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可替代燃料系列报告之可替代燃料系列报告之甲醇甲醇关于未来可替代燃料的专家解读关于未来可替代燃料的专家解读您值得信赖的可替代、低碳船用燃料顾问电电氢氢生物燃料生物燃料液化天然气液化天然气甲醇甲醇碳捕集碳捕集核能核能氨氨4 4 甲醇生产和供应甲醇生产和供应4.14.1 简介 224.24.2 生产途径 234.34.3 燃料价格 264.44.4 产量预测 285 5 技术就绪技术就绪5.15.1 船用发动机和改装 305.25.2 燃料电池和转化器 345.35.3 燃料罐和其他燃料系统 365.45.4 就绪状态标识 406 6 总结和结论总结和结论6 6 总结和结论 417 7 其他资源和附件其他资源和附件7.1 7.1 链接和资源 427.27.2 附件 43前言前言可替代燃料系列报告系列简介 33 3 甲醇的驱动因素甲醇的驱动因素3.13.1 监管和生命周期分析 153.2 3.2 船舶经营人的需求和兴趣 173.3 3.3 技术经济驱动因素 193.4 3.4 总拥有成本案例研究 211 1 引言引言1.11.1 全球甲醇行业协会引言 41.21.2 甲醇资料 51.31.3 甲醇作为船用燃料的就绪状况 72 2 安全性安全性2.1 2.1 一般安全性和毒性问题 92.2 2.2 具体甲醇燃料加注注意事项 102.32.3 甲醇罐的质量 122.42.4 总结 13可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 -2目录目录目录目录目前，决策者在市场前景不明朗的情况下做出决策，但却清楚地认识到，推动变革的主要因素是监管而非经济因素。在此背景下，船东、船舶承租人、保险公司、金融市场以及技术供应商都致力于更深入地了解该行业未来的走向。劳氏船级社致力于提供值得信赖的咨询意见，通过能源转型引领航运业安全、可持续的发展。我们全新推出的可替代燃料系列报告系列，聚焦于多种脱碳选择方案，分析了政策发展、市场趋势、供需机制以及安全影响。每一份聚焦于一种具体的燃料或技术，为行业面临船舶推进领域的下一次巨大变革提供了参考点，有助于应对即将出现的挑战。从帆船出现到帆船鼎盛时期的运茶快船，经历了数个世纪的时间，而供应链活动能力和速度提升后，促进了帆船向煤炭动力蒸汽船的转变。柴油燃料发动机的出现，带来了新的船舶推进方式，但仍然花费了近一百年时间。每一次转变，都对海运成本、速度和效率产生了巨大影响。目前，航运业面临的能源转型与以往的演进过程截然不同。促进目前转型的，不是技术进步或经济效益，而是环保需求关于减排的社会压力、政策和监管要求都越来越高。可替代燃料系列报告第一份报告聚焦于甲醇，一种常规生产的化学品和燃料，正在向绿色生产转型，为船东和经可替代燃料系列报告第一份报告聚焦于甲醇，一种常规生产的化学品和燃料，正在向绿色生产转型，为船东和经营人面临的挑战提供了一种可能的解决方案。营人面临的挑战提供了一种可能的解决方案。可替代燃料系列报告系列的其他报告将分别阐述氨、生物能源、碳捕集技术、核能、氢能、电和电力以及液化天然气转型。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 3海事脱碳所面临的挑战不仅正在发生，更在于其发生的速度是如此之快。前言前言前言前言1.1第第 1 1 章：章：引言引言全球甲醇行业协会引言（全球甲醇行业协会引言（Chris ChattertonChris Chatterton，首席运营官，全球甲醇行业协会），首席运营官，全球甲醇行业协会）在船东高度认可甲醇的背后，是多年来为验证和不断完善甲醇作为船用燃料这一概念所付出的努力。越来越多的头部航运公司决定采用甲醇作为燃料，这一信号表明行业已经认识到目前需要向净零转型，首先要降低碳排放，然后逐步实现净碳中和运营。倘若寄希望于迅速出现尚不可得的燃料而使投资决策推迟的话，那么，整个行业可能陷入并无改善的境地。实际上，排放量很可能会增加，而转型可能会被进一步推迟。船东逐渐认识到，甲醇提供了引入低污染、低碳燃料的零活性，是最接近于可投放市场的燃料。这意味着与当前的其他燃料选项相比，前期资本支出以及运营成本更为经济。甲醇不仅有助于实现国际海事组织(IMO)的 2030 年碳减排目标，更为关键的是提供了实现净碳中和运营的途径。全球甲醇行业协会(MI)认为这种转型会分阶段进行，需要在整个供应链中实现燃料、技术、基础设施以及人员之间的高度配合及应用。