2023年环保行业碳中和专题报告 航运碳排超10亿吨，政策频出加速航运减碳

1、航运碳排超10亿吨，政策频出加速航运减碳

国际船运行业碳排放量超 10 亿吨，占全球的 2-3%，船运减碳迫切。船舶运输是国际 贸易的主要货运形式，承担了全球 85%以上的国际贸易运输量，尽管船舶运输具有单位耗 能低的特点，但每年全球航运业仍排放出相当规模的温室气体。该行业 CO2 排放量占全球 总排放量的 2%～3%（2010 年以来全球船用燃料消费量 2.5 亿～3.0 亿吨/年，1 吨燃料约 产生 3.15 吨 CO2）。根据 IMO 第四次温室气体研究（Fourth IMO GHG Study 2020）， 全球航运业（不含国内航行船舶、渔业船舶和军用船舶）CO2 当量排放量从 2008 年的 7.94 亿吨增长至 2018 年的 10.76 亿吨，十年间年均增长 3.1%，2018 年航运业 CO2 排放总量 在全球人为 CO2 排放总量占比为 2.89％。

1.1、IMO新规于23年执行，航运减碳迫切提升

国际海事 组织(IMO )在推动国际航运碳减排进程中处于核心位置。IMO 构建了 一 套 较 为 全 面的 政策 体系， 涵盖 规划 引导类 、强 制约束 类、 支持保 障类 三类政 策。

2018 年 IMO 通过国际航运温室气体排放初始战略，首次明确航运业减排目标和路径。 2018 年 4 月，IMO 召开了海上环境保护委员会（MEPC）第 72 届会议，会议通过了《IMO 船舶温室气体减排初步战略》（IMO Initial Strategy on Reduction of GHG Emissions from Ships），标志着国际航运业首次为应对气候变化制定了温室气体减排目标。该初步 战略从背景、愿景、减排力度和指导原则、短期/中期/长期候选减排措施及其影响、存在的 障碍及支持性措施、后续行动、定期审议等角度做了安排。《IMO 初步战略》明确提出到 2030 年，全球航运业平均单位碳排放强度同 2008 年相比至少降低 40%，到 2050 年力 争降低 70%，航运业的年度温室气体排放总量到 2050 年至少在 2008 年的基础之上降低 50%。

为实现上述目标，IMO 提出如下措施： 短期减排措施是要求 IMO 在 2018-2023 年之间最终确定的措施。短期措施主 要包括完善现有能效框架、研发提高能效技术、制订能效指标、制订海运减排 国家计划、船舶速度优化和降速、减少港口排放、研发替代低碳或零碳燃油等。 中期减排措施是要求 IMO 在 2023 年至 2030 年之间最终确定并达成一致的 措施，主要包括：有效实施低碳/零碳燃料应用计划，各船运公司短期内可采 用 LNG 和甲醇等低碳燃料作为过渡，中远期以碳中性燃料（生物燃料）和零 碳排放燃料（氨和氢燃料）为主；开发包括市场化措施在内的创新型减排机制 （MBM）；建立有效的反馈机制以总结经验和分享最佳实践。 长期减排措施是要求 IMO 在 2030 年以后最终确定和达成的措施，主要包括： 继续开发零碳或非碳基燃料；鼓励建立创新型减排机制。

短期措施的新规定：IMO 要求通过技术和运营两方面降低碳排放强度，自 2023 年起 执行。IMO 主要通过修订 MARPOL 公约相关内容来落实航运碳减相关约束政策（MARPOL 公约，即《国际防止船舶造成污染公约》，是 IMO 主导制定的国际公约，对缔约国船舶有 着强制约束力）。2021 年 6 月，IMO 第 76 届 MEPC 会议审议并通过了 MARPOL 公约附 则 VI 关于降低国际航运碳强度的修正案，2023年1月1日正式实施。该修正案是 IMO 船 舶温室气体减排短期措施的新规定，其要求通过技术和运营两个方面的措施提高船舶能效。

1）技术能效指标：EEDI 针对新造船舶，EEXI 覆盖全部 400GT 以上现有船舶。 EEDI 为新船能效设计指数(Energy Efficiency Design Index)，是从造船设计层面限 定船舶单位碳排放量。EEDI 是根据船舶在设计最大载货状态下，以一定航速航行下船舶燃 油产生的 CO2 排放量（g CO2/t·nm），主要针对 400 总吨以上主要类型的新造船及经重 大改建的现有船。考虑到新造船技术的不断发展，IMO 针对 EEDI 分三个时间阶段分别设 置了不同的折减系数。由于 MARPOL 公约对 EEDI 仅是作了框架性的强制规定，MEPC 相 应地制定了一套具体的实施导则，涉及计算方法、测量方法、检验和发证、EEDI 基准线的 计算等多方面内容，相关导则也经过多次更新修订以更加完善并符合航运实践。

