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2023年造船行業(yè)研究報(bào)告 船舶減排路徑呈現(xiàn)多元化特征

2023-06-26 17:52:41 來源:廣發(fā)證券

評(píng)論
一、百年變革:站在全球航運(yùn)業(yè)零碳之路的起點(diǎn)

(一)航運(yùn)業(yè)碳中和:各階段目標(biāo)明確,多方協(xié)作加速轉(zhuǎn)型進(jìn)程

全球航運(yùn)業(yè)減排方向清晰,加速轉(zhuǎn)型之路開啟。根據(jù)巴黎協(xié)定的目標(biāo),航運(yùn)業(yè)必須 在2030年前大規(guī)模使用零碳燃料,并在2050年前實(shí)現(xiàn)完全脫碳。根據(jù)IMO官網(wǎng),全 球航運(yùn)業(yè)目前的減排目標(biāo)是2030/2050年的碳強(qiáng)度指數(shù)較2008年分別降低40%/70%。 今年1月1日起,針對(duì)現(xiàn)有船只的碳強(qiáng)度指數(shù)及排放指數(shù)正式生效,航運(yùn)業(yè)的低碳轉(zhuǎn) 型之路開始加速。

轉(zhuǎn)型新特征:全產(chǎn)業(yè)鏈深度參與,共同發(fā)力加快行業(yè)轉(zhuǎn)型。行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型從政策推 動(dòng),逐步轉(zhuǎn)向全產(chǎn)業(yè)鏈的主動(dòng)合作參與。政策層面,針對(duì)減排目標(biāo),國(guó)際海事組織 等權(quán)威機(jī)構(gòu)從2018年起陸續(xù)設(shè)置EEDI,EEXI,CII等指標(biāo)體系,對(duì)新造船和現(xiàn)有船 只碳減排進(jìn)行規(guī)范。船東層面,各龍頭船東通過建設(shè)替代燃料船只、加快替代燃料 產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)投入、加強(qiáng)新技術(shù)研發(fā)等方式來加速減碳動(dòng)作的落地。馬士基、地中 海為首的海外龍頭船東制定了較行業(yè)更為超前的減碳目標(biāo)。船廠及設(shè)備廠層面,通 過積極開發(fā)使用替代燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)與適配船型,加大了綠色環(huán)保船只及核心設(shè)備的 研發(fā)創(chuàng)新,有力地支撐行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型。貨主及保險(xiǎn)公司層面,保險(xiǎn)業(yè)通過了《海上 保險(xiǎn)波塞冬原則》,以提高碳排放的透明度,目的是指導(dǎo)和支持海洋保險(xiǎn)客戶采用 和調(diào)整業(yè)務(wù),使之符合航運(yùn)業(yè)的減碳目標(biāo)。貨主端,包括亞馬遜、宜家和聯(lián)合利華 在內(nèi)的九家大公司已簽署承諾,到2040年完全使用零碳燃料海運(yùn)。


(資料圖片僅供參考)

今年EEXI與CII指標(biāo)已經(jīng)開始生效,影響深遠(yuǎn)。2020年11月的會(huì)議上引入現(xiàn)有船舶 能效指數(shù)EEXI及碳排放強(qiáng)度指數(shù)CII。兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)均自2023年起開始實(shí)行,對(duì)不同船 型有15%-50%減排要求。CII指標(biāo)呈現(xiàn)逐年收緊的態(tài)勢(shì),目前來看2023年相較于2019 年中樞目標(biāo)降低2%左右,2024-2026年平均每年繼續(xù)收緊2%左右,引導(dǎo)行業(yè)長(zhǎng)期減 碳節(jié)能。

行業(yè)政策漸進(jìn)深化,MEPC 80會(huì)議有望見證政策升級(jí)。環(huán)保政策的出臺(tái)制定并非一 蹴而就,而是不斷升級(jí)完善,長(zhǎng)期政策方向明確。2023年7月將召開IMO新一期MEPC 80環(huán)保會(huì)議,關(guān)于航運(yùn)減排有較多的議題內(nèi)容待討論通過。其中比較重要的議題包 括關(guān)于溫室氣體燃料標(biāo)準(zhǔn)制定,以及關(guān)于征稅、獎(jiǎng)勵(lì)、補(bǔ)貼和統(tǒng)一費(fèi)率等經(jīng)濟(jì)性減 排手段的落實(shí)。政策措施的不斷完善,力度不斷提升,范圍不斷擴(kuò)大,有望加速船 東的升級(jí)轉(zhuǎn)型,促進(jìn)各方加大該領(lǐng)域的投資研發(fā)。

(二)節(jié)能減排手段多元,降速航行與替代燃料優(yōu)勢(shì)凸顯

船舶減排路徑呈現(xiàn)多元化特征,多種減排措施并舉是船東的理性選擇。短期主要依 賴降速航行、動(dòng)力輔助、航行設(shè)計(jì)、替代推進(jìn)技術(shù)、優(yōu)化船舶設(shè)計(jì)等方式實(shí)現(xiàn)一定 程度的碳排放降低;不同技術(shù)手段的適用范圍、改造成本、實(shí)際效果有一定差異, 其中降速航行簡(jiǎn)單易行,具備通用性,成為短期減排的關(guān)鍵手段。長(zhǎng)期碳中和目標(biāo) 則還需依賴可替代能源為核心的替代燃料技術(shù)及碳捕獲技術(shù)的幫助,其中可替代燃 料逐步成為船東主流的選擇。

降速航行是短期內(nèi)最優(yōu)減排方案。根據(jù)Ricardo咨詢,優(yōu)化船舶設(shè)計(jì)、發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)提 升與替代推進(jìn)器技術(shù)的碳減排潛力有限,僅動(dòng)力輔助與航行設(shè)計(jì)可能實(shí)現(xiàn)較高的碳 減排效果。其中,航行設(shè)計(jì)中以降速航行是兼具高技術(shù)成熟度,低成本且減排潛力 較大的減排方案。在減速10%/20%/30%的不同假設(shè)下,能夠在無投資成本基礎(chǔ)上, 實(shí)現(xiàn)10-15%/18-28%/24%-38%的溫室氣體減排潛力。

從長(zhǎng)期來看,真正實(shí)現(xiàn)碳中和需要依賴替代燃料的進(jìn)一步成熟,具有100%減碳潛力 的碳減排途徑只有替代燃料與碳捕獲,二者通常需要配合使用。100%減碳要求燃料 生產(chǎn)需要使用可再生能源與可再生原料。從目前的研究成果看,以替代燃料為核心, 以動(dòng)力技術(shù)、能效技術(shù)、碳捕捉技術(shù)為輔措施的綜合解決方案,可能將成為航運(yùn)業(yè) 減排的關(guān)鍵舉措。

(三)船東減排目標(biāo)超前,借力減碳周期強(qiáng)化長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力

全球龍頭船東明確減碳目標(biāo),整體目標(biāo)較IMO更為激進(jìn)。全球龍頭船東將減碳作為 中長(zhǎng)期核心戰(zhàn)略,制定了中期、長(zhǎng)期減碳目標(biāo)。從船東的減碳目標(biāo)上看,整體減碳 力度大于IMO的規(guī)定要求,充分體現(xiàn)責(zé)任擔(dān)當(dāng)。法國(guó)達(dá)飛、馬士基2030年目標(biāo)航運(yùn) 排放強(qiáng)度約50%(與2008年相比),較IMO在2030年降低40%的目標(biāo)更為激進(jìn)。從 實(shí)現(xiàn)零碳的目標(biāo)時(shí)間看,馬士基目標(biāo)2040實(shí)現(xiàn)零碳最為激進(jìn),赫伯羅特、達(dá)飛。地 中海目標(biāo)分別在2045-2050年實(shí)現(xiàn)零碳,較IMO對(duì)2050實(shí)現(xiàn)70%碳強(qiáng)度降低的目標(biāo) 也更為激進(jìn)。此外,各船東還推出碳排放計(jì)算器等方式,加大對(duì)自身船隊(duì)碳排放水 平的披露和監(jiān)測(cè),加速落實(shí)減碳目標(biāo)。各大船東所采取的減碳措施包括采用可替代 燃料、使用碳排計(jì)算器以及布局可替代燃料上下游投資等。

