合成燃料可能是航运业净零目标的答案,但目前还不要指望它们

发布:2023-08-28 | 浏览:272

荷兰跨国银行和金融服务公司 发布了一份报告,题为“合成燃料可能是航运业净零目标的答案,但目前还不要指望它们”该报告研究了合成航运燃料作为减少碳排放的技术解决方案的商业案例。它详细阐述了不要在航运中大肆宣传合成燃料的四个原因,绿色合成燃料的价格可能高出近十倍,以及合成燃料因可运输的货物减少而产生的间接成本等。

以下为报告摘录:

绿色合成燃料的价格可能贵近十倍

因此,现在很明显,合成燃料可以从根本上“绿色”难以减少的航运业,并使其走上净零排放的道路。必要条件是生产所需的氢气时碳排放很少,因此蓝色或绿色氢气也是如此。

那么显而易见的问题是,为什么它还没有发生?为什么我们不在船舶上使用合成燃料?

答案很简单。该技术仍处于起步阶段,即使技术成熟,与传统燃料相比,生产过程也非常耗能。因此,合成燃料的生产成本要高得多。目前,与化石燃料相比,绿色选项使燃料成本增加 4 至 9 倍,蓝色选项使燃料成本增加 2 至 5 倍。

与化石燃料相比,绿色合成燃料目前要贵得多

 1.000 公里每载重吨的指示性无补贴运输燃料成本(欧元/DWT/1.000 公里)

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ING 的研究基于路孚特 (Refinitiv) 的能源价格和克拉克森 (Clarkson) 的运输化石燃料价格。一艘 82,000 载重吨船舶每年航行 230 天、平均航速 17 节的燃料成本。化石燃料成本基于截至 2023 年 4 月上旬的市场价格。合成燃料成本基于天然气价格 45 欧元/兆瓦时、电价 140 欧元/兆瓦时、二氧化碳价格 100 欧元/吨、石油价格计算每桶 80 美元,欧元/美元汇率为 1 美元=0.926 欧元。请注意,这代表截至 2023 年 4 月上旬的西北欧能源市场。它还(或多或少)代表截至 2023 年 4 月上旬的未来市场对 2023 年和 2024 年能源价格的市场预期。蓝色生产中的 CCS 捕集率假设氢气为80%。假设绿色氢完全由可再生电力(太阳能、风能或水力发电)或零碳能源,如核能。请注意,这些数字仅代表运输燃料成本,而不是包括船舶所有资本和运营费用的运输总成本。我们无法计算使用相应合成燃料的船舶的总成本,因为大多数这些技术仍处于试验阶段,不适用于大型船舶。此外,航运中的大多数合成燃料不能像航空中那样容易与化石燃料混合。我们无法计算使用相应合成燃料的船舶的总成本,因为大多数这些技术仍处于试验阶段,不适用于大型船舶。此外,航运中的大多数合成燃料不能像航空中那样容易与化石燃料混合。我们无法计算使用相应合成燃料的船舶的总成本,因为大多数这些技术仍处于试验阶段,不适用于大型船舶。此外,航运中的大多数合成燃料不能像航空中那样容易与化石燃料混合。

这种价格差异对于“双燃料船”来说非常重要,因为“双燃料船”可以使用甲醇或氨等合成燃料以及化石燃料,只需进行最小的调整即可运行。对于这些船舶来说,如果不是在航行期间,那么至少在航行之间,仍然可以选择改用燃烧化石燃料。

有两种方法可以看待如此大的价格差异:

一种说法是合成燃料目前太贵了。这个问题可以通过补贴和创新来部分解决,因为氢气生产成本可能会 。有许多研究预测绿色氢的成本将大幅下降。但只有当电解槽的资本成本大幅下降、电价下降、碳价进一步上涨时,这些问题才会出现。这并非不可想象,但也尚未敲定。客户也可能愿意为绿色航运支付溢价,但集装箱运输费率将受到多大程度的影响还有待观察。

人们还可以说,化石燃料目前太便宜,合成燃料没有处于“公平竞争”之中。EU   一揽子计划开始通过  (ETS) 扩展到海运来解决这一问题。这种碳排放定价将缩小化石燃料和合成燃料之间的上限,特别是绿色和蓝色燃料。欧盟  可能会引发世界其他地区对航运碳征税,这样它们就可以自己使用税收收入,而不是向欧洲支付碳成本。

但化石燃料的价格也将在很大程度上取决于石油生产国的定价策略。我们不知道这些国家在能源转型期间将如何应对。他们是否会因预期石油需求下降而向市场注入大量石油,从而使合成燃料更难与化石燃料竞争()?或者他们是否能够通过协调一致地减少产量来保持高价格,这是缩小与合成燃料价格差距所必需的?