EEXI 为现有船能效指数(Energy Efficiency Existing Ship Index)，要求自 2023 年 起现有船舶完成改造达标。EEXI 要求所有 400GT 及以上的现有船舶（限于 EEDI 适用船舶 种类）于 2023 年的第一个年度检验、中间检验或换证检验时（与 IAPP 证书时间协调，以 最早发生者为准），其技术能效指数（EEXI）必须达到对应于 2022 年 4 月 1 日的 EEDI 水平，但对部分种类和大小船舶有所放宽。EEXI 基本沿袭了 EEDI 的计算方法，但与 EEDI 相比，在主机功率、燃油消耗量和参考航速等参数的计算选取方面更为灵活。EEXI 的推出 有利于促使现有船舶采取限制主机功率的措施，抓紧开展其他各类节能改装工作，而对于 节能改装潜力不大的老旧船舶，EEXI 的实施将加速其拆解进程。

2）营运能效指标：基于 CII 对 5000t 以上船舶进行能效评级，评级较差需制定 SEEMP。 CII 为年度营运碳强度指标(carbon intensity indicator)，IMO 要求自 2023 年开始 对 5000 吨以上船舶进行运营能效评级（A-E 级），评级较差需制定整改计划。IMO 规定 将从 2023 年开始对 5000 总吨及以上的相关适用船舶，每年进行 CII 指数的计算、验证和 评级（A-E 五级，A 为最佳），评级为 E 或者连续三年评级为 D 的船舶需要在船舶能效管 理计划（SEEMP）中制定整改计划。EEXI 和 CII 认证要求 2023 年 1 月起生效，这意味着 首个年度报告将在 2023 年完成，并于 2024 年给出首次评级。 此外，为促使船舶不断降低碳排放强度，IMO 还针对 CII 指数的计算设置了折减系数。 目前，规定折减系数将从 2023 年的 5%逐年提升至 2026 年的 11%。

SEEMP 是船舶能效管理计划（ship energy efficiency management plan）。2011 年7 月，IMO 第62 届MEPC 会议首次将SEEMP作为强制要求纳入MARPOL 公约，SEEMP 要求航运企业为旗下 400GT 以上的船舶配备经主管机关或组织批准的 SEEMP。SEEMP 包 括三方面：一是鼓励公司在船舶管理中采取改善船舶能效和碳强度的措施；二是明确船舶 用于数据收集和报告的方法；三是明确船舶 CII 的计算方法和数据报告方法。

2022 年 3 月，IMO 通过了修订港口国监督程序的决议(Procedures for Port State Control, 2021)，新版的港口国监督程序新增滞留缺陷条款，缺乏 SEEMP 计划的船舶可能 成为船舶被滞留的缺陷。2022 年 6 月，MEPC 78 届会议通过了 SEEMP 编制导则修正案， 这次修正主要为 SEEMP 补充了第 III 部分要求，要求船舶营运碳强度计划需要每三年至少 更新一次，并且在需要纳入整改计划或者其他必要情况下进行更新，船舶企业 2022 年 12 月 31 日前完成初始验证，并取得《船舶能效管理计划符合性确认书》。

1.2、欧盟碳市场确定2024纳入航运业，FuelEU Maritime要求25年航运减碳2%

欧盟交通部门即将成为最大碳排放部门，其中航运碳排放占交通部门的 14%。 1990-2020 年，欧盟整体温室气体排放结构中，除交通外，各部门碳排放量均有所下降， 能源部门降幅最大，伴随能源部门进一步向清洁能源转型，交通部门有望取代能源部门成 为碳排放第一大部门。我们以疫情前欧盟交通部门的碳排放数据为代表进行分析，2018 年 欧盟交通部门碳排放约 9.5 亿吨，其中船舶占比 13.5%，公路运输为 71%，航空为 14.4%。

欧盟 Fit For 55 多项措施涉及航运行业，包括碳市场改革及 FuelEU Maritime。“Fit For 55”是欧盟推动气候减排的一揽子气候计划，旨在 2030 年之前将温室气体减排目标 提高至 55%，并且到 2050 年成为全球第一个实现碳中和的大洲。鉴于船运行业是欧盟交 通部门重要的碳排放部门，欧盟 Fit For 55 计划包括多项航运减碳措施，例如欧盟碳排放 交易机制（EU ETS）改革和调整、FuelEU Maritime 等，均涉及航运减碳。

2022 年 12 月，欧盟决定将船运行业纳入碳市场管控，自 2024 年起开始执行。2022 年 12 月 17 日晚，欧洲议会和欧盟理事会关于“Fit for 55”欧盟碳市场改革达成初步协议。 此次会议涉及欧盟碳市场 2030 年碳排放下降目标、免费配额退出时间以及航运业纳入碳市 场等重大议题。其中该会议确定从 2024 年起将欧盟内部及出入欧盟港口的航运业纳入欧盟 碳市场管控，意味着涉及欧盟航线的航运公司将为其船舶碳排放支付履约成本。具体而言：