船東強(qiáng)化減碳技術(shù)布局,借力減碳周期強(qiáng)化長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力。航運(yùn)業(yè)節(jié)能減碳亟需大量 的研發(fā)投入、基礎(chǔ)設(shè)施布局,龍頭船東憑借自身強(qiáng)大的資金實(shí)力、前瞻的戰(zhàn)略布局, 圍繞減碳技術(shù)、替代燃料船、替代燃料供應(yīng)鏈體系等多維度進(jìn)行布局,借力減碳周 期,強(qiáng)化下一個(gè)百年的長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力。 總體來看,海外船東處于低碳轉(zhuǎn)型的引領(lǐng)地位,但對(duì)于替代燃料船的長(zhǎng)期路線有所 分歧。當(dāng)前,各船東已大量采用LNG船,但下一步對(duì)于其他燃料的傾向性有所差異。 法國(guó)達(dá)飛、中遠(yuǎn)海運(yùn)與馬士基都在積極訂購甲醇燃料船,中遠(yuǎn)海運(yùn)的未交付訂單中, 甲醇燃料船占比超過30%,CMA CGM的未交付訂單中,甲醇燃料船數(shù)量?jī)H次于LNG 燃料船。馬士基2021-2022年下訂的19艘船全部為甲醇動(dòng)力船。赫伯羅特傾向于生 物柴油,地中海則傾向于燃料電池的研發(fā)。

各船東還在不同類型燃料市場(chǎng)進(jìn)行布局,包括投資、參與試驗(yàn)、與供應(yīng)商達(dá)成合作 等。當(dāng)前可替代燃料的生產(chǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到航運(yùn)的需要,各船東希望通過部署新能源生 產(chǎn)的上下游產(chǎn)業(yè)搶占未來的先機(jī)。最早對(duì)甲醇行業(yè)布局的是馬士基,除了主動(dòng)投資 綠色甲醇生產(chǎn)市場(chǎng)以外,還對(duì)清潔能源的創(chuàng)新公司進(jìn)行投資。關(guān)注空氣捕獲技術(shù)、 液體木質(zhì)素技術(shù)等。部署生物柴油生產(chǎn)行業(yè)的代表是中遠(yuǎn)海運(yùn)與赫伯羅特,中遠(yuǎn)海 運(yùn)在可持續(xù)報(bào)告中提到以“中遠(yuǎn)休斯敦”為生物燃油使用船開展生物燃油試用,評(píng) 估相比傳統(tǒng)燃油可降低15%碳排放量。東方海運(yùn)國(guó)際以“東方橫濱”號(hào)完成生物燃 料試航,預(yù)計(jì)可減少15%-20%碳排放。赫伯羅特也已經(jīng)進(jìn)行生物燃料測(cè)試并制定了 擴(kuò)大生物燃料采購的目標(biāo)。

二、替代燃料船:減碳終極方案,經(jīng)濟(jì)性臨界點(diǎn)已至

(一)背景:減排降速影響運(yùn)營(yíng)成本,替代燃料船優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)

EEXI及CII標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行促使老舊船舶降速航行,船東成本及運(yùn)力面臨挑戰(zhàn)。根據(jù)IMO 日益嚴(yán)苛的現(xiàn)有運(yùn)力排放標(biāo)準(zhǔn),降速減排成為現(xiàn)有運(yùn)力滿足標(biāo)準(zhǔn)的最簡(jiǎn)單可行方案。 根據(jù)航運(yùn)數(shù)據(jù)平臺(tái)VesselsValue平臺(tái)數(shù)據(jù)顯示,航運(yùn)業(yè)中散貨船隊(duì)的滿足上述IMO 低碳法規(guī)合規(guī)率最低,為10%,油輪最高,為30.4%,集裝箱船舶則居中為25.6%。 降速政策主要影響中老齡船舶,且降速幅度隨著政策要求不斷收緊。目前全球EEXI 及CII標(biāo)準(zhǔn)對(duì)老齡船舶影響更大,根據(jù)DNV給出的預(yù)測(cè),目前船舶的降速比例通常在 15-30%之間。因此假設(shè)船舶的降速比例按照船齡在15-30%之間分布,船齡越高, 由于其燃油效率低,油耗高等問題,將導(dǎo)致降速比例升高。且隨著行業(yè)減排標(biāo)準(zhǔn)的 不斷提升,降速影響的船只范圍和幅度將不斷提升。

量化測(cè)算:降速航行對(duì)散貨與油輪船短期影響有限,降幅在2-3%之間;對(duì)集裝箱船 影響相對(duì)更大。我們測(cè)算的核心假設(shè)包括(1)降速幅度:我們根據(jù)DNV給出的不同 船型的降速幅度,假設(shè)船齡越大,降速幅度最大,最高降速幅度取DNV預(yù)測(cè)的上限。 (2)設(shè)計(jì)航速與實(shí)際航速:由于降速是指航速上限較設(shè)計(jì)航速的變化,我們根據(jù)不 同類型船舶設(shè)計(jì)航速的差異,根據(jù)水上物流網(wǎng)數(shù)據(jù),假設(shè)散貨/油輪/集裝箱船的設(shè)計(jì) 航速取15/15/22節(jié)。對(duì)供給影響主要體現(xiàn)在限速后的航速上限與實(shí)際航速的比較關(guān) 系,根據(jù)Clarksons,我們假設(shè)散貨/油輪/集裝箱船的實(shí)際航速分別為12/12/19節(jié)。 (3)船齡結(jié)構(gòu):我們根據(jù)Clarksons中關(guān)于船舶歷年交付數(shù)據(jù),測(cè)算目前各個(gè)細(xì)分 船型的船齡結(jié)構(gòu)。(4)23-24年供給降幅:我們根據(jù)不同船齡結(jié)構(gòu),對(duì)各自的降幅 進(jìn)行加權(quán)計(jì)算,得出EEXI標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于全行業(yè)供給影響幅度的大致估算。(5)2030年 降速預(yù)測(cè):我們主要聯(lián)合國(guó)發(fā)展貿(mào)易協(xié)會(huì)《Assessment of the Impact of the IMO Short-Term GHG Reduction Measure on States》論文中給出的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)作為參考 結(jié)論。

盡管EEXI短期影響有限,但將從成本和運(yùn)力雙維度給船東帶來挑戰(zhàn)。由于監(jiān)管范圍、 執(zhí)行力度仍有不確定性,因此實(shí)際EEXI的影響可能偏離我們的測(cè)算,實(shí)際效果仍需 要跟蹤驗(yàn)證。但可以確定的是,EEXI和CII政策的出臺(tái)和不斷完善,對(duì)船東未來運(yùn)營(yíng) 成本和運(yùn)力規(guī)劃帶來新的挑戰(zhàn),也吹響了加快綠色轉(zhuǎn)型的號(hào)角。 環(huán)保船相比常規(guī)燃料船存在航速增益,且增幅處于波動(dòng)上升趨勢(shì)。環(huán)保船無需出于 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)降速航行,相比于非環(huán)保船能夠提供1%-5%的航速增幅,從趨勢(shì)線來看, 航速增幅處于波動(dòng)上升的狀態(tài),且2020年第四季度開始,增幅上升的趨勢(shì)更加明顯 在船型來看,液化氣運(yùn)輸環(huán)保船的航速增幅最為明顯,對(duì)散貨船與油輪來說,航速 的增幅在大部分船型之間沒有表現(xiàn)出明顯的差異。對(duì)于散貨船來說,輕便型散貨船 的航速增幅水平略微高于其他船型,特別從2020年第四季度開始,散貨船中的輕便 型散貨船的航速增幅優(yōu)勢(shì)更加明顯。