全球甲醇行业协会认为，在满足目前的以及国际海事组织提出的碳强度目标和净碳中和航运业务时，我们需要发挥传统低碳船用燃料的作用，包括生物燃料、中间蓝色燃料和终极可再生绿色燃料，以及碳捕集技术。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 41 1|引言引言甲醇是什么？CH甲醇是什么？CH3 3OHOHl1.2甲醇资料甲醇资料可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 5甲醇燃烧的化学方程式2CHOH+3O 2CO+4HO2CHOH+3O 2CO+4HO甲醇在内燃机中与空气中的氧气发生反应，产生二氧化碳和水，同时释放热能。1|引言1|引言甲醇，又称为甲基醇，是一种轻质、易挥发、无色、易燃液态醇。它的名称来自于其前道工序的衍生物甲烷，是当前化石甲醇生产的重要原料（关于甲醇生产途径，请参阅第 4.1 节）。每个甲醇分子有一个碳原子、四个氢原子，属于最简单的醇类。甲醇具有多个使其适合作为船用燃料的特性。甲醇在常温、常压下是液态，现有船l舶上的油箱经过改造后就可以存储甲醇。甲醇应用的三个主要缺点在于甲醇有毒，能量密度低（约 225 克甲醇才能提供 100 克汽油燃烧时所能提供的能量），并且燃点低（导致火灾和爆炸风险增大）。甲醇是一种广泛制造、使用并运输的化学品。下表列示了甲醇的性质，包括将甲醇作为船用燃料时的优点和缺点。无论以何种方式制造，甲醇都具有相同的性质，这意味着燃烧的机遇和挑战也是相同的。按照制造方法分类时，即通过化石燃料、可再生来源等方式，甲醇有多种不同类型。关于完整列表，请参阅附件 5。按照制造方法分类时，即通过化石燃料、可再生来源等方式，甲醇有多种不同类型。关于完整列表，请参阅附件 5。相对于传统燃油，甲醇的燃烧更为清洁。该燃料中几乎不含硫，因此，燃烧过程中不会产生硫氧化物。颗粒物和碳烟排放也比较低。甲醇比水轻，但仍然可混溶（易溶），因此，一旦发生泄漏，该燃料能够迅速被海水溶解。l 燃点燃点12C(54F)（闭杯，1 大气压）优势和潜力优势和潜力由于其工业用途（但不属于绿色用途），目前的可获得性高常温常压下为液态可混溶于水（可生物降解）排放比现有船用燃料低（以生命周期为基础）法规和市场成熟度生命周期排放潜力挑战和问题挑战和问题腐蚀性：需要特定的储存和搬运安排燃点低、有毒性 需要增加安全系统能量密度比燃油低船上燃烧时会产生温室气体（1 千克甲醇燃烧会产生 1.375 千克二氧化碳），但可以降低排放要达到绿色生产，需要大幅增加产能才能满足潜在需求相对于标准燃油，价格缺乏竞争力甲醇的优点和缺点甲醇的优点和缺点下表简要描述了将甲醇用作船用燃料的益处和挑战。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 6不含硫不含硫(SOx)(SOx)无硫酸盐颗粒密度密度液态：68F/39F(20C/4C)时，0.79 g/cm31 1|引言引言关于完整列表，点击此处查看附件点击此处查看附件性质表性质表可燃性可燃性6%至 36%体积百分比 能量密度对比能量密度对比1,000 立方米船用柴油=2,400 立方米甲醇第 4 章会说明将来供应航运业的主要甲醇生产方法，第 5 章会详细说明各类船上技术的现状。在其出版物零碳燃料监测系统报告中，劳氏船级社海事脱碳中心已经开发出对多种燃料的当前就绪状况进行计量的框架。该框架高度重视新技术的技术就绪水平(TRL)，不过，这只是其中一个元素。行业采用某项技术的意愿，还取决于行业的投资就绪水平(IRL)，而投资就绪水平标志着一项业务是假定的还是已得到验证。社区就绪水平(CRL)也至关重要，意味着技术和燃料框架是否已达到安全使用并且可被公众接受的程度。TRL 按照一至九级进行评定，而 IRL 和 CRL 则按照一至六级进行评定。劳氏船级社利用监测结果明确能够促进解决方案就绪程度，加快向净零温室气体排放安全、可持续转型的研究、开发和部署项目。通过评估取得的详细信息，揭示了蓝色或绿色甲醇生产、交付和燃烧技术的先进性。不过，投资仍然不足，并且航运及客户对此的接受程度仍然较低。关于 IRL、TRL 和 CRL 水平的定义，请参阅附件 1。1.3甲醇作为船用燃料的就绪状况甲醇作为船用燃料的就绪状况劳氏船级社与行业利益相关者合作，对燃料供应链的不同方面进行了全面评估，覆盖从生产到船上交付，以及用作船上发电燃料的技术。