1、航运业将于 2024 年正式纳入欧盟碳市场，此期间实施阶梯式配额缴纳，并于 26 年全面进入碳市场。欧盟碳排交易体系针对航运业设置了三年的过渡期，在此期间内实施 阶梯式配额缴纳，即针对 5000 总吨以上的商用船舶，按照 2024 年排放量的 40%、2025 年排放量的 70%、2026 年后排放量的 100%逐步纳入配额管理。需注意的是，2024 年仅 纳入 CO2 履约管控（即 2025 年 4 月底之前完成履约清缴），船舶的甲烷及 NO2 自 2024 年起纳入报告与核查（MRV），2026 年起正式纳入履约管控。未来 400-5000GT 的船舶 也可能将纳入欧盟碳市场体系。

2、航行排放量缴纳比例依据是否位于欧盟成员国管辖范围而按照 100%或 50%执行。 协议认为 EU ETS 应当覆盖：（1）从欧盟成员国管辖范围内的港口出发并到达管辖范围内 的港口的船舶航行排放量的 100%；（2）从成员国管辖之外的港口出发或到达成员国管辖 之外的港口的船舶航行排放量的 50%。（3）当欧盟港口与欧盟以外港口间距离小于 300 海里，仍需按照 100%比例进行履约。 3、船舶实际运营方将承担履约主体职责。遵循“谁污染谁负责”原则，船舶实际运营 方将负责缴纳碳配额，但是船舶注册、碳排放报告、开户等流程所需的实际工作很可能落 在船东身上。

4、欧盟碳配额拍卖收益将用于资助海上减排项目。欧盟将航运业引纳入碳市场，意味 着将额外投放约 8000 万-1 亿碳排放配额，航运公司无法免费获得配额，只能通过拍卖或 二级市场购得。其中，2000 万吨排放配额的拍卖收入将进入创新基金，用于航运特定项目。 其余收入将流向欧盟成员国，并限定用于气候和能源相关活动。 5、未履行约定的航运企业将根据违约情况给予相应惩罚。未足额履约的配额缺口将按 照 100 欧元/吨收取罚款，连续两年未完成履约义务的船舶，可能被禁止进入欧盟港口。

此外，2022 年 10 月 19 日，欧洲议会通过了 FuelEU Maritime 的修正草案（一读）， 明确 2025 年船舶部门减排量相比 2020 年减少 2%。FuelEU Maritime 是“Fitfor55”针 对航运业改革计划的一部分，旨在通过减少船舶在进出欧盟境内时的温室气体排放强度， 促进可再生和低碳燃料（RLF）的使用。FuelEU Maritime 提出到 2050 年，RLF 应占国际海上运输燃料的 86-88％。接下来，欧盟委员会、欧洲议会、欧盟理事会将就该草案进入 关键的“三方谈判”阶段。根据 2022 年 10 月修订版本，FuelEU Maritime 主要内容包括： 1）在维持 2025 及 2030 年减排目标的基础之上，提出更严格的温室气体减排目标， 即：2025 年将船舶部门的温室气体(GHG)排放量相比 2020 年基准线减少 2%，到 2030 年减少 6%。2035 年开始提高目标：到 2035 年为 20%，2050 年为 80%（此前欧盟委员 会提案 2035 年 13%，2050 年为 75%）。

2）要求在 2030 年开始每年使用的 RFNBO 燃料（主要为电制燃料）比例达到 2%； 到 2035 年，对非生物来源的可再生燃料(RFNBO)的奖励系数翻倍。3）要求集装箱船和客船在 2030 年之前在欧盟主要港口停泊时使用陆上电力供应。 4）更加强调罚款:“罚款必须超过船舶应使用的可再生和低碳燃料的数量和成本。” 5）阻止连续的不合规行为，第二年罚款翻倍，下一年直接取消合规性。 6）成员们建议将相关罚款收入设立一个专门的海洋基金，以支持与提高船舶和港口能 源效率、海上运输脱碳的创新技术和基础设施、可持续替代燃料的生产和部署以及开发零 排放推进技术有关的项目和投资。

2、传统减排措施效力有限，低碳燃料成未来趋势

IMO 新规及欧盟将航运业纳入 EU ETS 将给航运业带来高昂的成本，同时将加速航运 公司绿色转型。挪威航运咨询商 Siglar 以四条常见的欧洲内部油轮航线和两条欧洲到欧盟 外的油轮航线为例，计算了成本上升的比例。计算显示，欧洲内部油轮航线运营成本上升 比例全部在 10-20%的幅度，而欧洲外部到美湾的 VLCC 航线成本上升高达 31%。

