近日，國際IMO批準《國際防止船舶造成污染公約》附件六修正案草案，到2050年實現(xiàn)全球航運業(yè)凈零排放。國內交通運輸部、國家發(fā)改委、國家能源局等十部門近日發(fā)布《關于推動交通運輸與能源融合發(fā)展的指導意見》，推動建設一批綠色燃料生產基地。

在當今全球能源轉型與國內外政策驅動下，綠色低碳燃料正逐漸成為能源領域的熱門選擇，LNG（液化天然氣）、生物質LNG、綠氫、綠氨以及綠色甲醇等幾種綠色燃料備受關注。筆者分析總結了這幾種綠色低碳燃料的優(yōu)劣勢及應用場景，供業(yè)界參考。

綠色低碳燃料的優(yōu)劣勢分析

優(yōu)勢：一是LNG作為成熟的能源種類，生產技術及基礎設施成熟，生產成本較低，且容易獲得；二是具有一定的減排能力，根據(jù)DNV統(tǒng)計，相較傳統(tǒng)內燃機，LNG燃料可減少24%左右的碳排放。使用LNG作為燃料的船舶可以避免硫氧化物、可吸入顆粒物的產生，氮排放可最多降至同航程燃油的30%。

劣勢：一是仍屬于化石能源，LNG燃燒過程中，仍會有溫室氣體排放，且在運輸和加注過程中發(fā)生散逸，主要成分甲烷溫室氣體效應更強；二是液化成本高，由于低溫液態(tài)的LNG需要存放在低溫儲存罐里，絕熱燃料罐會增加船舶的建造成本，且LNG蒸發(fā)容易產生經濟損失。

LNG碳減排效果有限，可在短期內作為過渡燃料，在中遠期深度脫碳過程中競爭力弱。

生物LNG

優(yōu)勢：一是碳排放和高能量密度，與柴油相比，燃燒時幾乎沒有硫氧化物或氮氧化物，也幾乎沒有顆粒物釋放；與使用傳統(tǒng)LNG相比，生物LNG在燃燒循環(huán)中最多可將碳排放降低約92%，如果是由家庭和農業(yè)廢物生產的，其產生的碳排放則可能為負值；二是可再生性，生物質LNG是可再生能源，來源于生物質資源，即使天然氣儲量有朝一日被耗盡，生物質LNG還是有資源可用的；三是基礎設施兼容性，生物LNG可以利用現(xiàn)有的LNG基礎設施進行運輸、存儲和加注，額外投資少。

劣勢：一是生物LNG的生產成本相對較高，主要受原料收集、運輸和處理成本等因素的影響；二是原料供應不穩(wěn)定，生物質資源的供應受地域、季節(jié)等因素影響；三是技術成熟度低，未形成規(guī)模化效應。

生物質LNG減排能力強、環(huán)境污染小，是一種有潛力的清潔燃料，可作為遠期發(fā)展的綠色燃料，用于替代或部分替代傳統(tǒng)LNG。

綠氫

目前國內氫能主要用于化工生產，用作燃料的氫能占比不到0.1%。氯氫作為燃料，主要優(yōu)劣勢如下：

優(yōu)勢：綠氫通過可再生能源電解水制取，生產過程中幾乎不產生碳排放，燃燒產物只有水，也不產生碳排放，不產生硫氧化物、顆粒物等空氣污染物，是一種真正的清潔能源。

劣勢：一是生產成本高，綠氫的制取需要消耗大量的可再生能源電力，電解水設備和運營成本較高，導致綠氫價格遠高于傳統(tǒng)化石燃料。二是儲運難度大，氫氣是最輕的氣體，體積能量密度低，儲存和運輸需要高壓、低溫等特殊條件，技術和設備要求高。例如，高壓氣態(tài)儲氫瓶和低溫液態(tài)儲氫罐需要專門的材料和工藝，增加了儲運成本和安全風險；三是技術成熟度低，綠氫的生產、儲存和應用技術仍在不斷發(fā)展和完善中，部分關鍵技術尚未完全成熟。

氫燃料作為“零碳排放”清潔燃料，是交通領域尤其航運業(yè)脫碳的重要途徑之一，可作為中遠期發(fā)展的綠色燃料。

綠色甲醇

綠色甲醇是指由可再生資源生產的甲醇，主要來源包括生物質和通過可再生能源電力生產的氫氣與二氧化碳合成的甲醇。

優(yōu)勢：一是發(fā)動機改造成本較低，在發(fā)動機技術上，綠色甲醇發(fā)動機在現(xiàn)有部分雙燃料發(fā)動機的基礎上只需要進行較小幅度的改動，就可以使用甲醇作為燃料，有效節(jié)約投資成本并縮短了研發(fā)和應用周期；二是常溫呈現(xiàn)液態(tài)，儲運和使用較為方便；三是碳減排能力強。

劣勢：一是綠色甲醇燃料的熱值低，影響續(xù)航里程；二是原料獲取難，綠色甲醇只能由生物質裂解、“綠電制氫+二氧化碳捕集”兩種方式進行生產，原料受地域、季節(jié)因素影響較大，供應不穩(wěn)定；三是生產成本高，當前二氧化碳捕捉都面臨成本高的問題，不具備經濟性，商業(yè)化運作存在諸多問題。

綠色甲醇熱值低于LNG，碳減排能力稍高于生物LNG，綠色甲醇可作為中遠期發(fā)展的綠色燃料。

綠氨

綠氨是指通過使用可再生能源，如光能、水力、風能等，將水電解制備出綠氫，再和氮氣催化合成氨。

氨作為一種清潔能源，被認為是未來航運業(yè)的發(fā)展方向。氨燃料具有零排放、高能量密度、可再生等優(yōu)勢，但是目前氨燃料技術仍處于發(fā)展階段，成本較高，供應鏈不完善，需要大量投資才能實現(xiàn)商業(yè)化應用。

優(yōu)勢：一是綠色環(huán)保，氨的完全燃燒產物只有氮氣和水，對環(huán)境幾乎無污染；二是零碳排放，氨的分子式為NH3，既不含碳也不含硫，可以替代化石能源，真正實現(xiàn)零碳排放。

劣勢：一是綠氨具有腐蝕性和毒性，對儲存和運輸設備的要求極高，使得發(fā)動機的研制周期較長；二是能量密度較低，液氨燃料的能量密度低于船用柴油、LNG及甲醇，影響船舶的航程和載貨能力，根據(jù)DNV測算，相同航程液氨需要船用柴油3.1倍的燃料儲存空間，并且加注頻率也可能相應增加；三是生產成本取決于原料和工藝，目前仍處于發(fā)展階段；四是氨燃料動力裝置尚不成熟，迄今未投入商用。

綠氨零硫和零碳排放，是一種有潛力的零碳燃料，可作為遠期發(fā)展的綠色燃料。

結論

IMO航運減排新規(guī)驅動全球航運業(yè)加速向零碳燃料轉型，國內積極推動交運運輸燃料低碳轉型。LNG作為過渡燃料，長期可行性面臨嚴峻挑戰(zhàn)，綠氫燃料、綠色甲醇、綠氨是當前最具投資潛力的方向，而生物LNG可作為遠期發(fā)展的綠色燃料，用于替代或部分替代傳統(tǒng)LNG。