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 71 1|引言引言推进9876543生产98765432109876543210 技术技术 投资投资 社区社区1 1|引言引言技术就绪水平（1-9 级）、投资和社区就绪水平（1-6 级）技术就绪水平（1-9 级）、投资和社区就绪水平（1-6 级）可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇技术 投资 社区98765432109876543210绿色甲醇绿色甲醇9876543210生物甲醇生物甲醇1 02技术技术社区社区投资投资船上储存和处理船上储存和处理船上储存和处理船上储存和处理船上储存和处理船上储存和处理加注和港口加注和港口加注和港口加注和港口加注和港口加注和港口推进推进推进推进推进生产生产生产生产生产资源资源资源资源资源资源8技术 投资 社区甲醇是易燃物，燃烧时火焰呈透明蓝色，无烟且在白天难以辨认。应远离着火源，包括热源、火花、火焰和灼热表面。容器不使用时，应保持密封。容器应在通风良好的阴凉区域存放。吞咽、吸入或皮肤接触甲醇时，甲醇都有毒性，不过，通过皮肤吸收的过程比吞咽或吸入慢。避免吸入蒸汽或雾气。操作甲醇时，应戴上防化手套，配备适当的个人防护设备。根据具体的活动，可能需要呼吸保护装置。如果吞食，应立即就医。简介简介甲醇具有毒性，因此处理时需要极为谨慎。甲醇能够通过吸入、摄食、皮肤接触或眼睛接触等方式被人体吸收。甲醇污染或接触甲醇对健康的不良影响往往不会立即显现，但可能会是致命的。甲醇燃料还会与强氧化剂发生剧烈反应，从而导致泄漏时的火灾和爆炸的风险增加。2.1第第 2 2 章：章：一般安全性和毒性问题一般安全性和毒性问题甲醇的挥发蒸汽可能比空气重，从而导致蒸汽沿地面扩散，汇集、滞留到通风不良、低洼或密闭区域，如发动机舱的舱底区域。由于甲醇是一种常用化学原料和海运货物，因此，已经有许多安全指南出版物。关于有意在港口上进行甲醇燃料加注的有意向者、船员或加注供应商，也有一些初步的指导说明，包括劳氏船级社的甲醇燃料加注技术参考简介。燃点为 12 12 在空气中的爆炸极限较低，仅为仅为 6%上限为 36%36%可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 9危险和防范指南：危险和防范指南：2 2|安全性安全性易燃健康安全根据国际海事组织关于使用甲醇船舶的要求，燃料舱的油面空间也应使用氮气等气体进行惰化，以便降低爆炸风险，因而船舶可能需要安装惰化系统。考虑到润滑问题，在改装或新造设计中，需要将燃油系统考虑在内。劳氏船级社和全球甲醇行业协会于2020年共同制定了关于甲醇燃料加注过程的健全指南，发布了甲醇燃料加注技术参考介绍。全球甲醇行业协会还定期更新其全球甲醇行业协会安全处理手册（第 4 版）。潜在的甲醇燃料加注供应商、港口和用户还应了解欧洲 CEN 研讨会协议开展的工作。欧洲标准化委员会(CEN)是欧盟认可的负责制定欧洲范围内自愿标准的三个机构之一。甲醇燃料加注研讨会协议是在与劳氏船级社和全球甲醇行业协会等行业参与者合作制定的。具体到内河航运，欧洲内河航运标准起草委员会(CESNI)已经制定内河航运船舶标准(ES-TRIN)，版本为 2021/1。此外，BS EN 60079-10-1:2015 涉及到爆炸性气体（第 10-1 部分：区域分类 爆炸性气体）和劳氏船级社的气体燃料船舶规则（IGF 规范和 MSC.1/Circ.1621）具体援引了 IEC 60079-10-1。开发任何新的甲醇燃料加注供应链，都需要谨慎行事并进行全面的风险评估，从而确保所有用户以及加注条件的安全性。上述甲醇燃料加注技术参考可以支持实现加注过程，而国际海事组织于 2020 年发布了面向船舶和加注要求的通告。请参阅：国际海事组织通告(IMO,MSC.1/Circ.1621)关于使用甲醇/乙醇作为燃料的船舶安全临时指南。不过，应注意到，目前尚未制定类似于液化天然气（LNG）加注的 ISO 标准。甲醇在环境温度和压力下为液态。与氨、氢、乙烷、液化石油气和甲烷（天然气）不同，甲醇不需要加压、压缩或低温储存。不过，甲醇具有腐蚀性，因此需要用相容材料建造储罐，或者采用适当的涂层。2.2具体甲醇燃料加注注意事项具体甲醇燃料加注注意事项可替代燃料系列报告之甲醇 可替代燃料系列报告之甲醇 102|安全性2|安全性劳氏船级社针对使用甲醇/乙醇船舶的要求，在使用气体或低燃点燃料的船舶入级规则和规定的附录 LR1 中予以阐述，其中包含了 MSC.1/Circ.1621。这些要求均遵循了基于风险的方法，基本要求是要证明可以实现与传统燃油系统相当的安全性。基于风险的程序根据劳氏船级社的基于风险认证的 ShipRight 程序(RBC)实施。