当前普遍使用线型优化、节能装置、降低航速等减排措施，对船舶的碳减排贡献率一 般都在 20%以下，低碳/零碳燃料成为航运业减排必然选择。集装箱船、散货船和油轮这 三大主力船型的远洋运输消耗了整个航运业 80%的燃料，排放了 70%的二氧化碳，远洋航 运是整个航运业脱碳的关键。根据 IMO 报告，船舶航行速度是航运碳排放量和碳强度变化 的主要影响因素。2008-2010 年航运碳排放量减少的主要原因就是航行速度的降低。在 2012 年至 2018 年的期间，所有主要船舶类型的平均航速进一步降低，但展望未来，传统 减碳方式降碳空间有限，航运业难以完成 IMO 设定的减排目标。因此，航运业必须转向采 用碳中性或零碳燃料作为船舶动力源。根据 IMO 2020 年第四次温室气体研究的预测，到 2050 年，使用替代低碳/零碳燃料将实现航运二氧化碳减排总量的约 64%。

2.1、低碳燃料：短期看LNG，中期看甲醇/氨能/生柴，长期看氢能

目前“柴油机+燃油”驱动的航运业已逾一个世纪，传统燃料选择是比较单一的化石基 重质燃料油(HFO)、轻质燃料油(LFO)或柴油(MDO/MGO)。进入 21 世纪，随着《国际防 止船舶造成污染公约》(MARPOL 公约)附则 VI 的生效实施和累次修正，船舶废气排放中的 氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、颗粒物(PM)、CO2 等逐渐被纳入不断严格的监管之中， 低硫燃油(LSHFO)、液化天然气(LNG)、液化石油气(LPG)等替代燃料的应用成为船舶减少 排放的选项之一；尤其是随着《IMO 船舶温室气体减排初步战略》的通过及船舶能效、碳 强度等方面法规的生效实施，通过应用低碳/零碳燃料同步减少 NOx、SOx、PM、CO2 排 放成为当前的讨论热点。

低碳航运燃料按成分可分为 LNG(主要成分为甲烷)、LPG(主要成分为丙烷和丁烷)、 二甲醚(DME)、甲醇、乙醇、氢气(H2)、氨气(NH3)。按生产方式，可分为合成燃料 (Synthetic Fuels)、生物燃料(Biofuels)、电制燃料(e-fuels 或 Power-to-X)等，这类属 于比较宽泛的概念，例如：合成燃料可能包括化石基或生物质基的合成甲醇、合成氨、合 成汽油、Fischer-Tropsch 柴油等；生物燃料可能包括生物甲烷、生物甲醇、乙醇、生物二 甲醚、生物柴油等；电制燃料是以可再生电能为输入、以电解制氢技术为基础的合成燃料， 可能包括电制甲烷、电制甲醇和电制氨等。

就不同低碳燃料 CO2 排放而言，需考虑上游的井到舱(Well-to-Tank，WtT)和下游 的舱到桨(Tank-to-Wake，TtW)全生命周期排放，目前还需等待 IMO 的 LCA 导则的生 效实施才能具备强制性的、科学的方法指导。各种燃料的全球变暖潜值(GWP)，燃料的原 料、生产过程显著影响其生命周期温室气体排放。

低碳燃料消费占比虽逐年提升，但整体占比较小，不到 6%。IMO 要求从 2019 年起， 5000 总吨及以上的船舶需要收集其使用的每种燃料的消耗数据。按公约要求，纳入统计的 船舶应有约 3.2 万余艘和 13 亿总吨，但目前数据仍有缺失，数据完整率按船舶数量计约 85%，按总吨计约 94%。2019-2021 年燃料消耗总量分别为 2.13 亿 t、2.03 亿 t 和 2.12 亿t，各年份HFO、LFO 和MDO/MGO 三种传统燃料累计消耗占比分别为 95.03%、94.01% 和 93.95%，而替代燃料占比略有增加。

新造船订单替代燃料（低碳燃料）船舶数量占比达到 13.05%。据 DNV Alternative Fuels Insight 平台统计，替代燃料船舶数量在现有世界船队中占比为 0.47%，所应用的替 代燃料包括 LNG、LPG、甲醇和氢气四种类型；但从新造船订单来看，这四种类型的替代 燃料船舶数量占比达到 13.05%。目前低碳燃料难点主要在于是否能量产及经济上是否可行。就海洋运输而言，短期以 LNG 作为过渡燃料，中长期重点发展可再生氨气、可再生氨及生物柴油，对未来以氢能或 核能驱动航运业保持审慎乐观，这应算是现阶段业界的共识。生物质燃料存在与粮食竞争、地理分布不均衡、受气候条件影响显著等方面的挑战，但生物质也是生产可再生氢、氨、 甲烷、甲醇、柴油的原料之一，且技术及产能相对成熟，因此也可以认为是中期重点方向。