鉴于这些巨大的不确定性,几乎不可能预测合成燃料在航运领域的未来竞争力。不一定要依赖那些确实存在的路线来指导许多年后可能发生的事情。航运公司将密切关注这些事态发展,并应该考虑价格情景而不是确切的预测。

由于可运输的货物较少,合成燃料的间接成本

合成燃料在燃料成本和货运收入之间也造成了不太好的权衡。虽然合成燃料可以在降低 CO 2排放方面对气候产生积极影响 ,但它们的能量密度较低,尤其是在体积基础上。

合成燃料的体积物理性能较差,这意味着使用合成燃料的船舶必须安装更大的油箱才能行驶相同的距离,但这意味着货物空间更少,收入也更低。或者他们可以使用相似的油箱尺寸运输相同数量的货物,但随后他们必须更频繁地加油。而且由于该船是在加油时停靠的,因此它并不能通过在世界各地运送货物来赚钱。

我们的计算表明,与使用 HFO、MGO 或 VLSFO 的船舶相比,使用甲醇的船舶需要加注的次数要多 2 到 2.5 倍(一年中 14 次,而一年中为 6-7 次)。但请注意,这个数字与使用液化天然气的船舶非常相似。

对于使用氨或氢气的船舶来说,情况更糟。由于化学特性,如果安装类似尺寸的储罐,与使用油基燃料的船舶相比,它们的储罐频率要高出五倍左右。但每年大约 30 次储罐并不是一个现实的选择,因此氨和氢动力船舶的储罐尺寸需要更大,这意味着如果船舶尺寸保持不变,则用于装载货物的空间会更少。

考虑到一定的油箱尺寸,合成燃料要求船舶更频繁地加油

每年加油的指示次数*

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*我们参考船舶的每年加油次数为 82.000 载重吨,每年航行 230 天,平均航速为 17 节。这艘基准船使用 HFO 运行,考虑到其油箱尺寸,每年需要加油 6 次。我们计算了该油箱尺寸的每种燃料类型的加油量。如果油箱充满合成燃料,则其容量会减少,因此需要更频繁地加油。请注意,所有合成燃料都是液化的。

不要在航运中大肆宣传合成燃料的 4 个理由

重要的是不要得意忘形。等难以减排的行业,尤其??是  电气化等“简单的技术解决方案”以及碳捕获和碳捕获等末端解决方案。存储几乎没有什么希望。但我们也不能掉以轻心,它也有缺点。

1. 合成燃料的问题在于,它们的制造必须与地下的化石燃料相比。而且该生产过程非常 耗能。例如,约 65% 至 50% 的能源在甲醇和氨的生产过程中损失(生产效率)。大约 45% 到 60% 的能量是通过燃烧船舶发动机中的燃料而损失的(推进效率)。总而言之,最坏情况下的整体效率为 20%,最好情况下为 25%,这意味着使用合成燃料时会损失高达 80% 的能量。换句话说,使用合成燃料的船舶仅使用所提供能源的 20%-25%。这是一个令人震惊的低性能。

2. 合成燃料需要大量绿色氢气,因此需要 绿色电力来自风力涡轮机和太阳能电池板。例如,在荷兰,需要超过 100 吉瓦 (GW) 的海上风能,才能用合成燃料替代航空和航运领域的所有油基船用燃料。目前,仅安装了 3 吉瓦,预计到 2030 年将增长到 20 吉瓦,到 2050 年将增长到 70 吉瓦。虽然这些对于海上风电来说是非常雄心勃勃的目标,但仍然低于航运和航空的需求。其他行业也希望使用绿色电力,例如钢铁制造、塑料工业、道路运输以及商业和住宅房地产。因此,只有当净零经济中绿色能源丰富时,合成燃料的低能源效率才是合理的,而我们当然还没有达到这一目标。

3. 合成燃料不仅需要绿色氢,有些合成燃料(如甲醇)也需要 绿色碳源。目前,化石燃料是一种丰富且廉价的碳源,但它们不会真正存在于净零经济中。因此,绿色碳源在净零经济中将是稀缺的,必须来自生物质、废物(塑料和食品的回收)和碳库(来自 CCS 活动的地下库或使用直接空气捕获的空气)。所有这些来源尚未容易获得和商业化。因此,大量合成燃料的生产最多可能面临与其他行业对绿色碳源的激烈竞争,最坏的情况是面临碳短缺的竞争。

4. 考虑到能源效率低下和绿色碳源可能短缺,生产 蓝色可能比生产绿色更好。为什么要生产绿色氢气并将其与绿色碳源结合,而甲醇可以直接从丰富的化石中生产通过CCS可以减少碳源及其排放吗?我们的排放图显示,绿色和蓝色甲醇的排放水平大致相同,并且两者的排放量都低于目前使用的化石燃料(液化天然气除外)。因此,虽然像马士基这样的船东或宜家、亚马逊和联合利华这样的大客户可能更喜欢绿色解决方案,以将自己定位为可持续发展的公司,但一些能源系统的思考可能会导致其他选择(例如,蓝色选项仍然以化石为基础)