该程序的依据为国际海事组织的指南，以及劳氏船级社关于严格船舶入级所需要的安全依据的经验。重点在于，该程序具有可扩展性，因而在每个步骤中所需要的工作量，是与所存在的风险相匹配的。11劳氏船级社基于风险的认证程序（适用于新设计、新颖设计及替代设计）劳氏船级社基于风险的认证程序（适用于新设计、新颖设计及替代设计）5 建造和在役评估4最终设计评估2风险评估1设计和安全说明3支持性研究开始开始结束结束2 2|安全性安全性可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 目前，甲醇罐的质量标准正在制定过程中。ISO致力于ISO 6583：船用甲醇燃料操作指南的工作组已经制定了指导意见，最终将于 2024 年发布。国际甲醇生产者和消费者协会(IMPCA)已经制定了一份现有的甲醇规范。IMPCA 还发布了抽样标准草案，以及基于原料和最终用途（燃料、化学品等）确定甲醇的 CO2 足迹/生命周期计算情况的工具。2.3甲醇罐的质量甲醇罐的质量可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 122 2|安全性安全性航运业在将甲醇作为货物进行运输方面具有丰富的经验。目前，全球范围内关于甲醇运输的监管框架包括MARPOL 附件二（有毒液体物质污染规则）、IBC 规范和 IMDG 规范。关于将甲醇用作燃料，国际海事组织根据 IGF 规范发布了基于目标的方法指南。特别是，临时公告(MSC.l/Circ.1621)提供了关于使用甲醇（甲基醇）作为燃料的船舶安全性临时指南。在欧洲范围内，CEN 研讨会覆盖了加注安全，而劳氏船级社加注要求和船级符号提供了从入级角度考虑的附加指南。燃料质量也包含在 IMPCA 的甲醇参考规范中，目前正在由 ISO 制定(ISO 6583)。甲醇作为甲醇作为燃料燃料国际使用燃气或其他低闪点燃料船舶安全规则（IGF 规范）关于使用甲醇/乙醇作为燃料的船舶安全临时指南(IMO MSC.1/Circ.1621)劳氏船级社：使用燃气或其他低闪点燃料船舶的入级劳氏船级社：符合低闪点燃料要求的船舶船级符号和描述说明，如 LFPF(GF,ML)，或具体方面“就绪”说明，如 GR(ML,A)附件 LR1 使用甲醇/乙醇船舶的要求甲醇作为货物甲醇作为货物MARPOL 73/78 附件二 散装有毒液体物质污染规则国际散装运输危险化学品船舶构造和设备规则（IBC 规则）IMDG 规范（第 3 类，B 级，联合国编号 1230）ASTM D-1152/97：甲醇标准规范ISO/AWI 6583：船用甲醇燃料操作指南（未完成）可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 132.4总结总结甲醇作为燃料甲醇作为燃料/甲醇作为货物时的监管框架甲醇作为货物时的监管框架2 2|安全性安全性IMPCA 甲醇参考规范行业标准行业标准第第 3 3 章：章：甲醇的驱动因素甲醇的驱动因素简介简介欧盟和国际海事组织都制定了旨在促进航运业 CO2 减排的规章。其目的是在已经制定的或新近制定的规章之外，通过市场化措施、燃料效率和排放核算要求以及燃料生命周期评估等措施进一步促进清洁燃料的采用率。本章概括说明监管情况的现状以及航运业与甲醇用作船用燃料的联系，从而提供关于燃本章概括说明监管情况的现状以及航运业与甲醇用作船用燃料的联系，从而提供关于燃料接受程度和潜力的观点。料接受程度和潜力的观点。3 3|甲醇的驱动因素甲醇的驱动因素可可替代燃料系列报告之甲醇替代燃料系列报告之甲醇 14到 2050 年为 80%。随后，基于船舶或船队低于或超过业绩目标的范围，以及实现目标所需要的低碳燃料的成本计算处罚和奖励情况。尽管甲醇燃烧时会产生二氧化碳，但绿色甲醇的二氧化碳会在燃料生命周期评估基础上进行计算，因此，绿色和蓝色甲醇都会产生排放效益。除欧盟航运规章和欧盟 ETS 的要求以外，欧盟内部还在制定其他监管文件，能够创建可再生燃料生产框架，并接入陆地电力。欧盟航运规章、欧盟 ETS 和 欧盟 MRV 都是欧盟的区域性“Fit for 55”一揽子方案的组成部分，可能会迅速促进区域性的脱碳进程。其他正在考虑排放权交易机制的地区包括中国、美国和英国。这些区域性机制一旦制定完毕，结合欧盟的 Fit for 55 一揽子方案，能够覆盖绝大部分的全球交易地区。不过，各个地区的计划可能都不尽相同，因而会导致航运业出现关于全球脱碳方法的碎片化。