2.2、LNG：经济性好，配套成熟，但减碳性较低，短期替代首选

低碳环保：化石基可减碳 20%，生物甲烷减碳属性更强，可做替代。发动机燃用 LNG 基本不存在 SOx、PM 排放，NOx 排放最多可降低 90%，LNG 运输船还解决了货舱蒸发 气排放或再液化的难题。理论上，发动机燃用 LNG 相比燃油可减少 20%~25%的碳足迹， 但由于燃烧效率、甲烷逃逸等原因，温室气体减排量通常低于 20%。化石基 LNG 只能作 为一种过渡燃料，生物质甲烷或电制甲烷均可作为替代。 经济性：前期投资成本较高，化石基燃料成本相当，生物甲烷成本是化石基的 1.5-3 倍。化石基 LNG 与船用燃油在经济性上具有竞争力，因此 LNG 作为船用燃料受到追捧， 但 LNG 前期投资成本较高，且会挤占一定船舶空间。生物甲烷或电制甲烷目前燃料成本分 别为化石基 LNG 的 1.5~3 倍和 3~10 倍，且产量有限。

配套储运：成熟。为便于储运，天然气通常在常压、-163℃条件下液化为 LNG，此时 体积将变为气态时的 1/600。公路、铁路、水路和管道均可作为天然气的运输方式。据 DNVAlternative Fuels Insight 统计，全球投入运行的 LNG 加注终端已达 142 个，包括加注驳 船、加注罐车、加注储罐、本地储罐等。 终端使用：LNG 发动机技术已比较成熟。火花塞点火的纯 LNG 发动机、基于 Otto 循 环的 LNG-燃油低压双燃料发动机及基于 Diesel 循环的 LNG-燃油高压双燃料发动机均已 商用。

量产能力：化石基 LNG 成熟，生物甲烷产能很少。LNG 来源包括天然气、生物质及 绿氢和 CO2 的合成。据 International Energy Agency 统计，2020 年全球 LNG 年产量 155 EJ ( 1 EJ=1018 J=23.88 Mtoe 百万吨油当量 )，约 31 亿 t，均为化石基，年消费量 73.5 EJ，其中运输行业消费量为 5.2 EJ。据 DNV 的 Energy Transition Outlook 2022， 2020 年海运行业 LNG 消费量在其整个能源消费中占比约 5%，到 2050 年这一比例有望达 到 19%。

应用情况：LNG/LPG 动力船舶目前为低碳燃料首选，但伴随欧盟碳市场在 2026 年起 将甲烷纳入管控范围，LNG 将受直接影响。自 2003 年世界首艘 LNG 动力的平台供应船 “Stril Pioner”交付运行，到 2022 年底，世界 LNG 动力船舶已达 355 艘，另有 515 艘 LNG 动力新造船订单，LNG 是中短期主流的船用替代燃料选择。考虑欧盟碳市场将在 2026 年起将甲烷纳入管控范围，这将会为 LNG 船东或运营商带来一定履约成本。以一艘 2g CH4/kWh 甲烷泄漏率的集装箱船为例，甲烷泄露产生的温室气体排放当量约为其 LNG 燃 烧产生二氧化碳排放的 15%。据英国船舶经纪公司 Braemar 的分析师估算，高甲烷泄漏率 液化天然气动力船舶每吨液化天然气运输的额外碳配额成本约为 70 欧元。

2.3、甲醇：配套及终端完善，但绿色甲醇成本高

低碳环保：环保性与 LNG 相当，但减碳更强，可减排 75%-90%。甲醇是一种关键基 础化学品，主要用于生产甲醛、乙酸和塑料等其他化学品；同时也是一种用于车辆、船舶、 工业锅炉的低闪点液体酒精燃料。甲醇的环保性能与 LNG 类似，能使 Sox、NOx、PM 的 排放分别减少 99%、60%及 95%，但减碳性能更强，可降低 CO2 排放 75%~90%。甲醇 生物可降解性好，对环境更友好，但由于其较强的挥发性和毒性，对人体存在危害风险， 且有爆炸风险。2019 年 9 月 IMO 确认甲醇为安全且合规的低闪点燃料。 经济性：投资成本较低，化石甲醇燃料成本相当，但绿色甲醇成本高 8-10 倍，未来降 本空间大。化石甲醇与船用燃油具有可比的燃料成本，绿色甲醇的燃料成本却高出 8~10 倍，但未来有望降至 2~3 倍，在获取低价碳源方面存在挑战。此外，甲醇燃料存在挤占船 舶空间问题。

配套储运：可借用现有体系，非常成熟。甲醇属低闪点液体燃料，易于运输、储存和 配送，对现有船用燃料储运设施稍作改造即可建立完整供应链。据 Methanol Institute 统计，目前全球范围内可再生甲醇生产基础设施建设项目超过 80 个，预计到 2027 年可实现 800 万 t 的年产量。 终端使用：醇燃料内燃机技术相对成熟。甲醇适用于内燃机和燃料电池。当前，直接 甲醇燃料电池 ( DMFC ) 的效率还比较低，有待进一步研发和提升；而甲醇燃料内燃机技 术相对成熟，在车辆、船舶上均有多年的应用经验。