(二)模型測(cè)算:對(duì)比新/老傳統(tǒng)船只,替代燃料船經(jīng)濟(jì)性臨界點(diǎn)已至

替代燃料船與傳統(tǒng)船型經(jīng)濟(jì)性對(duì)比主要涉及到箱位損失、航速、油耗、燃料價(jià)格、 造價(jià)等多因素考量,構(gòu)建完善模型探討對(duì)產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)把握具有重要意義。替代燃料船 與傳統(tǒng)船舶經(jīng)濟(jì)性對(duì)比是船東考量未來是否加大造船投資的關(guān)鍵模型。當(dāng)替代燃料 船相較于傳統(tǒng)老船、新船均具有明顯優(yōu)勢(shì)后,行業(yè)加大更新替換的浪潮在經(jīng)濟(jì)性層 面才有保障。 定性角度看,替代燃料船的優(yōu)勢(shì)集中在航速、油耗兩個(gè)方面,劣勢(shì)主要在箱位損失、 造價(jià)。燃料價(jià)格、保險(xiǎn)費(fèi)也對(duì)決策有一定的影響。替代燃料船在航速的優(yōu)勢(shì)主要與 環(huán)保政策的限速要求有關(guān),油耗主要來自于新雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)進(jìn)步。箱位損失、 造價(jià)是雙燃料船的主要劣勢(shì),對(duì)船東的投資決策有一定的影響。除下表因素外,航 線、運(yùn)價(jià)等其他外部因素也會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)性的對(duì)比產(chǎn)生影響。

對(duì)比替代燃料船與傳統(tǒng)新老船只的經(jīng)濟(jì)性,我們需要對(duì)航線、燃料、船舶情況進(jìn)行 必要假設(shè),主要包括: 航線:我們選擇集裝箱船,選擇為亞歐航線,且往返均相對(duì)滿載。假設(shè)目標(biāo)船從大 連港出發(fā),并沿途掛靠煙臺(tái)、新加坡港,通過蘇伊士運(yùn)河到達(dá)澤布呂赫港,裝卸貨 物后返回。根據(jù)中國(guó)航務(wù)周刊的信息,2022年全年平均運(yùn)價(jià)約為15800元/集裝箱。 假設(shè)該運(yùn)價(jià)相同(以美元匯率7.13計(jì)算),以得到單航次收入。 航行時(shí)間與周轉(zhuǎn)率:高航速降低航行時(shí)間,單航次時(shí)長(zhǎng)降低使周轉(zhuǎn)率提升。參考IHS Ports and Terminal數(shù)據(jù)庫給出的數(shù)據(jù),該航線往返航程共21892海里,可計(jì)算出航 行距離和航行天數(shù)。裝卸貨、停泊和進(jìn)出港這三種工況下所需要的時(shí)間不受航速影 響,假設(shè)所有船舶設(shè)計(jì)航速22節(jié),替代燃料船以實(shí)際經(jīng)濟(jì)航速18節(jié)行駛,常規(guī)燃料 船降速10%,以16.2節(jié)行駛。因此行駛一個(gè)航次替代燃料船約需 60.8天,常規(guī)燃料 船約需65.8天。假設(shè)船舶一年行駛330天,則每年替代燃料船將比常規(guī)燃料船多航行 近半個(gè)航次。

燃料價(jià)格:燃料價(jià)格是影響燃油成本最關(guān)鍵因素,假設(shè)所用三種燃料價(jià)格來自 2021.01-2022.12期間的平均價(jià)格。假設(shè)三種船舶航行相同的距離,所需要的能量相 同,燃料經(jīng)濟(jì)性則應(yīng)當(dāng)通過燃料價(jià)格除以熱值,獲得單位為“元/KJ”的單位能量?jī)r(jià) 格來直觀體現(xiàn)。 箱位損失:燃料特性不僅直接決定燃油成本,還決定收入端的箱位損失。熱值與體 積能量密度的數(shù)據(jù)來自NRDC,轉(zhuǎn)化效率依據(jù)最新發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)假設(shè),根據(jù)MARIC的 測(cè)算,常規(guī)燃料船的燃料艙會(huì)占用約167TEU的空間,根據(jù)體積能量密度等比例測(cè)算, 得出甲醇與LNG的燃料艙體積,超出167TEU的部分即為箱位損失。 熱效率(油耗):燃料轉(zhuǎn)化效率會(huì)隨船齡的增長(zhǎng)而下降。根據(jù)中國(guó)船檢公眾號(hào),當(dāng) 前柴油機(jī)熱效率一般為45%~50%,目前二沖程低速柴油機(jī)擁有所有熱機(jī)中最高的 效率——接近50%。因此我們假設(shè)新船發(fā)動(dòng)機(jī)的熱轉(zhuǎn)換效率為45%,老船由于發(fā)動(dòng) 機(jī)的老化,熱轉(zhuǎn)換效率下降至30%;甲醇/LNG雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)熱轉(zhuǎn)換效率更高,根據(jù) 《船用氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)對(duì)比及應(yīng)用》中曼恩與瓦錫蘭最新兩沖程雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī) 數(shù)據(jù),熱轉(zhuǎn)換效率平均在50%左右,因此此處假設(shè)甲醇與LNG雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的熱轉(zhuǎn) 換效率為50%。

船舶類型與造價(jià):假設(shè)該測(cè)算選用的三種燃料船舶均為15000TEU集裝箱船,替代 燃料船的造價(jià)與維修保險(xiǎn)及其他費(fèi)用顯著高于常規(guī)燃料船。三種類型船舶造價(jià)來自 兩年內(nèi)訂單信息。甲醇與LNG船造價(jià)較傳統(tǒng)燃油船造價(jià)更高。我們假設(shè)假設(shè)折舊為 15年,殘值為5%,以計(jì)算每年的折舊成本。 維保費(fèi)用:船舶的維修、保險(xiǎn)與其他費(fèi)用來自MARIC論文《綠色低碳燃料船舶總擁 有成本測(cè)算》中對(duì)于柴油船與氨氫燃料船的測(cè)算,另根據(jù)某船舶保險(xiǎn)費(fèi)率表,假設(shè) 老齡船保險(xiǎn)費(fèi)用為新船的2.6倍,此外,簡(jiǎn)單假設(shè)老船維修費(fèi)倍率等同于保險(xiǎn)費(fèi)倍率, 且所有替代燃料船擁有相同的維修費(fèi)用以及保險(xiǎn)及其他費(fèi)用。

油耗:常規(guī)燃料船舶油耗數(shù)據(jù)來自MARIC,替代燃料船舶油耗由燃料熱值與轉(zhuǎn)化效 率計(jì)算得出。根據(jù)中國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院的數(shù)據(jù),該案例選用的集裝箱船 每年需要消耗62848噸重油。假設(shè)重柴油與輕柴油熱值近似相等,且假設(shè)替代燃料 船舶與使用常規(guī)燃料的新船在此目標(biāo)航線行駛單位航程所需要的能量相同,而使用 常規(guī)燃料的老船由于老化等原因?qū)е掠秃纳撸僭O(shè)常規(guī)燃料老船單位熱量油耗升 高20%,則可依據(jù)燃料熱值及轉(zhuǎn)化效率等特性分別計(jì)算油耗。

