IMO新规下航运公司如何碳减排

2023年1月1日，IMO现有船舶能效设计指数（EEXI）与碳强度指标（CII)正式开始实施。对于绝大部分船舶而言，由于改造周期和成本的原因，替代燃料并非取之即用的应对之策，通过技术或者运营手段减少碳排放将会是现有船舶满足IMO碳减排要求的主要措施

3月30日，中国船舶集团第七一一研究所与山东海洋集团所属山东华宸融资租赁股份有限公司在上海签约，启动由上海科研企业自主研发船用碳捕集系统（CCUS）在船舶应用新试点。CCUS通过从排放气体中捕获二氧化碳（CO2），经提纯、液化后储存，并在船舶靠岸后将捕集封存的CO2运到化工企业，作为制备甲醇等工业品的原料。该技术是目前为止为数不多能够大量减少工业流程温室气体排放的手段，是应对全球气候变化的关键技术之一。作为在钢铁、石化和电力等行业都已成功应用的碳减排技术，这或是CCUS在航运上的首次运用。

为何运用于工业上的技术开始被运用在航运业中？事实上，全球各行各业都在向着《巴黎协定》的环境目标而努力。其中，作为所有贸易活动的基础服务，运输行业自然有义务，也有能力为碳减排作出贡献。麦肯锡在一份研究报告中指出，在众多行业中，供应链相关的碳排放（范围3，即间接排放）都占据相当比重（见图1）。全球能源署数据显示，2020年运输业的CO2排放量高达72亿吨，约占全球排放总量的21%。尽管航运具有单位能耗低的特点，但航运在国际贸易运输量中的巨大基数（约全球85%以上的国际贸易运输量）使其在减少碳排放方面产生举足轻重的影响。

碳强度指标推进航运碳减排

国际海事组织（IMO）于2020年发布的第四次温室气体研究报告显示，全球航运业CO2当量排放量从2008年的7.94亿吨增长至2018年的10.76亿吨，年均增长为3.1%。作为对碳减排的积极回应，航运业与IMO多年来正逐步开展绿色转型。2011年7月，IMO通过第一套全球温室气体减排强制性措施，并将其纳入《国际防止船舶造成污染公约》（MARPOL公约）；2016年，IMO通过强制性数据收集机制，用于收集和报告5000总吨以上船舶的油耗数据；2018年4月，IMO通过《IMO船舶温室气体减排初步战略》，目标包括全球航运业平均单位碳排放强度较2008年相比至少降低40%，到2050年降低70%，航运业的年度温室气体排放总量到2050年将在2008年的基础之上至少降低50%。

2021年6月，IMO第76届MEPC会议审议并通过MARPOL公约附则VI关于降低国际航运碳强度的修正案，并于2023年1月1日起正式实施。该修正案要求通过技术和运营两个方面的措施降低航运碳强度——现有船舶能效设计指数（EEXI）和碳强度指标（CII）。EEXI要求自2023年起现有船舶完成改造以达到相应标准；CII要求对5000总吨以上船舶进行评级，并将评级分为A-E级，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。这是IMO首次为船舶建立正式的评级机制，也向航运业发出信号，即鼓励各国政府、港口和其他航运相关方为等级为A级或B级的船舶提供奖励。

随着CII与EEXI的正式实施，对于绝大部分船舶而言，由于改造周期和成本的原因，替代燃料并非取之即用的应对之策，通过技术或者运营手段减少碳排放将会是现有船舶满足IMO碳排放要求的主要措施。