生产工艺：传统甲醇的生产原料主要是天然气和煤，其主要的生产路径为 H2 和 CO 的 合成。绿色甲醇的生产，基本为两条技术路线。一是通过裂解或热解方式，将秸秆等原材 料的生物质转化为一氧化碳和氢气，再通过高温热解水制氢，合成甲醇。二是通过太阳能 光伏获得绿色电力，电解水制氢，并通过捕捉二氧化碳，合成甲醇。须注意的是，绿电制 氢与二氧化碳合成甲醇这一技术路线，在二氧化碳捕捉方面的限制因素颇多。若选择直接 使用来源于化工厂或钢铁厂直接排放产生的二氧化碳，则会不符合欧盟的绿色标准 ISCC。

量产能力：绿色甲醇处于量产初期。据 IRENA 的 Renewable Methanol 2021，当前 全球甲醇年产量约 1 亿 t，几乎全部来自天然气、煤等化石燃料；可再生甲醇的年产量不到 20 万 t，主要为生物甲醇。未来甲醇的应用主要还是基于生物质甲醇，尤其是利用风能、 太阳能、水能、核能等清洁能源和捕集 CO2 合成电制甲醇的发展，CO2来源和生产成本是 甲醇动力航运发展的主要障碍。

应用情况：甲醇动力船舶新造船订单增长迅猛。截至 2022 年底，甲醇动力的现有船 24 艘，其中新造船 21 艘，均为 50000 载重吨级的化学品油轮，另有 3 艘改装船分别为滚 装客船、拖轮和引航船，现阶段均以化石甲醇作为燃料。2022 年甲醇动力新造船订单增长 迅猛，目前已达58 艘，其中Maersk 公司宣布订造12 艘16000TEU(标箱)和6 艘17000TEU 甲醇燃料集装箱船、CMACGM 公司宣布订造 6 艘 15000TEU 甲醇燃料集装箱船、中国远 洋海运集团宣布订造 12 艘 24000TEU 甲醇双燃料动力集装箱船、招商轮船宣布订造 2(实 船)+4 艘（选择权船）9000TEU 甲醇双燃料汽车滚装运输船。

2.4、生物柴油：配套成熟，但原料稳定供应有挑战

低碳环保：生物柴油相比传统柴油可减碳 50%，废物基生物柴油可减碳 80%以上。与 普通柴油相比，采用生物柴油的汽车尾气中有毒有机物排放量仅为传统柴油的 10%，颗粒 物仅为 20%。减碳方面，棕榈油基生物柴油的净碳减排在 30%左右，豆油、葵油和菜籽油 在 50%~60%之间；废物基生物柴油以先进生物原料、UCO 和动物脂肪等为原料，其生产 的生物燃料可以实现 80%以上的净碳减排。 经济性：目前生物柴油相比传统柴油价格更高，欧盟生物柴油价格是传统柴油价格的 1-2 倍。但生物柴油与传统柴油理化性质一致，可直接掺混使用，老旧船舶及配套储运设 施无需额外投资改造即可使用。

配套储运：成熟。生物柴油理化性质与传统柴油大体一致，无需另添设储运设备。同 时生物柴油的闪点较石化柴油高，更有利于安全储运和使用。 终端使用：发展成熟。生物柴油通用性好，无需改动柴油机，可直接掺混使用。量产能力：全球生物柴油产量约 4000 万吨，短期难以满足航运需求。一代生物柴油 （脂肪酸甲酯）主要采用大豆油、菜籽油、地沟油等与甲醇发生酯转化而形成脂肪酸甲酯 或乙酯，目前工艺成熟，二代烃基生物柴油主要工艺为加氢脱氧法，壁垒较高。目前全 球年产 4000 万吨生物柴油，以一代为主，但航运业年消耗约 1.78 亿吨燃油，短期仍缺乏 足够的原料。此外，生物柴油还面临着道路交通和航空部门的竞争限制。

应用现状：生物柴油主要用于道路交通，航运部门目前为试点阶段。欧盟是目前世界 最大的生物柴油消费市场，占全球约一半消费量，主要用于道路交通领域。在航运领域， 全球航运业龙头马士基宣布与荷兰可持续发展联盟（由荷兰皇家菲仕兰、喜力、飞利浦、 帝斯曼、壳牌和联合利华等公司组成）启动了全球最大海上生物燃料试点项目，该试点项 目将在马士基 Triple-E 集装箱船上混合使用高达 20%的第二代生物燃料，在荷兰鹿特丹到 中国上海间往返航行 25000 海里，这是全球最大规模使用第二代生物燃料进行的航行试点， 将减少 150 万千克的二氧化碳排放和 2 万千克的硫排放。

