低溫室氣體甲烷輔助液化天然氣動力船舶合規營運

DNV新發布的一份白皮書探討了生物甲烷和電化甲烷（統稱為低溫室氣體甲烷）如何利用其與現有發動機及燃料系統的兼容性，為液化天然氣動力船舶提供一條可行的合規路徑，幫助其在溫室氣體法規日益嚴格的背景下繼續滿足排放要求。

 

• 目前已有超過800艘營運中的船舶和600多艘訂單船舶，能夠利用成熟技術和現有基礎設施直接使用液化天然氣（LNG）作為燃料。

 

• 根據引擎類型和航行區域的不同，LNG動力船舶在使用化石基LNG的情況下可保持合規至2035年左右，其中配備二衝程發動機的船舶具有更長的合規窗口期。

 

• 無需重大改造即可透過低溫室氣體甲烷實現脫碳：透過在燃料中摻混或完全切換成液化生物甲烷和電化甲烷，幫助船舶逐步降低排放。

 

• 未來低溫室氣體甲烷的推廣應用將取決於政策誘因、成本競爭力以及品質平衡會計、簿記與權益申領等取得機制。

 

除LNG運輸船外，現有800多艘船舶可使用成熟可靠的技術和既有基礎設施以LNG為動力運行，此外還有600多艘已下單建造。

 

根據《歐盟海運燃料條例》（FuelEU Maritime）法規，LNG動力船舶在使用化石基LNG的情況下可保持合規至2035年左右，具體取決於引擎配置。配備二衝程高壓雙燃料引擎的船舶合規期較長，而採用四衝程低壓雙燃料引擎的船舶（在郵輪和客滾船中較常見）合規期則相對較短。

 

利用低溫室氣體選項延長液化天然氣合規期限

 

DNV發布的《航運中的甲烷：液化天然氣動力船舶及向低溫室氣體甲烷的轉型》白皮書指出，一條潛在的合規路徑是使用與LNG相容的低溫室氣體燃料。 LNG船舶能夠相容於液化生物甲烷、電化甲烷等替代燃料。隨著溫室氣體強度要求的日益嚴格，這些船舶無需進行重大改造即可向低溫室氣體排放燃料過渡，在這一轉型中佔據有利位置。

 

「生物甲烷和電化甲烷根據生產方式的不同，可以實現極低甚至負的全生命週期排放。LNG動力船舶可以摻混或切換成這些燃料來逐步實現脫碳。」DNV高級顧問、報告首席作者Øyvind Sekkesæter解釋道。

 

法規趨嚴將推動低溫室氣體甲烷需求成長

 

根據白皮書中的需求預測，光是《歐盟海運燃料條例》的驅動下，低溫室氣體甲烷的需求量到2040年就可能達到200萬至400萬噸；而在國際海事組織（IMO）提出的淨零排放框架基礎目標情境下，這一數字最高可攀升至4,000萬至9,500萬噸。

 

在供應方面，目前低溫室氣體甲烷的產量有限，但高於其他低溫室氣體燃料選項。 2024年，全球生物甲烷產量達到約700萬噸，預計2030年將增加至約1,500萬噸。電化甲烷仍處於起步階段，目前的營運產能僅1萬噸，但已發表的項目預計在2030年前將這一數字提升至90萬噸。

 

儘管全球低溫室氣體甲烷的供應量超越目前水準的潛力很大，但航運業將與其他產業競爭這項資源。目前，大部分供應已被發電及公路運輸業所消耗。因此，航運業若要取得此類燃料，主要取決於其是否具備更高的競價能力。

 

在競爭激烈的市場中確保低溫室氣體甲烷的供應

 

法規對競爭格局的形成有決定性作用。白皮書指出，歐盟排放交易體系（EU ETS）和《歐盟海運燃料條例》等機制已激勵航運業採用低溫室氣體甲烷。隨著時間的推移，類似的全球性措施將增強航運業的支付意願以保障供應，而受政策驅動較弱的產業則可能仍對價格更為敏感。

 

