LNG脱碳转型的优劣势在哪？

LNG 在航运业绿色转型的过程中是最受关注的替代燃料之一，它在应对传统空气污染 物方面展现出显著的优势，并为船东提供了符合当前法规的、技术成熟且具备经济性 的解决方案。

LNG 的主要成分为甲烷（CH4），其分子结构中不含硫元素。这意味着采用 LNG 作为 燃料，能够从源头上消除硫氧化物的排放，减排幅度接近 100%。这一特性使船舶无需 安装昂贵且占用空间的废气洗涤塔，也无需依赖价格更高的极低硫燃油，即可直接满 足国际海事组织（IMO）2020 年全球 0.5%的硫含量上限，以及在排放控制区（ECAs） 内更为严格的 0.1%硫含量标准。此外，LNG 的燃烧过程产生的颗粒物也极少，相较于 传统重质燃料油，PM 减排量可达 95%以上，这对于改善港口城市和沿海地区的空气质 量具有重要意义。 在控制氮氧化物方面，LNG 同样表现出色。现代低压双燃料发动机采用稀薄燃烧的奥 托循环模式，能够在不依赖 SCR 等后处理系统的情况下，满足 IMO Tier III 这一最严格 的氮氧化物排放标准，减排幅度高达 90%。对于需要在北美、北海等排放控制区运营的 船舶而言，这不仅简化了船舶设计和操作，也显著降低了设备投资和运营维护成本。

除了在传统污染物控制上的卓越表现，LNG 在直接减少二氧化碳排放方面也具备天然 的化学优势。相较于石油基燃料，甲烷分子拥有更高的氢碳比，这意味着在燃烧并释 放相同单位能量时，其产生的二氧化碳更少。 具体而言，根据 IMO 关于船舶能效设计指数（Energy Efficiency Design Index, EEDI）的 计算方法决议，LNG 的碳转换因子相较于传统燃料低 10-15%，这意味着在“从油箱到航 迹”（Tank-to-Wake, TtW）的燃烧阶段，使用 LNG 作为燃料可将二氧化碳排放量有效 地降低。

此外，IMO 推出的碳强度指标（CII）评级体系，对船舶的年度运营碳强度进行评级。 由于 LNG 在 TtW 阶段的二氧化碳排放较低，采用 LNG 的船舶在获得更有利的 CII 评级方面具有先天优势，这直接关系到船舶的商业营运能力和租金水平，评级不佳的船舶 可能面临市场惩罚。然而，这些法规主要聚焦于二氧化碳的排放，而未将甲烷等非二 氧化碳温室气体在其全球变暖潜能值的基础上进行全面核算。

替代燃料能否成为主流，有赖于其技术方案的可靠性与燃料加注网络的覆盖度。LNG 在这两方面均已达到商业化应用的成熟阶段。 发动机技术方面，LNG 双燃料发动机已是经过市场长期验证的成熟技术，全球主流船 用发动机制造商，如 MAN Energy Solutions 和瓦锡兰（Wärtsilä），均能提供覆盖不同 船型和功率需求的、稳定可靠的产品系列。这些发动机拥有大量的在航实船应用记录， 其操作和维护已形成标准化流程。 加注基础设施方面，全球 LNG 加注网络正在以前所未有的速度扩张，有效缓解了业界 对燃料可得性的担忧。截至 2023 年底，全球提供 LNG 加注服务的港口已达 188 个， 另有 82 个港口正在建设或规划中。LNG 加注船的船队规模也在同步增长，已有 62 艘 投入运营，且有更多订单正在建造中，确保了主要贸易航线上的燃料供应。

甲烷（CH4）是一种强效温室气体。为了量化和比较不同温室气体的气候影响，科学界 引入了全球变暖潜能值（GWP）这一指标，它衡量的是在特定时间尺度内，单位质量的某种气体相对于二氧化碳的吸热能力。 时间尺度的选择对于评估甲烷的影响至关重要。在传统的 100 年时间尺度（GWP100） 下，甲烷的增温效应远超二氧化碳。根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次 评估报告（AR6），源自化石燃料的甲烷 GWP100值为 29.8。然而，甲烷在大气中的存 续时间相对较短，约为 12 年。因此，在更短的 20 年时间尺度（GWP20）内，其短期增 温效应极为剧烈。IPCC AR6 报告给出的 GWP20值高达 82.5。采用 GWP100，侧重于长期 的气候稳定，这使得 LNG 的总体温室效应评估相对有利。而采用 GWP20，则优先考虑 短期影响，这会使 LNG 的气候影响显得尤为严重。

在 IMO 2023 温室气体减排战略的新监管框架中，一个关键要素是向“从油井到尾迹” （Well-to-Wake, WtW）的全生命周期排放评估方法转变。这意味着替代燃料不仅需实 现船上燃烧（TtW）近零排放，更必须在燃料生产（“从油井到油箱”，Well-to-Tank） 环节同步完成绿色制取与低碳物流。 全生命周期排放评估方法是 IMO 2023 战略评估燃料气候影响的新标准，它核算了从能 源开采、加工、运输，直到在船上最终燃烧的全过程温室气体排放。这包括了上游供 应链中的甲烷泄漏，以及下游燃烧阶段的二氧化碳和未燃甲烷排放。

在 LNG 的 WtW 评估上，不同的情景假设下会得出了截然相反的结论。由 SEA-LNG 的 研究显示，在 GWP100的框架下，使用 LNG 相较于 VLSFO 可实现最高 23%的全生命周 期温室气体减排。然而，ICCT 的分析指出，对于市场上最常见的低压双燃料四冲程 （LPDF 4-stroke）发动机，使用 LNG 的全生命周期温室气体排放在 GWP20尺度下，甚 至比 MGO 高出 70%以上。世界银行同样得出结论，鉴于对甲烷排放的担忧，LNG 不太 可能在航运脱碳中扮演重要角色，并明确警告了相关投资面临的“搁浅资产”风险。 现有评估结论的差异，引发了业界对于 LNG 作为船舶替代燃料可行性的争论。但需要 注意的是，LNG 的综合气候影响并非一个静态数值，其评估结果主要取决于三个关键 变量的动态变化：上游天然气的生产路径、船载发动机技术以及甲烷 GWP 的评估时间尺度。