与此同时，法国达飞轮船集团开始在新加坡进行生物燃料试点计划，这项为期 6 个月 的计划将涉及多达 32 艘集装箱船，运行不同比例的生物燃料，以测量 CO2 和 NOx 排放 量，并进行趋势分析。其中一些船只将在新加坡使用 B24 生物燃料加油，可将碳排放减少 21%。此外，拥有世界上最大液体化学品船队的 Stolt Tankers 正在与 GoodFuels（全球 生物燃料供应和开发龙头）合作试用生物燃料。GoodFuels 还与 Stena Bulk 和 UECC 两 家航运公司合作，进行可持续海洋生物燃料试验。

2.5、氨：储运成熟，经济性及终端使用亟待提高

低碳环保：可做绿氢载体，低碳环保。通过清洁低碳氢合成的氨被认为是理想的清洁 能源载体之一，燃烧产物仅为 N2 和 H2O。氨逐渐被全球视为从化肥到绿色能源的零碳能 源载体。碳中和背景下，氨将用于海运和陆地电厂的零碳燃料，预计到 2050 年，全球氨需 求将达到 7 亿 t，其中船用替代燃料需求将达到 2 亿 t。但需注意氨的毒性和爆炸风险。 经济性：主要取决于绿氢成本，未来有望降低。氨的生产成本在很大程度上取决于输 入能源的价格和燃料运输的成本，可再生氨的成本主要取决于绿氢成本，占比在 90%以上。

配套储运：氨燃料在船上的储存和供应系统可借鉴已有的 LPG 系统技术，相对成熟。 大规模的氨通常在常压和-33℃条件下液化储存，而少量的氨则采用与 LPG 类似的储运方 式—常温加压至 8 bar 存放于不锈钢压力容器中。液氨具有较高的爆炸风险和毒性，储运 安全考量尤其重要。终端使用：氨燃料发动机目前还在研发。Wartsila、MAN Energy Solutions、WinGD 等主要的船用发动机生产商均在积极推进氨燃料发动机的研发，主要挑战包括较高的自燃 温度、较低的火焰传播速度、较窄的可燃极限、较高的 NOx 排放。

量产能力：重点发展绿氢生产。氨的生产原料是 H2 和 N2，通常基于 Haber-Bosch 过程，在铁基催化剂、300~500℃的高温和 20~35 MPa 的高压条件下反应而成；其他的 氨合成工艺包括电化学过程和光催化过程。据 IRENA 的 Innovation Outlook:Ammonia2022，全球氨的年产量达到 1.83 亿 t，其中 85%用于氮肥生产。目前氨生产主要基于化石 原料，其中 72%来自天然气，22%来自煤，其余来自石脑油和重质燃料油。2021 年全球 可再生氨产量还不到 2 万 t，2030 年有望达到 1500 万吨。基于可再生氢和清洁能源进行 绿氨生产，将是未来的努力方向。

应用情况：氨燃料发动机目前还未商用，氨动力船舶目前还未见商用。在氨动力船舶 的开发方面，目前多家船舶设计公司、造船厂、航运企业的氨动力或氨预留船舶设计已经 获得船级社的原理性认可(Approval in Principle，AiP) 证书，也有多家船东公司宣布了开 展氨动力船舶的开发，包括 VLCC、拖轮、驳船、平台供应船等。

2.6、氢：最低碳环保，但配套及终端均不完善，成本高

低碳环保：绿氢最低碳环保。氢燃料电池在运营时硫氧化物、氮氧化物、二氧化碳等 有害气体的排放几乎为零。 经济性：成本过高，需求端难以落地。采用现有电力生产，制氢成本约为 30-40 元/ 公斤（电价不同影响较大）。如果再加上储运成本和人工成本，氢气的售价对于普通消费 者来说将高不可攀。

配套储运：要求高，难度大。氢的运输、储存和配送显著受到其体积能量密度的影响。 对于 20MPa、70MPa 的压缩氢气和常压低温(-253℃)下的液化氢而言，体积能量密度分 别为柴油的 5.0%、12.3%和 23.2%。对于同样的能量释放，其体积需求分别是柴油的 20.1、 8.1 和 4.3 倍，船舶的有效载货容积将在一定程度上被削减。目前，全球各港口氢加注和接 驳基础设施基本处于空白状态，且其建设难度和成本预期高于 LNG 基础设施，因此其发展 还有很长的一段路要走，预计氢的储运主要以其衍生物氨的形式进行。 终端使用：要求高，难度大。氢内燃机的功率容量、燃烧、运转平顺性方面在技术上 仍然存在较大的挑战。

量产能力：通过化石能源或者电解水的方式制氢。然而目前在核心技术如质子交换膜、 液化和高压技术等方面中国与美日德仍存在较大差距。据 BP 的 Energy Outlook 2022， 当前全球氢气年产量约 7000 万 t，但来源主要为天然气、煤和石油。2030 年全球氢气年 产量有望达到 1 亿 t，2050 年达到 3 亿~4 亿 t；且随着全球清洁能源转型，氢气供应将以 低碳蓝氢和绿氢为主。只有当全球能源结构实现低碳转型，可再生甲醇、氨等绿氢衍生物 的可靠供应才能成为现实。