成本對(duì)比:替代燃料船的相比于常規(guī)燃料新船沒有優(yōu)勢(shì),但優(yōu)于常規(guī)燃料老船,主 要原因是燃油成本的優(yōu)勢(shì)。在成本端對(duì)總成本影響最大的因素是燃油成本與折舊成 本。在燃油成本方面,常規(guī)燃料新船最有優(yōu)勢(shì)。甲醇燃料的單位能量?jī)r(jià)格比常規(guī)燃 料更高,因此有更高的燃油成本。而LNG盡管單位能量?jī)r(jià)格較低,但由于航速快, 航程長(zhǎng),每年的油耗更高,導(dǎo)致全年的燃料成本也高于常規(guī)燃料船。使用常規(guī)燃料 的老船由于燃料效率低,油耗顯著高于其他船型。在折舊成本方面,替代燃料船通 常造價(jià)比常規(guī)燃料船高30%左右,甲醇船與LNG船由于技術(shù)成熟度更低,安全性要 求高等因素,造價(jià)相比于常規(guī)燃料船有一定增幅,導(dǎo)致每年的折舊成本更高,而常 規(guī)燃料的高船齡船不再考慮折舊成本。替代燃料船相比于常規(guī)燃料船漲幅最高的是 維修、保養(yǎng)及其他成本,包括耗材,淡水,港口費(fèi)用等。盡管替代燃料船的此部分 費(fèi)用比常規(guī)燃料船高出一倍多,但此部分體量很小,僅占總成本的2%左右,對(duì)總成 本影響不大。

替代燃料船相比運(yùn)營(yíng)中的常規(guī)燃料老齡船有顯著的效益提升。對(duì)于當(dāng)前在運(yùn)營(yíng)的船 舶,尤其是船齡10年以上的老船,油耗會(huì)有顯著上升,將導(dǎo)致燃油成本的增幅。除 此之外,高船齡的船舶在維修、保險(xiǎn)及其他成本上相比于新船也會(huì)有一定增幅,將 導(dǎo)致效益下降。盡管高船齡船舶不需考慮折舊成本,在一定程度上提高了老船的經(jīng) 濟(jì)性,但折舊成本在總運(yùn)營(yíng)成本中所占的比重難以完全覆蓋高油耗帶來的劣勢(shì)。在 假設(shè)老船油耗上升20%的情況下,其單船全年盈利情況弱于甲醇船及LNG船。與替 代燃料船、常規(guī)燃料新船相比,常規(guī)燃料老船是經(jīng)濟(jì)性最差的選擇。

與新船相比,替代燃料船的效益優(yōu)勢(shì)來自收入端,是由更高的周轉(zhuǎn)率產(chǎn)生的。在假 設(shè)燃料價(jià)格取2021-2022年均價(jià)以及常規(guī)燃料船降速10%的情況下,替代燃料船利 潤(rùn)優(yōu)勢(shì)較為可觀,LNG船的全年?duì)I業(yè)利潤(rùn)可比常規(guī)燃料船提升6.7%。甲醇燃料船在 高燃料價(jià)格與高箱位損失的情況下,略微弱于傳統(tǒng)燃料船。 考慮更長(zhǎng)期的環(huán)保政策,替代燃料船的優(yōu)勢(shì)仍有望放大。當(dāng)前替代燃料船帶來的高 周轉(zhuǎn)率主要是考慮到2030年維度全球降速幅度,已經(jīng)能為替代燃料船的經(jīng)濟(jì)性帶來 一定水平的優(yōu)勢(shì)。但實(shí)際上,船舶使用年限在20年左右,2030-2040年的環(huán)保政策 影響并未在測(cè)算中充分考慮。隨著后續(xù)環(huán)保政策趨嚴(yán),全生命周期角度替代燃料船 的優(yōu)勢(shì)仍然有望放大,傳統(tǒng)燃料船面臨的降速、淘汰風(fēng)險(xiǎn)長(zhǎng)周期維度則不斷提升。

(三)敏感性分析:政策、運(yùn)價(jià)、燃料價(jià)格影響經(jīng)濟(jì)性,環(huán)保溢價(jià)凸顯

對(duì)于替代燃料船經(jīng)濟(jì)效益提升影響最顯著的因素包括降速比例、燃料價(jià)格、運(yùn)價(jià)、 新船造價(jià)等。降速比例是替代燃料船經(jīng)濟(jì)效益提升的核心,主要取決于環(huán)保政策的 進(jìn)一步修訂和執(zhí)行。而燃料價(jià)格、運(yùn)價(jià)與新船造價(jià)波動(dòng)性較大,因此對(duì)該三項(xiàng)指標(biāo) 與降速比例分別進(jìn)行敏感性分析。 降速比例與燃料價(jià)格:替代燃料船對(duì)燃料相對(duì)價(jià)格相對(duì)敏感,甲醇/LNG相對(duì)柴油價(jià) 格每上漲10%,超額利潤(rùn)大約下降4.3%/3.8%。燃料是占比最高的成本項(xiàng),因此燃 料的相對(duì)價(jià)格對(duì)雙燃料船的經(jīng)濟(jì)性影響較大。根據(jù)我們測(cè)算,甲醇燃料的價(jià)格敏感 度略大于LNG,主要原因在于甲醇的熱值相對(duì)較低,相同熱量所需的燃料量更大。 整體來看,燃料價(jià)格波動(dòng)的敏感性小于降速幅度的波動(dòng)。

盡管甲醇燃料對(duì)價(jià)格波動(dòng)更敏感,但其長(zhǎng)周期價(jià)格相對(duì)波動(dòng)性弱,使得船東燃料成 本更穩(wěn)定可控。從相對(duì)價(jià)格(甲醇、LNG相對(duì)于船用油的價(jià)格)歷史波動(dòng)角度,甲 醇相對(duì)價(jià)格持續(xù)改善,且穩(wěn)定性更高。LNG的價(jià)格波動(dòng)性大,呈現(xiàn)較強(qiáng)的周期性。 LNG價(jià)格上行周期,相對(duì)價(jià)格漲幅普遍在50-100%,對(duì)LNG船經(jīng)濟(jì)性形成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

降速比例與單航次運(yùn)價(jià):替代燃料船的超額利潤(rùn)對(duì)單航次運(yùn)價(jià)最為敏感,且降速比 例越高,運(yùn)價(jià)的敏感性越強(qiáng)。這是由于替代燃料船的利潤(rùn)優(yōu)勢(shì)來自于其高周轉(zhuǎn)率。 降速比例越高,替代燃料船每年比常規(guī)燃料船多運(yùn)行的航次就越多,更高的單航次 運(yùn)價(jià)會(huì)放大替代燃料船的航次優(yōu)勢(shì)。當(dāng)降速幅度取10%時(shí),甲醇與LNG燃料船相對(duì) 常規(guī)燃料船的單航次運(yùn)價(jià)每上漲5%,超額利潤(rùn)大約下降7.6%。根據(jù)我們測(cè)算,LNG 燃料船的運(yùn)價(jià)敏感度與甲醇一致,因?yàn)榧僭O(shè)所有替代燃料船都不需要降速,且具有 相同的運(yùn)價(jià),因此甲醇與LNG船受運(yùn)價(jià)影響的變化是同步的。整體來看,當(dāng)運(yùn)價(jià)波 動(dòng)的敏感性大于降速幅度的波動(dòng)。