主机功率改造降低航速

对于根据船舶设计参数与主机功率而评估出的EEXI，航运公司更多的选择是对船舶进行技术改造。2023年2月，中远海能表示计划对部分船舶限制主机功率以满足EEXI要求。某大型干散货船东也向《航运交易公报》表示，为满足EEXI要求，其船队中不少船舶在2022年就已开始进行主机功率限制（EPL）改造。据了解，某设计船速为14.20节的57000DWT级干散货船为满足EEXI指标，需要将船舶主机最大持续功率由9480千瓦×127转/分降为5365千瓦×104.6转/分，而航速也将限制至12.17节。航速的降低将成为执行EEXI所带来的直接影响，不过，事实上船舶主机最大功率限制在大部分情况下只会影响到船舶最高航速——仅仅占据船舶航程中的少数时间。一项由专业机构进行的关于主机功率、天气、船舶航线以及航速的研究表明，如果EEXI生效，主机功率限制对船舶运营影响较小，但EEXI所导致的航速降低仍将使干散货船的运输能力平均减少2%——该数值取决的船舶建造年份，从新造船舶的不到2%到9年船龄船舶的6%。

虽然航速的降低将削减部分市场运力，但也无需担心过多。随着欧美通胀高企，全球经济增速放缓，国际贸易需求调整，航运市场整体运力供大于求，船舶减速航行也正好满足航运市场的客观需求。所以就短期而言，主机功率限制对于运力影响较小，但却对碳排放减少有所贡献。上述研究显示，主机功率的限制对减少运输中碳排放的效果是显著的——将使散货船的CO2排放量减少约2.6%，碳强度减少6.4%。“这是一个良好的开端，但是EEXI的效果与实际所希望达成的目标仍有一定距离，”业内资深人士表示，“然而，它确实表明EEXI可以降低碳强度，并且碳减排超过运输能力损失的减少。这将是航运业碳减排漫长旅程中的一步。”

根据VesselsValue提供的数据，在进行任何效率改造之前，包括干散货船、油轮和集装箱船在内的超过75%的船队都不符合EEXI的要求。而主机改造是一个庞大的工程，所以通过技术手段限制主机功率也是船东们的选择之一。化学品和成品油轮公司Christiania Shipping通过在船舶上配备主机控制软件，节省船舶油耗以及碳排放。该软件利用传感器、大数据以及智能算法，确保船舶在吃水、负荷、波浪和风力等方面不断进行优化，并限制主机轴功率保持在EEXI范围以内，从而达到减碳效果。相关数据显示，通过系统的优化可节省17%～20%的燃料——这对于许多支线船、滚装船、化学品油轮和渡轮而言，将相当于每天节省2～4吨燃料。

如果说主机功率限制更多是为了满足EEXI的要求，那为了获得更好的CII评级，也有不少航运公司选择主动降速。某干散货船东向《航运交易公报》表示，对于航运公司而言，提升CII评级最直接的措施就是降速。同时，船舶降速也将会带来三方面好处：其一，当需求减少时，船舶降速航线将会增加航次时间，减少船舶周转率从而减少市场上的船舶运力，进而稳定市场；其二，近期“OPEC+”宣布石油减产带动油价上行，最新数据显示，WTI原油价格由3月29日的73.125美元/桶上涨至4月5日的81.034美元/桶，涨幅约11%，降低航速将有效减少油耗，进而节省船舶运营成本；其三，油耗的减少将有效降低碳排放，从而提升CII评级。不仅是干散货船，集装箱船亦是如此。相关数据显示，集装箱船舶航速正降至近几年来的低点（见图2）。今年前两个月，集装箱船平均航速较2022年平均值下跌约3.5%，其中12000～17000TEU型船平均航速下跌幅度最大，为7%。

数字化平台优化船舶航次

与EEXI更偏重于船舶设计参数不同，CII更注重船舶在实际运营中的碳排放。而CII的评估是一个庞大且漫长的过程，将涉及到船舶一整年的运营情况，因此数字化平台将成为CII评估的重要帮手，同时也能为航程优化带来精细化管理。海事软件、服务和数据分析公司NAPA航运解决方案执行副总裁Pekka Pakkanen认为，数字化平台将对航运业更好执行CII评级起到核心作用，“新法规需要新的工作方式，数字解决方案将通过直观方式提供相关信息给所有行业参与者。”