应用现状：氢在运输、储存、燃烧和成本等方面还存在诸多挑战，其大规模应用尚需 时间，目前氢动力船舶极少。当前，氢动力船舶主要以氢燃料电池作为(混合) 动力系统的 小型船舶或以氢燃料电池作为辅助发电装置应用为主，全球范围内的应用示范船舶有数十 艘，而以氢内燃机作为动力的船舶目前仅见 2022 年10 月交付的比利时拖轮 Hydrotug 1， 配置的 2 台 BeH2ydro 12DZD-DF 四冲程内燃机可燃用氢气和柴油，总功率达 4000 kW。

3、船运巨头布局助推产业发展，低碳燃料供应商加速扩产满足需求

3.1、马士基：拟从23年起征收碳排放附加税，大力发展低碳燃料

马士基计划从 2023 年 Q1 季度开始，向客户征收碳排放附加费，用于分摊 ETS 成本。 马士基提出了潜在成本以及将转嫁给托运人的模型，该模型假设欧盟配额 (EUA) 的价格约 为 90 欧元。根据马士基网站信息，征收附加费最低为从北欧到远东航线的干箱集装箱将加 收 99 欧元的附加费,冷藏集装箱加收 149 欧元的附加费。从南美洲西海岸到欧洲航线将征 收最高的附加费，干箱集装箱运输的附加费为 213 欧元，而冷藏集装箱运输的附加费将为 319 欧元。

生物柴油方面，公司推出绿色运输解决方案（Maersk ECO Delivery）。马士基只使 用第二代生物柴油。它们适用于现有船舶的临时燃料，已开始为公司的船队提供动力，并 以马士基 ECO Delivery 标签销售。由于使用 ISCC 认证燃料和具有可持续发展认证 (POS) 的原料取代化石燃料，该创新方案受到寻求减少 Scope 3 排放量的客户的强烈需求。

绿色甲醇方面，公司引进全新甲醇燃料集装箱船，使用新型低碳燃料甲醇。生物甲醇 和 e-甲醇中包括木质素增强燃料，它们可以从可持续生物质和可再生电力中生产。马士基 预测绿色甲醛可以对未来十年全球供应链产生巨大影响，因此持续将绿色甲醇作为优先解 决方案。马士基目前已向现代重工和现代尾浦合计订购 19 艘甲醇双燃料动力集装箱船。 2022 年 3 月，马士基与多家龙头企业等建立战略合作，旨在采购绿色甲醇，此次合作预计 新增绿色甲醇 113 万吨产能。

此外，马士基还积极投资碳捕获技术，在港口码头方面助力减碳。2021 年 9 月份，马 士基旗下风险投资部门 Maersk Growth 投资了一家专注于将废物转化为可持续航空燃料、 绿色 生 物甲 醇 和可 再 生天 然 气的 初 创公 司 Wastefuel。 随 后又 对 硅谷 能 源初 创 公司 Prometheus Fuels 进行了投资，该公司正在开发一种直接空气捕捉技术，以实现成本效益 高、碳中性的电制燃料。在港口码头方面：1）将欧洲和美国伊丽莎白港的八个码头全部更 换为可再生电力。2）公司在各港口码头推广低碳物流计划，旨在从源头上减少排放。该计 划用可再生电力和回收废物制成的燃料取代了化石能源。

4、投资分析

我们认为 2023 年对于国际航运业脱碳减排的进程将是重要的一年。一方面，IMO 修 改短期减排措施，新增技术指标运营指标，IMO 要求自 2023 年开始对 5000 吨以上船舶 进行运营能效评级（A-E 级），评级较差需制定整改计划。EEXI 和 CII 认证要求于 2023 年 1 月起生效，即首个年度报告将在 2023 年完成，并于 2024 年给出首次评级。同时 2023 年 7 月 IMO 还将对 IMO 船舶温室气体减排初步战略进行修订，包括减排目标等有望进一 步提高。另一方面，欧盟碳市场在去年底低碳市场改革中明确自 2024 年开始纳入航运业， 意味着将额外投放约 8000 万-1 亿碳排放配额，航运公司无法免费获得配额，只能通过拍 卖或二级市场购得。未足额履约的配额缺口将按照 100 欧元/吨收取罚款，连续两年未完成 履约义务的船舶，可能被禁止进入欧盟港口。

在上述政策推动下，船运低碳燃料将迎来快速发展。我们看到新造船订单替代燃料（低 碳燃料）船舶数量占比达到 13.05%，增长迅猛。目前低碳燃料难点主要在于是否能量产及 经济上是否可行，我们认为短期看 LNG，中期看可再生甲醇/氨/生柴，长期看氢能。以马 士基为代表的船运巨头已开始加速布局，直接推动上游产业快速发展。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）