降速比例與造價(jià):替代燃料船的效益對(duì)船舶造價(jià)相對(duì)不敏感,甲醇船/LNG船相對(duì)常 規(guī)燃料船的價(jià)格每上漲20%,超額利潤(rùn)大約下降1.8%。這是由于被船舶造價(jià)直接影 響的折舊成本在運(yùn)營(yíng)成本中占比僅在10-20%,相比于占比超過八成的燃料成本,其 對(duì)雙燃料船的經(jīng)濟(jì)性影響較小。根據(jù)我們測(cè)算,甲醇與LNG兩種燃料船的造假敏感 度基本相同。整體來看,船舶造價(jià)波動(dòng)的敏感性小于降速幅度的波動(dòng)。

整體來看,替代燃料船的超額利潤(rùn)對(duì)運(yùn)價(jià)的敏感性是最強(qiáng)的,其次是降速比例。當(dāng) 運(yùn)價(jià)或降速比例變動(dòng)1%時(shí),替代燃料船的超額利潤(rùn)變化幅度通常會(huì)高于1%。這是 由于降速比例與運(yùn)價(jià)都是影響收入端的關(guān)鍵因素,收入優(yōu)勢(shì)來自周轉(zhuǎn)率乘以運(yùn)價(jià)。 高運(yùn)價(jià)與高周轉(zhuǎn)率造成的收入優(yōu)勢(shì)可以相互放大,更重要的是收入端在整個(gè)經(jīng)濟(jì)效 益測(cè)算占比中占比較大。而對(duì)于燃料價(jià)格與造價(jià)來說,二者都是成本端相對(duì)獨(dú)立的 組成部分之一,不存在相互影響的關(guān)系,且體量遠(yuǎn)不如收入端大,因此對(duì)超額利潤(rùn) 的影響力較低。

良好的效益與更快的航速使環(huán)保船租金產(chǎn)生溢價(jià),從船型來看,油輪的溢價(jià)水平高 于同期散貨船。更嚴(yán)厲的減排政策對(duì)油輪的影響總體大于散貨船和氣體船,導(dǎo)致油 輪的供給端受限更為明顯。因此環(huán)保油輪的溢價(jià)水平相比散貨船要明顯更高。 2018-2022年,油輪的環(huán)保溢價(jià)水平在15%上下波動(dòng),2022年以來,其溢價(jià)水平大 幅上漲,可達(dá)到40%以上,而同期散貨船的溢價(jià)水平僅在8%上下波動(dòng),2022年以來 的峰值也僅在11%。這也是由于油輪目前仍然大量使用常規(guī)燃料,采用替代燃料船 的數(shù)量極少,稀缺性導(dǎo)致其溢價(jià)高。 長(zhǎng)期租金的環(huán)保溢價(jià)比短期更加穩(wěn)定。無論是散貨船還是油輪,其五年期環(huán)保溢價(jià) 曲線相比于一年期都更加平穩(wěn)。油輪的五年期溢價(jià)更加清晰地體現(xiàn)出與政策的相關(guān) 性。且超大型油輪的五年期溢價(jià)水平要高于LR2型油輪。

(四)現(xiàn)實(shí)選擇:替代燃料船崛起,LNG 成為主流,甲醇異軍突起

可替代燃料船訂單占比自2017年開始表現(xiàn)出明顯的增長(zhǎng)。2021年增速進(jìn)一步加快。 克拉克森在其近期發(fā)布的報(bào)告中指出,2022年1月至10月,替代燃料船占總訂單的 63%(2021年為31%),達(dá)到444艘,總計(jì)36.6mGT,超過了2021年480艘,30.9mGT 的總訂單量,按總噸計(jì)算,同比增長(zhǎng)42%。滲透率較2020-2021年幾乎翻倍,充分 體現(xiàn)替代燃料船強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)接受度。

甲醇正在吸引越來越多船東關(guān)注,并成為應(yīng)用量第二高的可替代燃料。在近兩年的 可替代燃料船舶訂單中,甲醇已成為除LNG外使用最多的替代燃料,其主要應(yīng)用在集裝箱船中。2022年非LNG的可替代能源船訂單量共有6.2mGT,其中甲醇燃料船 的訂單占比最高,達(dá)到79%。另外使用液化石油氣與乙烷占比16%。

在地區(qū)分布上看,替代燃料船的訂單大部分集中在中國(guó)和韓國(guó)。在2022年1 - 10月, 在192家船廠中,有73家船廠接到了至少一艘可替代燃料船,其中33家中國(guó)船廠總 共接受了195艘,16mGT的替代燃料船訂單。而8家韓國(guó)船廠共接受了185艘 18.6mGT的替代燃料船訂單。這些訂單占據(jù)了全世界可替代燃料船總噸的95%。

在船型上來看,替代燃料的使用在氣體運(yùn)輸船與集裝箱船更普遍。氣體運(yùn)輸船大量 使用替代燃料是由于LNG運(yùn)輸船與LPG運(yùn)輸船幾乎全部使用LNG或LPG作為燃料。 集裝箱船中除了41.5%使用LNG之外,還有24%使用甲醇,是甲醇燃料船占比最高 的船型。在四大船型中,除氣體運(yùn)輸船之外之外,集裝箱船的可替代燃料船總噸占 比也已經(jīng)超過常規(guī)燃料船。不過目前替代燃料還是以LNG為主,多樣性較差。甲醇 逐漸被接受,也僅占據(jù)一成左右比例。

未來替代燃料船多樣性增強(qiáng),待交付訂單中常規(guī)燃料船快速降低,甲醇備受關(guān)注。 在中國(guó),2023與2024年交付的訂單中,常規(guī)燃料船還將占據(jù)絕對(duì)的優(yōu)勢(shì),但到2025 年,常規(guī)燃料船訂單快速下降,跌破50%。LNG與電池燃料船成為可替代燃料中的 主流選擇。韓國(guó)盡管在訂單的總噸量上要少于中國(guó),但其可替代燃料船的占比遠(yuǎn)超 過中國(guó)。自2023年起,依托于其大量LNG船與氨燃料船訂單,其可替代燃料船訂單 的總噸已高于常規(guī)燃料船。兩國(guó)自2025年起,都有相當(dāng)可觀的甲醇燃料船需要交付, 意味著甲醇燃料逐漸進(jìn)入試用階段。

(五)行業(yè)影響:雙燃料高壁壘,行業(yè)有效產(chǎn)能收縮、集中度提升

雙燃料訂單高滲透率背后,行業(yè)有效產(chǎn)能收縮,中小船企接單困難。根據(jù)克拉克森 的數(shù)據(jù),在2018-2023年間,全球活躍船廠(一年中接到過訂單)的數(shù)量在波動(dòng)下降, 尤其是2021-2022年,活躍船廠數(shù)量降幅達(dá)到25.6%。但在此期間船舶訂單量呈現(xiàn)顯 著修復(fù),這意味著船舶訂單向部分船廠集中。雙燃料船建造需要船廠有較為深厚的技術(shù)、團(tuán)隊(duì)、供應(yīng)鏈和專利積累,為中小船企設(shè)置了較高的隱形門檻,從而導(dǎo)致行 業(yè)真實(shí)的有效產(chǎn)能收縮。而由于雙燃料船優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性+長(zhǎng)期可控的合規(guī)優(yōu)勢(shì),中小 船企擅長(zhǎng)的傳統(tǒng)燃料船訂單市場(chǎng)萎縮,進(jìn)一步加劇了兩極分化。

