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全球海洋燃料2030年趋势
3 前言
海洋产业正在经历转型。除了管理当前不断上升的运营成本和实现有效的环境合规性之外，船舶运营商还面临着明天的“重大决策”。关于燃料，技术以及是否有可能“面向未来”的船队和资产的决定。在LR，我们正在与客户讨论这个未来。除了提供技术解决方案，我们还努力提供最佳技术建议，以支持商业决策。它永远不仅仅是关于什么是技术可能 - 决策必须具有商业意义。
未来的燃料“重大决策”并非孤立于海运业。作为一个社会，我们需要考虑我们想要管理的风险，以及如何平衡未来的可持续发展需求与我们的生活方式抱负。海洋产业也许可以从一些外部视角中受益，并利用从其他行业中汲取的经验教训。位于南安普敦和新加坡的劳埃德注册技术中心以及我们与学术界和研究界的持续合作，是我们努力有效地与更大的影响力和专业知识网络接触的例子。
在今天的航运中，替代燃料的争论一直由液化天然气的潜力所主导。但是还有其他可能可行的选择吗？如果我们推断过去的经验（单引擎燃烧上个世纪的化石燃料）到未来，那么预计2030年建造的船舶可能与今天的船舶没有显着差异也就不足为奇了。然而，如果这种稳定的技术进步，不知何故，加速或推翻，那么一些惊人的技术可能即将来临。新技术/燃料需要多长时间才能被同化并成为“一切照旧”甚至取代目前的主流选择？
答案并不是立竿见影的，正如我们在“2030年全球海洋趋势”中所展示的那样，从来没有一个明确的未来。通过过去的经验，直觉和才能，海洋产业已经证明了在不确定时期做出正确决策的能力。今天可能不同的是快速变化的环境挑战，新的监管政策以及可用于应对挑战和遵守监管的燃料/技术选择。
在船东的决策过程中有一个全新的复杂层面，一整套新的信号需要注意。但也有可能有新的机会。
这非常符合本报告的精神。作为2030年全球海洋趋势的后续行动，并与伦敦大学学院的能源研究所合作，我们正在努力探索影响未来船用燃料组合的驱动力和条件。如何促进和加速某些转变，以及更广泛的社会和经济驱动因素可能产生的影响。我们的选择如何影响航运排放。
我们希望您会发现有趣且发人深省的全球海洋燃料趋势。我们也希望它在您的领域具有一定的相关性：您是否有兴趣设计或建造船舶，更新/改造吨位，开发燃料基础设施或设计未来 - 我希望实用 - 运输政策
4执行摘要
全球海洋燃料趋势2030年的中心目标是揭示未来16年商业航运所使用的燃料的情况。 问题有很多方面：需要提供燃料，具有成本效益，与现有和未来技术兼容，并符合当前和未来的环境要求。 在某种程度上，如果不评估海运业的未来，就无法评估船用燃料的未来。 而到2030年，海洋产业本身的未来与全球经济，社会和政治格局不可逆转地联系在一起。
我们使用场景规划方法，而不是寻找单一结果。 这就是为什么我们通过其3种不同的情景：现状，全球共享和竞争国家与2030年全球海洋趋势建立联系。
“如果不评估海洋工业的未来，就无法评估海洋燃料的未来”
这些情景代表了2030年世界和航运的替代期货，从一切照旧到全球化或更多本地化。 我们的假设可能是全球航运最复杂的情景规划模型，GloTraM是低碳航运联盟的一部分。 该模型分析了全球车队如何响应外部驱动因素，如燃油价格，运输需求和技术可用性，成本和技术兼容性。 调整吨位更换和设计/运行速度，以确保运输需求和供应之间的平衡。 该模型中的决策算法基于法规遵从和船东利润最大化的原则，非常符合未来燃料挑战的维度
GMFT 2030边界广泛但不完全包容：我们检查集装箱船，散货船/一般货物和油轮（原油和化工/产品）行业，占2007年航运业燃料需求的约70％。我们包括液体燃料 今天使用的燃料（HFO，MDO / MGO）用于生物替代品（生物柴油，直接植物油），从LNG和沼气到甲醇和氢气（来自甲烷或木材生物质）。 发动机技术包括2或4冲程柴油，柴油电动，燃气发动机和燃料电池技术。 建模中包括与检查的船型兼容的各种能效技术和减排解决方案（包括硫磺洗涤器和减少NOx排放的选择性催化还原）。 这些技术的采用会影响不同燃料的吸收。
“我们检查集装箱船，散货船/普通货物和油轮行业，占2007年燃油需求的约70％”
监管与3个总体情景中的每一个都是一致的，以反映一切照旧，全球化或本地化的趋势。 它们包括当前和未来的排放控制区域（ECA），能效要求（EEDI）和碳政策（碳税）。 石油，天然气和氢燃料价格也与现状，全球共享和竞争国家情景有关。