2022年年底，NAPA与日本船级社和日本丸红株式会社合作，评估航程优化对碳减排以及节省燃料起到的作用。通过数字化平台，航运公司与承租人将能够直观地看到和研究航程优化所能带来的减碳效果，并促进双方的协同合作。在2023年3月美国斯坦福举办的CMA SHIPPING上，NAPA发布基于其船队智能平台的功能模块——CII模拟器。该模拟器通过船舶数据，包括船舶过去和当前的航线及性能数据，预测一年中每次航程或是任何期望时间段内的CII评级。至关重要的是，一方面，该模拟器可以模拟不同能效措施和运营情况（如天气、航线或降速航行）对船舶CII评级的影响；另一方面，该工具也可以模拟安装节能装置和船体清洁的效果，进一步明确不同措施对船舶产生的影响。

值得一提的是，2022年5月，中远海科表示正在开发“低碳宝”产品，利用大数据结合人工智能算法，实时计算全球商船的碳排放情况，并进一步实现全球船舶碳排放对标、支撑相关机构实现碳排放监管等功能。2023年2月，中远海科进一步与中远海运国际签订投资合作协议，将成立绿色数智船舶服务平台公司，为船舶提供节能减排、航行安全、备件和能源供应、船舶运维等全方位运营解决方案，具体负责节能减排监测、船舶安全监测、海务管理、船舶航行优化计算、海图设计等业务。

优化等泊时间减少非必要油耗

相比于集装箱船，油轮与散货船考虑更多的可能是到港后等泊的问题。由于港口拥堵、备货延误或是通关政策等原因，大部分船舶抵达港口后需要花费大量时间在等待泊位上，但船舶在开往目的地的航程中并不会因为知道前方是“红灯”而放慢速度，相反，船舶会加快航速以求不要被其他赶往相同目的地的船舶超越并在港口的靠泊计划中被挤到后面。在传统运输合同中，合同只会要求船舶尽快到达目的地，而不会考虑港口的拥堵情况，甚至对于船舶在锚地等泊所浪费的时间，承租人愿意支付滞期费以补偿船东的时间损失，这也导致部分船东倾向于用更多的燃料加快航速到港，即使提前到达后也只是在锚地等待泊位。看似船东与租家你情我愿的交易，却带来了额外的碳排放。根据专业机构于2020年进行的一份调研，油轮和干散货船花费高达10%的时间等待进港，这一过程中船舶虽然获得更多的利润，但却消耗更多的燃料。

面对这种情况，位于新加坡的液化石油气海运公司BW LPG有着与众不同的经营方式——当明显抵达目的港后没有合适泊位，船舶将会降速航行。通过主动降速，可以节省燃料并减少相应的碳排放。根据BW副总裁兼运营主管Prodyut Banerjee表示，该运营方式在1年中节省近3000吨燃料。虽然船型不同，但相同的经验和措施或许也能运用在集装箱船上。一份咨询机构2022年发布的报告显示，如果集装箱船舶以该种方式优化航速，每段航程可以减少14%的燃料消耗和CO2排放。同时，减少锚地的等待时间可以将全球航运排放量减少约20%。

国际海事组织的技术分析师Minglee Hoe表示：“这些操作措施相对简单，可以在没有增加技术和基础设施投资的情况下实施。即使只是大规模的小优化，也可以大幅节省碳排放。”

不过，该模式能否大规模实施仍有不确定性。其中，一个重要原因是难以达成一个令各参与方满意的合同条款或是激励机制，而港口对于船舶靠泊顺序的协调也将会影响该模式的效果。Banerjee认为问题在于每艘船的参与方数量众多，所有参与方都必须同意一份允许船舶减速的合同或是协议，各方对自身利益的争取将会减少协商成功的可能性。英国著名律所Stephenson Harwood海事法律师Haris Zografakis在谈到该种模式时表示：“这不是一个系统性的解决方案，这只是单航次的一次性解决方案。”