0 2020 年 1 月 1 日 2021 年 1 月 1 日 2022 年 1 月 1 日 2023 年 1 月 1 日可替代燃料系列报告之甲醇 可替代燃料系列报告之甲醇 153.1监管和生命周期分析监管和生命周期分析区域性规章区域性规章欧盟通过其排放交易计划(ETS)和欧盟航运规章(FuelEU Maritime Regulation)提出了需求侧和供给侧温室气体排放措施。自2025年起，根据欧盟的监测、报告与核查(MRV)系统在2024年报告的船舶二氧化碳(CO2)排放量（吨位 5000GT）也将纳入区域性 ETS 中。在 ETS 范围内的船舶将需要购买欧盟碳配额(EUA)，以覆盖其进出欧盟、挪威和冰岛(EEA)港口和非EEA港口的温室气体排放量的一半，以及EEA内部航行和在EEA港口停泊时的所有排放量。到2015 年，2024年内在航线上以及在停靠时产生的 CO2 排放中，将有 40%被纳入 ETS，到2027年时，将提高到 100%。在自2027年起就CO2购买欧盟碳配额以外，自2026年起，MRV还会要求报告船舶的 CH4（甲烷）和N2O（一氧化二氮）排放量，并按照与CO2 100%相当的比例购买欧盟碳配额。另一个机制是欧盟航运规章，将于2025年生效。该规章确定了降低船舶所使用能量的年平均温室气体强度的目标（或者船队的目标）。所要求的温室气体强度降幅由较小的幅度开始，即2025年为2%（与2020年基准相比），到2030年为 6%，2035年为14.5%，3|甲醇的驱动因素3|甲醇的驱动因素资料来源：资料来源：https:/ember-climate.org/data/data-tools/carbon-price-viewer欧洲碳价欧洲碳价10040806020国际规章国际规章关于国际层面的 CO2 排放控制，国际海事组织的规章已经生效，到目前为止，重点关注的是燃料效率。在巴黎气候协定于 2015 年签署之后，国际海事组织于 2018 年就初步温室气体策略达成了一致，概括说明了旨在降低航运业排放的路径，其重点在于降低船舶的 CO2 排放。目标是将全球变暖控制在较工业化之前的全球温度上涨 1.5 摄氏度之内。由该项初步策略引发了多项短期措施，包括现有船舶能源效率水平(EEXI）、增强船舶能源效率管理计划(SEEMP)以及碳强度指标(CII)。生命周期分析生命周期分析在国际讨论中，考虑了燃料的生命周期分析。甲醇是一种碳氢化合物，因此在燃烧时会产生 CO2。绿色甲醇如果要在未来航运业中占有一席之地，则计算船舶排放量的方法就要以全生命周期(well-to-wake)为基础，而不是以从船端排放(tank-to-wake)为基础。在全生命周期计算中，燃料原料（包括用于甲醇的 CO2）、生产过程以及相关运输（所谓的“燃料途径”）的温室气体强度全都要考虑在内。船端排放评估的是船上与燃料使用有关的 CO2、CH4 和N2O 排放强度，以及所有相关的散逸排放。国际海事组织的 MEPC 80 小组通过了关于船用燃料生命周期分析的指南（LCA 指南）。预计国际海事组织将来关于航运业温室气体减排的立法，会使用指南中关于每种燃料的全生命周期排放因素和船端排放因素，以及能源转换情况。国 际 海 事 组 织 海 洋 环 境 保 护 委 员 会(MEPC 80)近期通过了修订后的增强战略，旨在于 2050 年或前后实现净零 CO2 排放。在实现最终目标的过程中，有多个标志性检查点相对于 2008 年水平，到 2030 年将碳强度降低 20%，争取达到 30%，到 2040 年降低 70%，争取达到 80%。其中也包含关于低碳或零碳燃料采用率的目标，即到 2030 年至少达到 5%，争取达到 10%。不过，仍然有一些要素需要在未来 23 年内才能解决，如采取哪些中期措施以降低航运业碳排放，其中包含经济因素和技术因素，但有关详情仍然有待协商并最终确定。国际海事组织已经通过了燃料生命周期分析指南（LCA 指南），无论前述中期措施约定采用何种形式，该指南都能对中期措施提供支持。还有一些工作尚待完成其中许多工作涉及到 2023 年的温室气体策略尚没有与巴黎气候协定所确定的 1.5 摄氏度目标保持一致。目前，已经制定了将在 2028 年策略新版本的时间表，届时，该策略将与上述目标保持一致。生命周期分析指南以及监管机构的实施方式，决定了在任何市场化措施中如何对待每种具体燃料，因此会对船东的投资决定产生重大影响。对于生物燃料，可能需要获得由 ISSC 或 RSB 等经认可的国际标准出具的可持续燃料认证。可替代燃料系列报告之甲醇 可替代燃料系列报告之甲醇 163|甲醇的驱动因素3|甲醇的驱动因素有大量证据表明人们对甲醇燃料船舶的兴趣日益浓厚。