒng)繼電保護及智能電網(wǎng)電力自動化產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)為一體的高科技公司。擁有資深繼電保護專家團隊和國內(nèi)前沿的檢測儀器及校驗設(shè)備。同時還引用國內(nèi)外先進技術(shù)，來進行技術(shù)創(chuàng)新。本公司的產(chǎn)品廣泛用于電力、工礦、鐵路、建筑等國家重大工程輸配變電系統(tǒng)上，產(chǎn)品遠銷東南亞及中東地區(qū)。產(chǎn)品通過國家繼電保護及自動化設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測，獲得ISO9001國際質(zhì)量體系認證。“科技創(chuàng)新，誠信務(wù)實”是公司的經(jīng)營理念，本公司以高超的技術(shù)支持和對用戶高度負責(zé)的售后服務(wù)贏得了輸配電成套企業(yè)的信賴，且樹立了良好的信譽。
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