大量替代燃料船訂單助力頭部船廠市占率的提升。在2023年六月份,訂單數(shù)量最多 的前六大船廠中,其常規(guī)燃料船在全球的市占率僅有42%,但替代燃料船的市占率 可達(dá)到71%。意味著替代燃料船訂單更多地集中在頭部船廠中。從船廠自身手持訂 單結(jié)構(gòu)來說,頭部船廠的替代燃料船訂單占全部訂單的比值可超過百分之五十,而 其他船廠手持訂單中整體替代燃料船占比只有25%,可認(rèn)為頭部船廠高占比的替代 燃料船訂單是其市占率高的重要原因之一。

中韓兩國(guó)在替代燃料船上優(yōu)勢(shì)凸顯,韓國(guó)仍有一定先發(fā)優(yōu)勢(shì)。以中韓兩國(guó)排名第一 的船廠為例,CSSC與HD的手持訂單中,LNG燃料船在所有替代燃料訂單中占比最 高,在韓國(guó)尤為明顯。HD的手持訂單中,LNG船占據(jù)了近一半份額。除LNG之外,甲醇燃料船在兩家頭部船廠訂單中也有可觀占比。

頭部船廠受替代燃料船舶訂單的影響程度不同,有較明顯的國(guó)家差異。中韓占據(jù)了 世界船舶訂單的絕大部分,在今年手持訂單量最高的6家船廠中,有三家來自中國(guó), 兩家來自韓國(guó)。整體來說,韓國(guó)船廠訂單的替代能源化更為明顯。韓國(guó)船廠中LNG 船已經(jīng)取代常規(guī)燃料船,成為主要的業(yè)務(wù)內(nèi)容,平均占比可以達(dá)到50%以上。綜合 其他類型替代燃料船,占比可達(dá)75%。而中國(guó)船廠仍然以常規(guī)燃料船為主,替代燃 料船占比未超過50%。而在其他替代燃料訂單上,中國(guó)船廠更側(cè)重于氨燃料船,韓 國(guó)則接到更多LPG及乙烷船。在整體訂單體量低于中國(guó)的情況下,韓國(guó)也憑借大量 氣體運(yùn)輸船訂單,在替代燃料船的市占率超過了中國(guó),可以認(rèn)為替代燃料船在很大 程度上幫助韓國(guó)船廠提高了其全球市占率。

雙燃料船強(qiáng)化頭部船廠話語權(quán),船價(jià)呈現(xiàn)逆勢(shì)上漲,船廠盈利中樞提升。雙燃料船 加強(qiáng)了造船業(yè)供給端的門檻,放大了頭部船廠在雙燃料船多年的技術(shù)、供應(yīng)鏈積累。 頭部船廠借助雙燃料船大潮,加大高價(jià)值量接單,強(qiáng)化接單的盈利能力管控。從2021 年下半年開始,全球造船價(jià)格呈現(xiàn)與主要成本鋼價(jià)的反向變動(dòng),逆勢(shì)持續(xù)上漲,驅(qū) 動(dòng)船廠盈利中樞持續(xù)回升。

三、展望未來:從替代燃料變革看造船業(yè)競(jìng)爭(zhēng)范式迭代

(一)百家爭(zhēng)鳴時(shí)代,多元化技術(shù)路線劍指長(zhǎng)期低碳轉(zhuǎn)型

未來的燃料和能源解決方案呈現(xiàn)百花齊放特征。業(yè)界正在研究和試驗(yàn)一系列可以減 少船舶溫室氣體排放的替代燃料和能源載體,最受關(guān)注選項(xiàng)包括氨類燃料、氫類燃 料、甲醇燃料、生物柴油、電池以及液化天然氣 (LNG)。 遠(yuǎn)洋航運(yùn)是LNG、甲醇、氨燃料及生物柴油的主戰(zhàn)場(chǎng)。遠(yuǎn)洋船航距長(zhǎng),需要充分考 慮長(zhǎng)續(xù)航、低成本、安全可靠等多因素。當(dāng)前最成熟的替代燃料為L(zhǎng)NG,甲醇和氨 燃料船熱度正在上升。長(zhǎng)期視角下氫燃料與電動(dòng)船舶也大有可為,或在內(nèi)河沿海航 線找到合適的應(yīng)用場(chǎng)景。根據(jù)中國(guó)船檢,2030年以前低碳燃料處于試點(diǎn)到商用的臨 界點(diǎn)階段,低碳燃料+CCUS,氨燃料或者氫燃料處于研發(fā)及試點(diǎn)初期階段。2035 年后主要技術(shù)均有希望進(jìn)入商用階段。

短期來看,LNG仍然是最優(yōu)選擇,甲醇有望接力LNG,扛起減排大旗。LNG燃料憑 借目前成熟的技術(shù)、完善的配套設(shè)施、規(guī)模性的船隊(duì),成為可替代燃料中除氫燃料 和電池之外經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的的選擇。當(dāng)前環(huán)保要求的限制仍處于起步階段,LNG燃料 足夠滿足現(xiàn)階段的排放要求,可預(yù)見LNG燃料船的數(shù)量將進(jìn)一步上漲,短時(shí)間內(nèi)不 會(huì)被完全取代。而甲醇憑借更優(yōu)越的環(huán)保性能和相對(duì)合理的經(jīng)濟(jì)性,被航運(yùn)業(yè)各方 寄予厚望,期待其成為接力LNG的新型替代燃料。 中長(zhǎng)期來看,綠甲醇、綠氨和氫是實(shí)現(xiàn)零碳的最終目標(biāo)燃料。當(dāng)前無論是LNG還是 甲醇,碳排放潛力仍沒有被完全發(fā)掘,全生命周期的零碳意味著該燃料生產(chǎn)、運(yùn)輸、 回收過程的完全零碳化,需要使用可再生能源與可再生原料制備。目前尚無法實(shí)現(xiàn) 綠色燃料的商業(yè)化應(yīng)用。氫燃料則受限于其能量密度,無法承擔(dān)遠(yuǎn)洋航運(yùn)的職能。

替代燃料技術(shù)路徑評(píng)估:經(jīng)濟(jì)性、可得性、環(huán)保性(減碳效果)、安全性四大要素 分析框架。其中安全性是底線;經(jīng)濟(jì)性與可得性短期約束力強(qiáng),決定燃料方案的落 地難度;減碳效果則決定長(zhǎng)期方案路線。我們認(rèn)為,目前主流的LNG替代燃料仍是 過渡方案,航運(yùn)業(yè)轉(zhuǎn)型零碳過程中至少還有1-2次替代燃料技術(shù)路線的變革可以期待。

(二)經(jīng)濟(jì)性:箱位損失、燃料成本決定經(jīng)濟(jì)性,LNG 與甲醇優(yōu)勢(shì)凸顯

將船舶的經(jīng)濟(jì)效益拆解為運(yùn)營(yíng)收入、建造成本與運(yùn)營(yíng)成本。替代燃料船與常規(guī)燃料 船由于航速、所用燃料價(jià)格與特性、建造能力與基礎(chǔ)設(shè)施等差異,會(huì)在收入端與成 本端均產(chǎn)生一定經(jīng)濟(jì)性差異。根據(jù)論文《綠色低碳燃料船舶總擁有成本分析》中的 模型考慮影響因素。將建造成本分成主動(dòng)力、輔助動(dòng)力、燃料儲(chǔ)罐、船身及其他零 部件。運(yùn)營(yíng)成本由燃料費(fèi)用、維修成本、箱位損失、人員工資、保險(xiǎn)費(fèi)及其他構(gòu)成。