那么到2030年，集装箱，散货船和油轮的船用燃料组合会是什么样子呢？ 用两个词来说：逐渐减少传统。 HFO仍将在2030年左右，但每种情况的比例不同：现状为47％，竞争国家为66％，全球共享为58％。 HFO的高比例意味着对排放减排技术的高度重视。
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HFO下降份额留下的空间将由低硫替代品（MDO / MGO或LSHFO）和LNG填补，对于每种船型和场景，这将发生不同的情况。 到目前为止，液化天然气将在2030年达到最高11％的份额。 20世纪30年代全球共同体中还有氢气作为新兴航运燃料的进入，这种情况有利于吸收大量碳价格刺激的低碳技术。
与普遍看法相反，集装箱船不是LNG份额最高的部分 - 实际上它是化学品/产品油轮，到目前为止，到2030年液化天然气占其燃料组合的31％。 相比之下，集装箱船将在Global Commons中获得最多5％的LNG份额。 这可以解释为燃料混合物代表整个车队，因此吨位年龄和更新不同燃料的技术兼容性和成本效益同样重要。
“HFO将在2030年左右出现47％-66％的燃料混合物”
具有较高比例的小型船舶的区段具有最高的LNG吸收率。 这也是一个观点问题：从2010年不存在的海运市场份额来看，液化天然气将在20年内占有5-10％的份额。 我们并不是说液化天然气不会成为未来的燃料。 但是，看到今天用液化天然气建造的新船（其中许多是在利基市场/短海航运中）以及在不到一艘船的使用寿命内推翻船用燃料景观，这两个完全不同的讨论。 到2030年，甲醇在燃料混合物中不会出现任何可观的数量。可能是这个时间范围太短或者它不是一个具有成本效益的解决方案，使其再次适用于没有4个主要代表的利基市场 我们检查的船型。
虽然燃料组合表明HFO的份额下降，由替代选项填补，但在2030年，对HFO的需求至少相同（现状），如果不比其2010年的水平高23％（全球共享）。 但是，随着2030年整体燃料需求翻番，其他燃料将会有更高的增长率来满足这一需求。
显示燃料选择和情景会产生能效技术吸收，设计和运行速度的差异。 尽管由于设计速度的降低，安装功率降低，但现状和竞争国家的技术吸收率较低。 由于设计速度降低和技术吸收效率提高，Global Commons的安装功率降低更多。
“液化天然气将在2030年达到最高11％的份额。小型船舶比例较高的区域将获得最高的液化天然气吸收量”
通常，Global Commons中的安装功率在较高的发动机负载下运行，与其他情况相比，导致平均运行速度略高。 这是因为全球共享舰队的技术效率更高。 随着时间和方案之间最有利可图的燃料和机械变化，这反过来影响最佳运行速度，与同一船舶的新船相比，燃油价格更高，能效更低（例如旧）船舶以更低的速度运行 类型和大小。
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“在现状中，到2030年，航运排放量将翻一番。碳排放政策导致全球下议院的下行轨迹”
燃料组合可能是本研究的主要输出，但它不是唯一的。 GloTraM可以预测航运排放，这些都受到我们已经讨论过的相同驱动因素的影响。
船用燃料混合物本身。尽管设计和运营效率以及当前/未来政策有所改善，但2030年航运产生的二氧化碳排放量不会减少。由于贸易量的增加以及适度的碳政策和低碳的低吸收率，现状将使其排放量翻倍。燃料。由于碳政策和氢的吸收，全球共同体正在遵循类似的趋势，但随后在2025年后逐渐减少。竞争国家的排放量增长最小。
尽管缺乏碳政策，但贸易量较小，能源价格较高以及生物能源的高吸收率导致二氧化碳排放量增幅最低（56％）。
与这种情况相关的较低排放似乎具有吸引力，但其代价是航运业的低增长，更高的运营成本和更少的全球贸易。此外，在2030年，在竞争国家和现状中，排放量仍然处于上升轨道，全球船队仍然与2010年的船队相似，该行业在2030年至2050年期间没有能够应对任何政策或宏观经济风暴。相比之下，在全球公共行业中，该行业的排放达到峰值（2025年）并开始向下发展，这将有助于航运，贸易增长和全球经济发展的更稳定和可持续的长期增长。
