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航运在全球能源转型中的作用

2022年11月 免费的

航运是全球贸易不可或缺的一部分,按运量计算运输约80%的货物(UNCTAD, 2021年). 2021年,能源产品占全球海运贸易的36%, 大约15%的煤, 全球17%的天然气和64%的石油通过船舶运输(Clarksons, 2022a). 能源系统和航运业之间的相互作用是新供应链能否成功实现能源转型的关键决定因素,这一能源转型与将全球变暖限制在1以内相适应.5˚C.

这个报告, 受宝博体育APP委托,由曼彻斯特大学廷德尔气候变化研究中心的研究人员撰写, 提供关于不同全球能源情景对航运业的影响的见解,以努力将全球气温上升限制在1.5˚C,以及航运支持全球低碳转型的机遇.

执行概要

全球能源转型的规模

各国必须将全球升温控制在1摄氏度以下.5˚C ——符合《宝博体育APP》. 即使在升温1˚C的情况下,气候对人类和自然的影响也已经是广泛的,而且还在不断增加. 超过多个气候临界点的风险在1.5˚C和2˚C.

为了达到巴黎的目标, 宝博体育APP需要在这个十年里实现前所未有的大规模二氧化碳减排, 在2050年左右实现零排放的道路上. 时间表非常紧迫. 拖延是不行的.

应对这一挑战对全球能源使用具有深远影响, 以及提供能量的系统. 一套能源情景,将温度上升限制在1.本报告评估了5˚C. 到2050年,能源系统的五个变化在这些情景中是一致的:

  1. 全球能源消费总量减少,主要原因是能源效率提高;
  2. 全球经济许多部门的快速电气化;
  3. 电力部门快速脱碳, 风能和太阳能将大幅增加,取代煤炭和天然气;
  4. 迅速减少煤炭、石油和天然气的使用;
  5. 氢和生物能源等低碳燃料的使用增长.

然而, 这些变化的交付目前偏离了轨道. 迫切需要政府采取更加果断的行动.

实现巴黎目标对航运业的影响

如果意识到, 这些能源系统的变化将对航运业产生深远的影响, 目前航运行业36%的贸易是运输能源产品, 主要是石油, 煤和天然气. 在未来, 航运将运输不同的燃料, 不同的数量, 在不同国家之间, 如果是1.5˚C的情景成为现实,这种转变将在一年内真正开始 时间范围短至几个月和几年. 这意味着挑战和机遇.

总体而言,船舶运输能源产品的组合发生了变化,而总量 能源产品出货量下降:新燃料运输的增长被石油和煤炭运输的更大幅度下降所抵消. 图A显示了1中燃料的潜在出货量.这里回顾的5˚C情景与今天相比.

显示1个潜在海运贸易结果的图表.5 c-scenarios
潜在的海运贸易成果.5˚C场景, 假设新兴低碳燃料的贸易水平更高,碳捕获和存储技术的大规模部署.

这些场景表明a 1.5˚C的转变减少了全球煤炭的数量, 油气产量, 运输和消耗, 增加了氢和生物量的数量氢以氨的形式通过轮船运输.

为了实现这些场景, 航运业需要为快速转型做好准备,不再以运输煤炭和石油作为能源消费. 从这个十年开始削减. 到2050年,煤炭出货量下降90-100%,石油下降50-90%. 尽管天然气的消耗量也在下降, 这种气体的很大一部分是由船舶运输的, 因此,在中期,航运行业预计天然气产品将继续发挥作用.

未来生物能源和氨的出货量有可能与今天的煤炭和天然气出货量一样高. 从技术上讲,该行业实现这些增加的出货量并不困难, 鉴于现有的基础设施和对货物的熟悉程度. 不过, 这种增长仍然无法抵消海上能源产品运输的总体下降.

计划与实际进展之间的差距.5˚C

氢燃料为航运业带来了重大机遇. 然而, 低碳氢气的计划生产之间存在很大差距, 需要什么来实现这些1.5˚C场景. 国际能源机构估计,到2030年,低碳氢产量将达到2400万吨 1.5˚C的情景至少需要这个数字的两倍. 此外, 包括这2400万吨的大部分项目仍处于概念或可行性阶段. 尽管项目公告正在迅速增加, projects with final investments decisions are scarce; with project developers unsure of potential markets, 潜在消费者对供应商不确定. 现在需要更强有力的政策,将最近对氢的兴趣激增转化为实际项目, 并连接消费者和生产者.

2030年提出的低碳氢(绿色)与1所需要的之间的差距.5˚C场景(蓝/红)
2030年提出的低碳氢(绿色)与1.5˚C场景(蓝/红). 此处表示的IRENA值合并了现有和当前用途的低碳氢(黄色).

对低碳氢的需求有两个来源. 首先,取代目前高碳密集型的“灰色”制氢方法. 第二,1.5˚C情景假设氢在新用途(例如工业)中的需求不断增长, 航运, 航空与发电. 这也必须是低碳的. 目前,灰色氢的生产地点往往非常接近它的使用地点,运输需求很低. 然而, 特别是绿色的氢, 生产国可能远离消费市场, 绿色氢气的运输将是必要的, 要么用管道,要么用轮船. 随着距离的增加,航运将更可取.