根据Clarksons 报告（2023 年 6 月），有 29 艘甲醇船舶正在运营，并且有 112 艘已下订单，同时有 3 艘甲醇燃料预留船舶正在运营，并且有 128 艘已下订单。新造船舶将在 2023 年至 2028 年间交付，并且船舶数量在日益增长，定期会宣布新的订单。2023 年 3 月，MAN 称其正在就 120 艘新造甲醇发动机订单进行洽谈，其中 80 艘已经签署合同，并且补充称，今年的甲醇双燃料二冲程发动机订单数超过了类似的液化天然气双燃料发动机订单数。订单簿中还包括 50 艘甲醇燃料预留订单或多种燃料预留订单。这些正在建造的船舶会在交付时使用传统燃料，但其设计中包含了一定程度的准备工作，可以最终转换为甲醇燃料。其中有 4 艘船舶是在中国订购的，前 3 艘会在第 4 艘的新造甲醇发动机完成时进行改装以适应甲醇燃料。3.2船舶经营人的需求和兴趣船舶经营人的需求和兴趣可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 173 3|甲醇的驱动因素甲醇的驱动因素按行业列示的甲醇燃料预留订单数按行业列示的甲醇燃料预留订单数散货船(3%)油轮(19%)滚装船和汽车运输船(11%)其他(11%)近海船(11%)邮轮和客船(3%)按行业列示的甲醇燃料可用订单数按行业列示的甲醇燃料可用订单数散货船(2%)滚装船和汽车运输船(3%)集装箱船(57%)其他(6%)近海船(4%)邮轮和客船(3%)甲醇燃料新造船舶信息更新甲醇燃料新造船舶信息更新 甲醇燃料船舶预测甲醇燃料船舶预测 场景（资料来源：Clarksons，2023 年 6 月）F=预测Clarksons 的预测表明甲醇燃料可用和甲醇燃料预留订单大幅增长。2022 年，甲醇仅占订单数的 3%（以 GT 计，为 7%）。到 2030 年，这一比例会接近 20%，即多达 1,200 艘船舶。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 181,4001,2001,00080060040020003 3|甲醇的驱动因素甲醇的驱动因素2017 2019 2021 2023F 2025F 2027F 2029F集装箱船(42%)油轮(25%)3.3技术经济技术经济驱动因素驱动因素尽管制造成本和经济性很难估计，不过，在考虑两种选择时，即对船舶进行甲醇/双燃料改造，还是订购在交付时或在交付后不久即可以使用甲醇燃料的新造船舶，仍然有多个因素可供船东和经营人考虑。新造船舶的价值说明新造船舶的价值说明建造一艘甲醇燃料预留/可用船舶是一项商业决策，其中客户投资绿色供应链资产的能力和意愿、碳定价和绿色甲醇燃料的价格等运营支出和收入因素都会影响初始资本投资决策。资本支出决策涉及到船厂利用率、发动机和机械管理成本，以及相关的船上燃料基础设施决策。因此，船东采用了对冲性方案，即订购能够适应不同准备阶段的灵活设计的船舶，以此在当前的资本投资与任何后续改装成本之间寻求平衡。行业现状显示，二冲程甲醇双燃料发动机的价格比当前的既有双燃料液化天然气发动机高 10%，而四冲程发动机则价格相当。甲醇燃料预留情况甲醇燃料预留情况可以确定的是，无论是在区域层面还是国际层面，都会对航运业温室气体减排的规章达成一致约定，但不确定的是如何满足这些规章的要求。目前正在考虑新造船舶订单的船东知道他们需要的是在数十年后仍然具有商业吸引力的船舶，但不知道哪些决策才是正确决策。目前的一种解决方案是设计具有燃料准备标识的船舶，可以在某种燃料具有可行性时，在造船过程中通过一定的资本支出为船舶做好某种燃料的准备。船东和船厂可以针对一种以上的燃料类型，选择采用阶段性的方法简化准备工作，或者在新造阶段就进行更多的投资，从而降低后续改装时的时间和成本。改装的价值说明改装的价值说明尽管新造船舶订单可以根据设计进行建造，但考虑最终甲醇燃料的使用情况，改装的难度更低、成本效益更高，因此，近期投入运营的船舶在建造时大多没有考虑改装设施。此类船舶需要发动机大修投资，通常需要拆卸并改造整个发动机、补充燃料系统以及安全措施，并且需要对一个或多个原有燃料罐进行改装，以便存储甲醇燃料。成本包括发动机改造、管道、燃料系统、燃料罐涂装以及设计、规划和干船坞成本。有迹象表明，管理成本中大部分是发动机和燃料系统成本，可能会达到船舶价值的 10%至 25%。有意进行改造的船东还需要考虑改装设施或新装发动机对氮氧化物排放产生的影响。