在成本端,燃料費(fèi)用是造成成本端差異的最關(guān)鍵因素。以航行于亞歐航線的 15000TEU集裝箱船為例,其全生命周期(25年)的運(yùn)營(yíng)成本占總擁有成本的90% 左右,而建造成本僅占一成,因此船舶經(jīng)濟(jì)性與運(yùn)營(yíng)成本的關(guān)聯(lián)性更強(qiáng)。而在運(yùn)營(yíng) 成本中,燃料費(fèi)用占比超過九成,因此可認(rèn)為燃料費(fèi)用對(duì)成本端影響最大。

甲醇與LNG能夠達(dá)到與船用輕柴油相當(dāng)?shù)膯挝荒芰績(jī)r(jià)格,液氫燃料與生物柴油極大 受限于其價(jià)格。盡管一噸甲醇的價(jià)格僅為一噸船用輕柴油的一半,但由于其重量能 量密度低,在提供相同能量的情況下,甲醇的經(jīng)濟(jì)性與船用輕柴油不相上下。LNG 則是由于其能量密度高,因此盡管每噸成本略高于船用輕柴油,但單位能量?jī)r(jià)格卻 更低。液氫與生物柴油的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他替代能源,在經(jīng)濟(jì)性上不具備競(jìng)爭(zhēng)力。 液氨由于技術(shù)尚不成熟,當(dāng)前的單位能量成本也較高,暫不適合商用。 電動(dòng)船舶(磷酸鐵鋰電池)是最便宜的動(dòng)力,但短時(shí)間內(nèi)無法大規(guī)模用于海運(yùn)。電 動(dòng)船泊的單位能量?jī)r(jià)格無法與其他燃料以相同的方式計(jì)算,但根據(jù)高工產(chǎn)研鋰電研 究所測(cè)算船舶每百公里運(yùn)行成本,電動(dòng)船舶為僅為2800元,低于柴油動(dòng)力船舶的 4100元與LNG燃料船舶的3700元。不過受限于電池能量密度過低,續(xù)航能力差,短 時(shí)間內(nèi)無法適應(yīng)長(zhǎng)距離的遠(yuǎn)洋海運(yùn)。

在收入端,替代燃料產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)性差異主要來自箱位損失。尤其對(duì)于集裝箱船來說, 燃料占用的空間增加,會(huì)導(dǎo)致該船單程載貨箱數(shù)下降,而燃料重量增加,會(huì)導(dǎo)致載 貨重量下降,從而使收益下降。二者相比,載貨空間造成的經(jīng)濟(jì)損失更為嚴(yán)重。假 設(shè)不同燃料船的航速與運(yùn)價(jià)水平相同,那么對(duì)不同替代燃料船而言,收入端產(chǎn)生差 異的唯一影響因素就是箱位損失。同樣以航行于亞歐航線的15000TEU集裝箱船為 例,氨氫燃料船相比于柴油燃料船,其全生命周期的箱位損失可達(dá)7.1億元。如果選 擇體積能量密度更低的燃料,如氫、氨等,箱位損失將等比增加。 可替代燃料中LNG與生物柴油的箱位損耗是最低的。暫時(shí)還沒有替代燃料能夠在體 積能量密度與重量能量密度上均達(dá)到與常規(guī)燃料相當(dāng)?shù)乃?。液氫處于最劣?shì),將 產(chǎn)生近六倍于LNG的箱位損耗。電池的體積能量密度甚至遠(yuǎn)低于液氫,其箱位損失 無法測(cè)算。這也說明液氫與電池幾乎無法靠簡(jiǎn)單增大燃料倉的方法使船舶續(xù)航達(dá)到 遠(yuǎn)洋海運(yùn)的標(biāo)準(zhǔn)。

整體來說,在可用于遠(yuǎn)洋海運(yùn)的燃料中,甲醇與LNG是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)性最高的可替代燃 料選擇。根據(jù)燃料價(jià)格與箱位損失在總運(yùn)營(yíng)成本中近9:1的占比,因此認(rèn)為經(jīng)濟(jì)性 與燃料價(jià)格的關(guān)聯(lián)性更強(qiáng),綜合考慮下,LNG暫時(shí)比甲醇具有更強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。

價(jià)格穩(wěn)定性或?yàn)榇瑬|選擇燃料的隱形考慮因素。除了燃料的絕對(duì)價(jià)格,價(jià)格的波動(dòng) 程度也深度影響船東的使船東運(yùn)營(yíng)成本波動(dòng),燃料成本的相對(duì)穩(wěn)定對(duì)于成本預(yù)測(cè)與 管控至關(guān)重要。柴油價(jià)格與LNG價(jià)格整體變動(dòng)趨勢(shì)趨同,自2021年開始產(chǎn)生較大波 動(dòng)。LNG的波動(dòng)要比柴油更加劇烈。而相比之下,甲醇價(jià)格五年來幾乎保持穩(wěn)定, 這或許是碳排放標(biāo)準(zhǔn)之外,船東在LNG船舶技術(shù)成熟后積極試點(diǎn)甲醇燃料船的另一 重要原因。

(三)環(huán)保性:LNG 潛力有限,甲醇與氨可應(yīng)對(duì)更高減排標(biāo)準(zhǔn)

LNG與生物柴油的環(huán)保潛力達(dá)到瓶頸,在中長(zhǎng)期選擇中不具有優(yōu)勢(shì)。盡管在完全可 再生生產(chǎn)的情況下,替代燃料的減碳效果都能達(dá)到95%以上,但該情景尚無法實(shí)現(xiàn), 預(yù)計(jì)到2050年,綠色LNG和生物柴油的減碳效果較2020年將不會(huì)再有大的提升。

在可用于遠(yuǎn)洋航運(yùn)的燃料中,氨與甲醇的減碳潛力最大,優(yōu)劣性取決于未來二十年 間的技術(shù)突破。在完全產(chǎn)自可再生能源的情況下,所有替代燃料的減排效果都有望 達(dá)到近100%,但短期內(nèi)該場(chǎng)景無法實(shí)現(xiàn)。預(yù)計(jì)到2050年,僅氨、氫、甲醇有實(shí)現(xiàn) 九成以上的碳減排效果的潛力,但氫燃料受制于續(xù)航問題,短期內(nèi)無法大規(guī)模應(yīng)用。 對(duì)于氨和甲醇來說,受制于技術(shù)水平,未來碳捕集技術(shù)(藍(lán)氨)對(duì)于減碳效果的提 升有限,只有依靠可再生電解技術(shù)(綠氨、綠甲醇)的成熟,才可能使氨和甲醇燃 料的最佳減碳效果達(dá)到90%以上。預(yù)計(jì)能夠率先實(shí)現(xiàn)大規(guī)模低成本生產(chǎn)的綠色燃料 將具備一定市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

分析其他污染物排放的情況,替代燃料普遍優(yōu)于常規(guī)燃料,幾乎可以實(shí)現(xiàn)顆粒物與 硫氧化物的零排放。其他污染物排放主要考慮氮氧化物、顆粒物與硫氧化物。替代 燃料在三種污染物排放上均有明顯改善,但電池是唯一完全不會(huì)產(chǎn)生這三類污染物 的替代燃料。因此盡管電池燃料受限于續(xù)航無法進(jìn)行遠(yuǎn)洋海運(yùn),但仍然在內(nèi)河航運(yùn) 或沿海航運(yùn)進(jìn)行大量試點(diǎn)與應(yīng)用??商娲剂系牧硪伙@著優(yōu)勢(shì)是發(fā)生泄露事故時(shí), 對(duì)生態(tài)環(huán)境不會(huì)造成長(zhǎng)期影響,盡管泄露污染物仍會(huì)對(duì)泄露區(qū)海洋生物產(chǎn)生一定危 害,但相比于柴油要小得多。 氮氧化物的排放是可替代燃料普遍面臨的問題,但氨類燃料的情況最嚴(yán)重,液氨燃 燒可能產(chǎn)生比常規(guī)燃料還要多的氮氧化物。必須通過技術(shù)手段進(jìn)行控制,其他替代 燃料的氮氧化物排量會(huì)根據(jù)燃料與空氣的混合比例和發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)而變化,但整體上 低于常規(guī)燃料。硫氧化物排放可避免,顆粒物排放只需考慮甲醇。甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī) 顆粒物排放量因不同的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù)而異,但整體上排放量也會(huì)低于常規(guī)燃料。

