年排10億噸二氧化碳 航運業減碳成國際共識

航運業每年排出大量溫室氣體，據聯合國統計，全球航運業每年排放的二氧化碳約10億噸，約佔全球溫室氣體排放量3%，確實有致力於減少碳排放的必要性。即使存在著「卡船」的斷鏈危機，後疫情時代貿易仍持續活絡，若沒有任何政策改變而放任排放量以現行趨勢上升，2050年的排放量將翻一倍。

因此IMO除設定2050年前達成淨零排放的目標外，也將2008年設定為基準年，分別制定於2030年、2040年達到減少碳排放達30%及70%的目標。

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IMO的新規定要求船運業管控現有船隻的能源效率，這代表著若旗下的貨輪過於老舊、燃油效率不佳，就只能透過減少載貨、降低航速來減少排放，如果以上兩者都行不通，就只能無限期延後出航，或是直接購置新船。但無論哪一個選項，都將衝擊業者營收，以及整體航運業量能。

因此，各界開始將腦筋動到燃料上。以再生能源為例，今（2023）年8月，三菱公司所有的貨輪「羅盤座海洋號」（Pyxis Ocean）搭載了兩座由英國BAR 科技公司和雅苒海洋技術公司開發的「風翼」（WindWings）金屬翼帆，將從新加坡啟航前往巴西。雖然有評論譏為「重返風帆時代」，這仍然是以再生能源作為貨輪替代能源的一大突破。 

這是風翼技術的首次運用。據設計團隊估計，一座翼帆每日可以節省1.5噸燃料、4.65噸二氧化碳排放量。然而，即使貨輪具備風力發電能力，如果僅依靠風力作為動力，貨輪只能達到5節半以上的速度。雖然無法完全取代燃油的主驅動地位，但可以期待未來後續透過改良設計並實裝在其他貨輪，無疑是一個好的起點。

綠色燃料前景可期 甲醇動力引擎船熱潮增

除了已大量應用在陸上交通工具的氫能之外，現階段船運公司較矚目的能源是「甲醇能」。最早的甲醇動力雙引擎貨輪「挪威船級社級」（DNV class）在2016年問世。 

今年6月，全球最大的貨櫃船運經營公司及貨櫃船供應商快桅集團（Maersk）也宣布向中國揚子江船業訂購6艘9000 TEU（20呎標準貨櫃）貨輪，都將配備可使用燃油及甲醇為燃料的雙引擎。

此外，快桅集團在2021年承諾任何新下訂的船隻都將使用綠色燃料；到了2023年，快桅集團總共已下訂25艘可使用甲醇燃料的貨輪，約占全球訂單的20%。

甲醇的能源效率較低，需要的儲存空間較其他傳統作法大。圖片來源：2427999/ Pixabay

使用甲醇作為燃料的好處在於，醇類的製造技術已十分成熟，且中國、美國與歐洲都有工廠可以大規模生產。雖然甲醇主要產自化石燃料，但現行技術已可產出利用農業、林業的有機廢料、甚至是大氣中的氣體製成的「綠色」甲醇。

據全世界最大甲醇生產商及供應商梅賽尼斯（Methanex）統計，與傳統航運用燃料相比，甲醇約可減少95%的硫化物、PM2.5及80%的氮氧化物排放，且生質甲醇、「綠色」甲醇具備高度碳中和的潛力；新加坡甲醇研究會（Methanol Institute）則估計，用太陽能、風能等綠能製造的甲醇，其碳排放可減少超過90%，不過若使用傳統電網電力，則可能超過原本燃料碳排放。

DNV的替代能源紀錄中，已將甲醇的製造方式分類為「綠色」、「藍色」及「灰色」，市場未來將可以自行選用偏好的方式生產甲醇，DNV更估計「綠色甲醇」在2024年至2025年就有機會邁向大規模、商業化生產，小規模生產則可能更早達成。

即使極具潛力，甲醇仍有許多缺點，像是為了要產出等量的能源，甲醇的儲存槽需比傳統的重油儲存槽大上2.5倍、比液態天然氣則大上1.3倍，而其閃燃點為11～12°C，除了極為易燃還有毒性，因此在技術還未成熟前，以甲醇作為能源的船隻仍將以較為小型的為主。

北歐國家正在積極研發氨能貨輪。圖片來源：擷取自NoGAPS報告

有潛力但仍實驗中 北歐研發氨能貨輪

另一個正在實驗的燃料則是「氨」，最為積極開發的是北歐國家。由北歐部長理事會（Nordic Council of Ministers）下的北歐創新組織（Nordic Innovation）啟動的〈北歐綠色氨能船隻〉計畫（NoGAPS），目的是希望開發出由氨驅動的貨輪。 

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這項2020年啟動的計畫與國際海事組織合作，總共分為三個階段。第一階段的NoGAPS 1主要是向供應鏈中的利害關係人進行公開募資，現在所處的第二階段NoGAPS 2則是進行商業設計與改良，而最後的NoGAPS X則是正式進行建造。

氨能貨輪目前仍停留在研發階段，且與甲醇有相同疑慮，氨同樣也對人體有害，且高度易燃、易爆還有腐蝕性。如果要做為燃料使用，除了設計以外，其儲存與處理都需要有一系列完整的配套措施。

在國際低碳風潮的吹動下，替代能源的開發其實早就開始，如今加上聯合國的推動，其進程將會持續加速。世界經濟論壇（World Economic Forum, WEF）指出，船運業如被視為國家，將成為全球第六大碳排放國，如果能夠有效改善其碳排，無疑將對氣候變遷治理帶來正面的影響。

參考資料：

BBC（2023年8月21日）The International Maritime Organization has set a net-zero goal "by or around 2050". What is needed to reach this?

MIT Technology Review（2023年7月11日）The UN just set a net-zero goal for shipping. Here’s how that could work.

UNILAD（2023年8月21日）World's first wind-powered cargo ship sets sail with groundbreaking giant metal 'wings'

YARA Marine Technologies，WindWings

DNV（2018年10月9日），Alternative fuels: the options

DNV（2022年11月24日），Methanol as an alternative fuel for container vessels

DNV（2023年4月20日），Methanol as fuel heads for the mainstream in shipping

A growing order book f

Maritime Professionals（2023年3月7日），The potential of alternative fuels in the shipping industry

Maersk（2023年6月26日），Maersk orders six methanol powered vessels

Methanex，Methanol as a Marine Fuel

Mærsk Mc-Kinney Møller Center for Zero Carbon Shipping（2022年6月30日），New analysis: Ready, set, decarbonize!

Mærsk Mc-Kinney Møller Center for Zero Carbon Shipping（2023年3月29日），Nordic Green Ammonia Powered Ships (NoGAPS)

Nordic Innovation，Feasibility assessment of an ammonia-fueled gas carrier design

Nordic Innovation（2021年），NoGAPS: Nordic Green Ammonia-Powered Ship

Nordic Innovation，The Nordic Green Ammonia Powered Ships (NoGAPS)

Energy Monitor（2023年3月14日），Amogy to unveil world’s first ammonia-powered, zero-emission ship

Canary Media（2022年11月10日），The race is on to build the world’s first ammonia-powered ship

Methanol Institute，Carbon Footprint of Methanol

※本文轉載自《低碳生活部落格》，內容由台達電子文教基金會及台灣環境資訊協會共同企劃。