193 3|甲醇的驱动因素甲醇的驱动因素可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇COCO2 2 税税年份年份TCO生物甲醇电制甲醇(含 CCU)VLSFO（极低硫含量燃油）新造船舶和改装船舶的经济性建模新造船舶和改装船舶的经济性建模对船舶整个生命周期的资本支出和运营支出进行建模的难度非常大。考虑到船舶尺寸、用途和运营情况在任何计算中发挥的作用，以及甲醇价格和碳价格预期，无法进行简单的概括。从改装角度来说，考虑到并非所有发动机都需要一台同等试验发动机确保其满足国际海事组织的排放测试要求，因此，对改造发动机的成本需要进行审慎的评估。甲醇价格完全取决于绿色电力、氢能和生物质原料的价格。如果价格足够低，就可以缩小与燃油、汽油和柴油之间的差异，不过，碳价或碳信用可能有助于进一步提高甲醇的竞争力。近期一项关于总船舶拥有成本的近期一项关于总船舶拥有成本的 TCO TCO 评估（丹麦技术大学，评估（丹麦技术大学，20222022 年）显示，配备年）显示，配备 50MW 50MW 发动机的发动机的 15,000 TEU15,000 TEU 集装箱船的情况如下：集装箱船的情况如下：可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 20百万欧元/年TCO百万欧元/年TCO百万欧元/年3 3|甲醇的驱动因素甲醇的驱动因素2520209920309420309730020201531191211174043959393在选择新造船舶或进行船舶改造以便将甲醇用作替代燃料时，船东和经营人需要考虑多种不同的场景和变量。以下示例仅仅是其中部分经济考量因素的简要说明。该船舶是一艘船龄为 10 年的 2,500 TEU 集装箱支线船舶，在北欧地区运营，目前的燃料为低硫燃油或柴油，日耗油量为 33 公吨。船舶的平均运营天数为 325 天，假定使用寿命为 25 年。对于此案例研究，该船舶的 100%交易寿命都在欧洲 ETS 范围内，相关成本会不断增长。总成本假设（不含转换成本）涉及到 2026 年、2030 年和 2040 年，清楚地表明绿色甲醇的生产成本，以及其他全球性或区域性碳定价机制的应用，会对结果产生重大影响。请注意，表格中采用了关于成本及其他行业发展情况的不确定性假设，仅供参考。3.4总拥有成本案例研究总拥有成本案例研究燃料费 FuelEU CO2 税 EU ETS CO2 税 全球 CO2 税$-$5,000,000$10,000,000$15,000,000$20,000,000$25,000,000可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 21在欧洲交易的在欧洲交易的 2,500 TEU 2,500 TEU 集装箱船进行甲醇转型的相关运集装箱船进行甲醇转型的相关运营燃料成本营燃料成本3 3|甲醇的驱动因素甲醇的驱动因素（关于前述假设的更多详情，请查阅本报告末尾处的附件）202620302040目前，利用煤炭或天然气作为原料，通过合成气体生产的甲醇满足了目前的许多需求（棕色甲醇和灰色甲醇）。根据目前尚未在国际层面决定的 CO2 生命周期核算情况，甲醇要成功用作船用燃料，需要以适当的成本生产出产量足够的蓝色甲醇和绿色甲醇（见附件 5 中的定义）。本章概括说明未来数年内蓝色甲醇和绿色甲醇的生产方法和预期供应情况。尽管标准甲醇、生物甲醇和电制甲醇（棕色、灰色、蓝色和绿色）的化学性质相同，但其生产途径以及生产途径的核实情况，将成为甲醇作为净零船用燃料被接受的决定性因素。此外，要使绿色甲醇成为所有行业脱碳的促进因素，航运业与道路运输和化工业之间存在竞争。从这个角度来说，绿色甲醇和蓝色甲醇的价格、碳价以及燃料可获得性将成为影响燃料供应的决定性因素。目前甲醇生产的生命周期排放量为每年 3 亿吨 CO2。在过去十年中，产量近乎翻了一番2019 年达到了 9,800 万吨（其中，中国通过煤炭生产的产量大幅增加）。预计 2025 年将增至 1.20 亿吨，2050 年增加到每年 5 亿吨。因此，如果生产途径不排除化石燃料的话，5 亿吨甲醇将产生 15 亿吨 CO2。2021 年，可再生甲醇的产量仅有 20 万吨。4.1第第 4 4 章：章：甲醇生产和供应甲醇生产和供应简介简介甲醇成功用作船用燃料，取决于由电解和/或生物资源实现的可再生生产情况。全球甲醇行业协会目前正在追踪 80 多个生产项目，估计到 2027 年，可再生甲醇的年产量将超过 800 万吨。本章概括说明未来数年内蓝色甲醇和绿色甲醇的生产方法和预期供本章概括说明未来数年内蓝色甲醇和绿色甲醇的生产方法和预期供应情况。应情况。