以氨的形式运输氢在经济上更有效. 然而,在目的地将氨转化为氢会有成本损失. 因此, 对绿色氢生产商来说,最好的出口市场可能是那些直接使用氨的国家, 例如在化肥生产中,避免了再转化的需要. 增加绿色氨的生产和运输带来的五个启示是:

  1. 现有的 化肥制造业是最大的潜在市场 到2030年实现低碳氢,同时新能源使用量扩大.
  2. 当务之急是 现有的氢气生产很快脱碳, as part of the wider global energy transition; grey hydrogen production is highly carbon-intensive, 其二氧化碳排放量相当于整个航运业.
  3. 进口绿氨罐 减少对天然气的依赖对于许多国家围绕能源安全的战略目标来说,这一问题日益重要.
  4. 绿色氨正在成为 经济上可行的 ——最近天然气价格上涨, 并落在电解槽中, 风能和太阳能的成本, 意味着在欧盟, 进口绿氨比国产灰氨生产更便宜, 比两年前认为的要早10年左右.
  5. 航运业也需要这样做 增加氨载体的数量到2010年下半年,中国将加快速度,每年建造约20艘大型船舶. 这代表着最近每年5艘船的速度在扩大.

生物能源的使用在逐年增长.5˚C情景,但需要遵守可持续性影响的严格要求. 生物质和生物燃料的出货量很可能都将增长, 尽管生物能源生产的可持续水平存在很大的不确定性, 以及增长最快的国家.

对于生物能源来说,计划中的项目和所需的雄心之间也存在差距. 然而,在过去十年中,生物燃料的年增长率为5% 可持续生物燃料的增长率需要提高到每年7%至18%之间 交付这1个.2030年5˚C的情景.

由于对低碳氢和第二代生物能源产品的可持续市场缺乏信心,生产规模扩大似乎陷入了停滞. 如果要使这些燃料达到所需的水平,政府和投资者就需要采取行动.

决策者的优先事项

有一个协调问题可能会使氢的开发处于不稳定状态, 在做出最终投资决定之前,氢气项目需要买家, 计划转向氢燃料的行业也不确定供应. 此外,为了将氢产品从生产商运送到消费者,往往需要进一步进行重大基础设施投资. 因此,当务之急是在未来几年将目前对氢的兴趣激增转化为实际项目.

国家氢战略的消费国需要宝博体育APP地关注进口,如果两者之间的差距需要1.5˚C的情景和实践中正在实现的是及时关闭. 欧盟最近提出的到2030年进口1000万吨绿色氢气的RepowerEU目标就是一个积极的例子, 但需要有扶持政策的支持. 四个例子是:

  1. 德国H2Global合同差价双拍卖提案是一个积极的发展, 提供 保证生产者和消费者的市场和价格.
  2. 国家间的双边合同可以在更大程度上发挥作用 -反映了澳大利亚液化天然气行业在与中国签订长期大批量合同后在2010年代的加速增长.
  3. 应该出台增加绿色氢比例的规定印度也在为其化肥和炼油行业进行开发.
  4. 宝博体育APP的生产国也需要更强有力的政策——最近《宝博体育APP》中规定的每公斤3美元的H2生产信贷就是一个积极的例子 哪个能带来指数级增长 美国的绿色氢气生产.

可能产量与1.5˚C的要求使各国更加迫切需要 将低碳氢视为一种有价值的资源,谨慎部署,不要用于有更便宜、更高效替代品的行业,例如地面运输和家庭供暖. 氢战略应优先降低现有的氢消耗, 以及替代选择较少的行业——比如航运.

因为航运的国际性, 航运业有可能会从国家战略的大网中溜走, 在进口或出口氢的基础设施投资方面都是如此, 以及航运业未来对氢的使用. 不同行业对新氢需求的不同增长速度对航运业有两个主要影响.

第一个, 从短期来看,航运业不太可能为绿色氢项目提供急需的需求侧动力. 这一角色将落在现有氢气脱碳工艺上. 如果发生这种情况, 航运业将在更广泛的能源转型中发挥重要作用, 连接生产者和消费者. 在全球范围内,氨运输已经建立了广泛的基础设施, 以及使用经验. 新的氨运输船的年建造率,以满足1中不断增长的氨需求.5˚C的情景很高——每年约有20个大型载体——但这在前几年所取得的成绩范围内.

其次,由于该行业的资产周转缓慢, 到21世纪30年代和40年代,航运部门才会成为氢产品的主要用户包括氨,以使其自身的操作脱碳. 但现在需要采取措施,确保基础设施及时开发,以便在21世纪30年代迅速扩大规模. 新的氨载体需要设计成以氨为燃料 在加油基础设施的开发和部署中获得协同效应. 整体, 到2030年,航运业使用的燃料中至少有5%需要低碳, 作为21世纪30年代更快速部署的平台. 除了, 部署绿色氢枢纽和走廊倡议, 以及其他连接生产者和供应商的措施 将被要求. 国际清洁能源海洋中心的工作, “零排放联盟”的绿色走廊发挥了作用, 新加坡和鹿特丹的加油计划, 等, 最近的例子是宝博体育APP所需要的吗.

关键是,低碳氢和可持续生物燃料的成功 严重依赖于健全和强制的机制 确保充分考虑到全生命周期排放和其他可持续性影响, 真正的可持续性和温室气体(温室气体)效益得以实现. 这意味着确保生物能源生产不会导致森林砍伐或与土地用于粮食的基本用途发生冲突, 生物能源和氢气都是如此, 上游和下游的温室气体排放都进行了测量. 需要加强明确的会计方法, 整个能源部门的整合和一致.

航运部门将在促进全球能源转型方面发挥关键作用,以保护人类和自然免受气候变化日益恶化的影响. 尽管它可以预期在1年内运输的能源产品数量要低得多.在未来5˚C的情况下,该部门在促进新型低碳能源产品贸易方面发挥着至关重要的作用.

如果航运业能够促进可持续燃料的更快增长, 它将在缩小宏大的理论计划和适合子孙后代的现实世界之间的差距方面发挥先锋作用