Sekkesæter解釋道：”要確保低溫室氣體甲烷的供應，可能需要簽訂長期承購協議、與燃料生產商建立合作夥伴關係，或加入新興的燃料價值鏈。因此，燃料採購對船東來說既是策略問題，也是運營問題。”

 

液化天然氣加註基礎設施具備適用性

 

從技術角度來看，現有的LNG基礎設施在很大程度上可以相容於液化生物甲烷和電化甲烷，原則上可以在不進行物理改造的情況下供應這些燃料。

 

更棘手的限制因素在於經濟性和市場准入，而不是僅僅是基礎設施。截至2025年底，鹿特丹的液化生物甲烷價格約為每噸1,860美元，幾乎是化石LNG價格的三倍。然而，若將法規激勵措施考慮在內——尤其在歐盟排放交易體系下因排放量減少而降低的履約成本以及在《歐盟海運燃料條例》下的聯營收益——生物甲烷在某些歐盟境內航線上已經具備成本競爭力。

 

透過靈活機制釋放甲烷供應

 

除了產量之外，低溫室氣體甲烷的會計方式及其在各產業間的分配機制，也影響航運業能否取得這些燃料。

 

「這使得鍊式監管模型成為討論的核心，」Sekkesæter表示。 「品質平衡會計、簿記與權益申領等靈活機制，允許低溫室氣體甲烷被注入現有天然氣管網，並將其分配給終端用戶，而無需將燃料實際運輸到特定地點。」這些模式可以顯著降低分銷成本和物流複​​雜性。

 

在歐洲，《歐盟海運燃料條例》和歐盟排放交易體係等法規允許採用品質平衡核算，使航運業能夠透過現有基礎設施取得低溫室氣體甲烷。然而，全球範圍內還不具備類似的靈活性，此外缺乏靈活的鍊式監管模式意味著需要進行液化處理和專門的配送。相較於那些可以直接利用現有天然氣管網的產業，航運業將處於不利地位。

 

管理甲烷逃逸的多種措施

 

上游的討論集中在燃料的穩定供應和成本上，但甲烷逃逸仍然是一個關鍵的船上技術難題，這和使用LNG有關。

 

不同引擎類型的甲烷逃逸程度各異，這直接影響船舶的「油井到尾流「（well-to-wake）排放表現。為此，引擎設計廠商近年來透過燃燒優化和硬體升級，顯著降低了甲烷逃逸，尤其是低壓引擎。

 

「重要的是，使用實際運行中的測量數據，而不是保守的預設假設，這可以改善對甲烷逃逸的評估，尤其是對於現代雙燃料LNG引擎而言。這直接影響合規，因為甲烷逃逸越低意味著溫室氣體強度評分越好，」Sekkesæter表示。

 

營運實務同樣起著關鍵作用；優化引擎調校和負載管理等措施可以進一步減少甲烷逃逸。包括氧化催化劑在內的後處理技術也可能是另一層減排手段。

 

液化天然氣動力船舶如何在淨零轉型中持續發揮作用

 

從理論和實務上講，LNG動力船舶可以充當通往淨零航運的橋樑，前提是要形成一個支持性的生態系統，包括低溫室氣體甲烷的規模化生產、靈活的鍊式監管框架，以及足夠的支付意願，以便在與其他行業的競爭中保障燃料供應。

 

短期來看，LNG動力船舶的船東可以專注於提高能源效率、優化引擎性能以及減少甲烷逃逸，從而降低燃料消耗和合規成本。同時，密切注意法規動態也至關重要，尤其是即將出台的「油井到油箱「（well-to-tank）排放及鍊式監管模式的決策。

 

Sekkesæter總結：「最終，LNG在航運業中的角色不僅要看其化石燃料屬性，更取決於它能否助力航運業向液化生物甲烷、電化甲烷等低溫室氣體燃料過渡。正如《航運中的甲烷：液化天然氣動力船舶及向低溫室氣體甲烷的轉型》白皮書所表明的，這個機會是真實存在的：只要具備合適的條件，目前的LNG動力船隊已經擁有一條實現更低排放的路徑。

 

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