4 4|甲醇生产和供应甲醇生产和供应可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇22当前工业甲醇生产情况当前工业甲醇生产情况就工业规模来说，目前甲醇主要通过天然气进行生产，即利用蒸汽进行气体改性，然后将得到的合成气体混合物进行转化、蒸馏，从而得到纯甲醇。目前，各种颜色的甲醇总产量超过了每年 1.10 亿吨，其中大多数用于化工和石油工业，以及消费品的生产。有关甲醇生产途径的更多信息，请查阅全球甲醇行业协会网站。4.2生产途径生产途径低碳强度不可再生可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 23可再生高碳强度4 4|甲醇生产和供应甲醇生产和供应H H2 2绿色氢能甲醇生产途径甲醇生产途径 （来自来自 IRENA/MI IRENA/MI）可再生 COCO2 2不可再生气化/改性H H2 2蓝色氢能可再生电力电解天然气合成气体煤炭合成气体生物质合成气体气化改性碳捕集和碳封存(CCS)COCO2 2可再生COCO2 2不可再生CHCH3 3OHOH棕色甲醇CHCH OHOH3 3灰色甲醇CHCH3 3OHOH蓝色甲醇CHCH3 3OHOH绿色甲醇生物甲醇电制甲醇生物电制甲醇生物甲醇生产生物甲醇生产生物甲醇（绿色甲醇）采用生物质原料进行生产（林业和农业废弃物及副产品，如纸浆和造纸业的黑液、废弃物填埋场的沼气、污水及市政固体废弃物）。由于产量较低，因此，只能对生产成本进行估计。生物原料的成本（生物质原料的成本介于 0 至 17 美元/千焦之间）、投资成本以及转化效率都具有重要作用。据 IRENA 估计，2021 年，生物甲醇的成本介于每吨 320 美元至 770 美元之间，但通过工艺改良，如果原料价格低于 6 美元/千焦，成本可降至每吨 220 美元至 560 美元之间。在靠近纸浆/造纸、市政废弃物源的地区生产甲醇时，有助于简化生产流程，提高整体规模经济效应。最终的甲醇燃料加注价格取决于原料价格、氢能成本以及电力成本。电解、工厂投资等生产商的额外资本成本，以及后续的运输成本，也需要考虑在内。电制甲醇电制甲醇生产生产电制甲醇（绿色或蓝色甲醇）通过将捕集的 CO2 与来自于可再生电力的氢气相结合获得。CO2 可以来自于工业碳捕集，包括生物质能碳捕集与封存(BECCS)和直接空气捕集(DAC)。氢气可通过两种方式生产，即利用可再生电力将水电解为氧气和氢气（绿色氢气），或者通过天然气或煤炭改性，在此过程中产生的 CO2 会被捕获（蓝色氢气）。电制甲醇的成本主要取决于绿色电力的成本、氢能成本、基础设施以及资本投资。据 IRENA 估计，如果 CO2 来自于 BECCS，且 CO2 成本为每吨 10 美元至 50 美元，则目前电制甲醇的生产成本为 800 美元至 1600 美元之间（如果 CO2 来自于 DAC，则每吨甲醇成本将介于 1200 美元至 2400 美元之间）。可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇 244 4|甲醇生产和供应甲醇生产和供应中国(18)德国(8)荷兰(5)瑞典(4)智利(3)美国(8)西班牙(3)挪威(2)其他其他比利时(2)巴西(1)法国(1)印度(1)丹麦(11)芬兰(2)加拿大(5)意大利(1)其他其他冰岛(2)日本(1)4 4|甲醇生产和供应甲醇生产和供应根据全球甲醇行业协会的统计，全球绿色甲醇生产项目的数量在不断增加。该协会目前正在追踪 90 个项目，预计上线后（到 2027 年），每年可生产近 900 万吨甲醇。尽管上述产量不会完全用于航运，但有部分项目是专门针对航运用途的。有关目前正在开发中的甲醇生产厂的详细清单，请查阅本报告的附件，其中的数据来自于全球甲醇行业协会。按国家列示的绿色甲醇生产项目按国家列示的绿色甲醇生产项目项目所处的运营阶段各不相同资料来源：资料来源：全球甲醇行业协会可替代燃料系列报告之甲醇可替代燃料系列报告之甲醇1 1825产品计数产品计数 甲醇价格的潜在趋势甲醇价格的潜在趋势尽管超低硫燃油的价格为每吨 600 美元，但船用汽油的价格约为每吨 876 美元，而燃油(IFO380)的价格为每吨 465 美元。考虑各种燃料的能量密度差异（甲醇的能量密度为 x2.4），在缺少鼓励采用甲醇的价格机制的情况下，甲醇价格不利于甲醇被用作船用燃料。绿色甲醇的生产成本仍然存在不确定性。尽管在建生产工厂的数量有所增加，但目前正在运营且大量生产甲醇的工厂非常少。右侧表格仅突出显示了生产成本的预测区间，为生产厂商提供了经济建模。考虑到灰色和棕色甲醇用户将来很可能会寻求蓝色和绿色