綜合減碳效果與其他污染物的情況來看,在可以應(yīng)用于遠(yuǎn)洋海運(yùn)的燃料中,液氨與 甲醇的環(huán)保性排位最高。LNG的減碳潛力即將達(dá)到瓶頸,未來氨燃料與甲醇的環(huán)保 性均強(qiáng)于常規(guī)燃料和LNG,成為未來接力LNG的熱門選項(xiàng)。這也符合當(dāng)前甲醇燃料 與氨燃料得到廣泛關(guān)注的趨勢(shì)。

(四)技術(shù)可行性:甲醇直追 LNG,氫、氨等技術(shù)可行性仍待提升

常規(guī)燃料的技術(shù)可行性是最強(qiáng)的,在可替代燃料中,生物柴油與LNG具備最高的技 術(shù)可行性,也是僅有的進(jìn)入商用階段的替代燃料。生物柴油得益于與常規(guī)燃料的高 相似性,對(duì)常規(guī)燃料的基礎(chǔ)設(shè)施與發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備兼容性較強(qiáng)。LNG得益于近些年的快 速發(fā)展,幾個(gè)大海港已具有燃料供應(yīng)的設(shè)備,LNG發(fā)動(dòng)機(jī)也趨于成熟。 甲醇發(fā)展最快,是未來取代LNG的最熱門燃料。在生物柴油與LNG的減碳潛力有限 的前提下,甲醇是能夠同時(shí)兼顧減碳潛力與技術(shù)可行性的替代能源選項(xiàng)。它的配套 設(shè)施可由現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)備與發(fā)動(dòng)機(jī)改造,且得益于幾大頭部船企的投資布局,因此快 速進(jìn)入試點(diǎn)階段。 其他可替代燃料的技術(shù)可行性暫時(shí)較差,電池動(dòng)力由于短期內(nèi)無法克服其能量密度 過低的問題,在海運(yùn)中實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用尚不現(xiàn)實(shí)。液氨和液氫的發(fā)展尚且處于初級(jí) 階段,無論在基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)成熟度還是可得性上都面臨較大的難度。

(五)安全性:替代燃料面臨更高風(fēng)險(xiǎn),仍需加大安全性投入

常規(guī)燃料比大多數(shù)的可替代燃料安全,常規(guī)燃料沒有毒性,也不需要通過高壓低溫 環(huán)境將氣體液化儲(chǔ)存,因此不會(huì)導(dǎo)致泄露窒息風(fēng)險(xiǎn)。不過作為化石燃料,仍然具備 很強(qiáng)的易燃易爆特性。鋰電池與生物柴油的安全性略強(qiáng)于常規(guī)柴油,鋰電子電池是 目前最安全的可替代燃料。電池以固態(tài)存在,因此不會(huì)存在高壓、低溫的存儲(chǔ)環(huán)境 限制,也不會(huì)產(chǎn)生泄露等問題。生物柴油閃點(diǎn)高比石油柴油高出70℃左右易燃易爆 性較低。LNG與甲醇的可燃與爆炸風(fēng)險(xiǎn)比柴油更低,但毒性與窒息風(fēng)險(xiǎn)限制了其安 全性,LNG燃點(diǎn)比柴油更高,在同等條件下更不容易被點(diǎn)燃。并且其重量比空氣輕,即便發(fā)生泄漏,也會(huì)立即飄散,不易發(fā)生爆炸事故。但在船艙等密閉空間由高壓儲(chǔ) 存,一旦發(fā)生泄漏,存在窒息風(fēng)險(xiǎn)。甲醇的可燃與爆炸風(fēng)險(xiǎn)比柴油更低,但具有一 定毒性,當(dāng)泄露發(fā)生時(shí),要防止過濃蒸汽帶來的危害。 氫類受限于其極高的爆炸風(fēng)險(xiǎn),氫氣在空氣中的爆炸極限(體積濃度)為4%~75%, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)寬泛于其他所有的替代燃料。氨類燃料主要受限于其強(qiáng)毒性。氨燃料對(duì)人體具 有毒性,且對(duì)部分金屬具有腐蝕性,一旦泄露,將有很高風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致機(jī)組人員窒息。

(六)展望未來:變革時(shí)代來臨,技術(shù)與綜合能力是船企競(jìng)爭(zhēng)關(guān)鍵

短期來看,LNG與甲醇綜合優(yōu)勢(shì)凸顯,已經(jīng)開始快速應(yīng)用。長(zhǎng)期關(guān)注環(huán)保性高的幾 種核心燃料的技術(shù)進(jìn)步。隨著未來排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步嚴(yán)格, LNG燃料的環(huán)保潛力將不 足以支撐其作為主流的可替代燃料。由可再生能源與可再生原料制備的綠甲醇與綠 氨是較熱門的替代燃料選項(xiàng)。鑒于目前產(chǎn)業(yè)鏈上游綠色燃料生產(chǎn)尚未形成規(guī)模,這 兩種燃料均難以大范圍推廣使用。待技術(shù)逐步完善,產(chǎn)業(yè)鏈逐步成熟,綠色燃料的 潛力才將逐步釋放。

技術(shù)變革時(shí)代:多路線爭(zhēng)相發(fā)力,行業(yè)龍頭加大研發(fā)引領(lǐng)時(shí)代。在全球日益加速的 低碳轉(zhuǎn)型浪潮中,造船業(yè)已進(jìn)入技術(shù)變革的時(shí)代。根據(jù)大宇造船公布的短、中、長(zhǎng) 期轉(zhuǎn)型路線圖可看到,四種主流燃料在未來10-20年維度將逐步進(jìn)入技術(shù)成熟,驅(qū)動(dòng) 全球航運(yùn)船隊(duì)迎來集中更新升級(jí)的浪潮。

新時(shí)代下的造船周期中,技術(shù)已經(jīng)成為行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的新關(guān)鍵要素,技術(shù)投入長(zhǎng)周期向 上,客觀上也呼喚行業(yè)盈利的觸底修復(fù)。造船業(yè)歷經(jīng)多年沉浮,新一輪周期正逢技 術(shù)變革密集期,龍頭船企和航運(yùn)巨頭均加大研發(fā)投入布局,適應(yīng)行業(yè)轉(zhuǎn)型的新需求。 展望未來,造船業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)范式正在改變,造船業(yè)從制造成本競(jìng)爭(zhēng),逐步轉(zhuǎn)向技術(shù)與 綜合能力競(jìng)爭(zhēng),行業(yè)壁壘逐步提升。正如我們?cè)诘诙频谖骞?jié)行業(yè)影響中的觀點(diǎn), 替代燃料轉(zhuǎn)型驅(qū)動(dòng)行業(yè)有效產(chǎn)能收縮,龍頭船企迎來盈利層面的修復(fù),進(jìn)而才具備 在新一輪技術(shù)投入長(zhǎng)期投入的能力。

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