在讨论未来的政策和运输二氧化碳排放时，值得考虑我们的计算假设，即温室气体排放来自船舶运营期间燃料燃烧活动中释放的二氧化碳。但是，如果液化天然气，生物燃料和氢气在航运中发挥更大作用，则必须考虑与上游工艺和非二氧化碳排放相关的排放，例如甲烷泄漏。这可以表明，仅基于运行排放的燃料似乎具有吸引力，具有显着更广泛的影响。在制定缓解政策时，这一点很重要。
看了各种燃料，技术，经济和监管方案，所有这些都导致了不同的未来结果，这可能是GMFT2030的主要内容？我们经常谈论引爆点，但我们预期的是进化过程而不是任何即时转变。 16年不到船舶的寿命，船舶燃料景观的戏剧性颠覆可能并不现实。另一方面，这也是一个观点问题：我们可能看不到立即的革命，但我们肯定会经历一些不断变化的趋势。
“如果替代燃料在航运中发挥更大作用，则必须考虑超出运营点的上游排放”
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“在短短16年的时间里，完全颠覆海洋燃料景观是不现实的，我们看到的是进化而不是革命”
8 GloTraM - 全球运输模型
GMFT2030使用全球运输模型（GloTraM）来分析不同燃料和技术的作用和需求。 GloTraM结合了多学科分析和建模技术，以估计航运业的可预见未来。该模型首先在基准年（2010年）中定义全球航运系统，然后根据外部驱动因素（改变燃料价格，运输需求，监管和技术可用性）演变机队及其活动。
GloTraM对现有车队进行了严格的分析，并对航运业的技术投资和运营经济性进行了分析。这种方法确保该模型与航运业及其决策过程中的利益相关者的行为非常相似，以确保他们对外部因素（如碳价）的可能响应的真实模拟。确定新建船舶和现有船舶的技术和操作规范的决策过程受船东利润最大化和法规遵从性的驱动。
GloTraM的一个重要特征是它表示技术和操作规范之间的相互作用以及技术额外性和兼容性的包含。 例如，某些技术针对给定的“设计速度”进行了优化，但随着运行速度的降低或增加，或者某些废气处理解决方案（湿式洗涤器）与发动机效率修改（废热回收）之间可能存在不兼容性，它们的节省可能会降低。 其他示例包括速度和风力辅助燃料节省之间的相互作用（较低的平均速度节省的燃料的百分比较高），或者可用于改善通过螺旋桨和控制表面的流动的某些流体动力装置组合的不相容性。 使用传统的基于边际减排成本曲线的方法经常忽略这些相互作用，但在GloTraM中会考虑这些相互作用。
GloTraM的另一个重要元素是关注基准年中车队运行参数的特征。 2010年，由于航运市场的条件，大量船只运输缓慢。 这会影响能源需求和技术的能源和成本节约潜力。 卫星AIS数据用于生成基准年的每种船型和尺寸类别的运行速度的校准，并且在每个时间步骤根据不断变化的市场条件和燃料价格修改运行速度。 关于这种方法的更多细节可以在报告“航运评估 - 使用卫星AIS数据的效率”中找到（Smith，et al。，2013d）。
GloTraM最初由RCUK能源计划和行业资助项目“碳运输”系统方法开发，劳氏船级社和伦敦大学学院是其他行业合作伙伴，非政府组织和大学的成员。
9图1全球运输模型
来源：伦敦大学学院
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本研究使用与全球海洋趋势2030（GMT2030）类似的情景规划方法和原则。情景是使用系统方法和批判性选择假设构建的未来故事。尽管长期情景很少能够实现，但是在制定情景和理解影响决策者的因素的过程中，理解可以塑造未来的因素是非常宝贵的。
经济和人口增长，资源需求，技术进步加速，大型新兴国家消费者和城市崛起等主要驱动因素将决定航运业的未来。 GMT 2030讨论了这些驱动因素如何相互作用并创造了三种可能的结果，即现状，全球共同体和竞争国家。
在本报告中，我们将对2030年海洋世界的这三种情景，结果或解释进行研究。考虑到相同的原则，我们将GMT2030情景转化为影响采用不同未来船用燃料的投入。然后，GloTraM使用这些输入并生成海洋未来燃料情景。
图2：GMT2030与本研究之间的相互作用
资料来源：LR / UCL
13图3场景规范和与GMT2030的链接
资料来源：LR / U.
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GMT 2030场景 |
描述 |
交易 资料编号：[5966] |
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