2023年世界船海市场评述与2024年展望

2023年世界经济增速由2022年的3.5%放缓至3.1%,但表现出明显的韧性,全球不同经济体的经济增长分化加大。随着全球疫情管控的放开和地缘冲突的增加,大宗商品贸易受到扰动,2023年海运贸易仍预计增长2.4%。船舶行业的市场基本面稳定向好,市场主要指标保持增长,以载重吨计,新船订单量同比增长25%,完工交付量增长12%。其中油船新船订单同比增长356.6%,散货船新船订单同比增长33%,集装箱船和气体船则有所回落。中国新船订单量在主要造船国中保持领先,占全球市场份额68%。采用绿色替代燃料的双燃料船舶订单持续增长,占全球订单的34%。预计2024年船舶行业或将维持上行趋势,尤其是散货船和油船。脱碳进程的加快和人工智能技术的发展也将为船舶航运业的高质量发展带来机遇和挑战。

燃料油市场现状与未来发展分析

长期来看,随着碳中和目标在全球范围内不断推进,世界燃料油供需两端总体将呈收缩态势。近期以来,受到疫情冲击、地缘局势等影响,全球与中国燃料油需求结构均呈现较大变化,特别是中国低硫燃料油的扩能导致区域市场规模增长显著。航运领域是未来中国燃料油市场发展的重点,尽管受到替代燃料的影响,但在经济贸易增长、地缘关系变化与货物流向重构等因素的影响下,中国外贸船加油市场有望取得进一步发展。

氢燃料电池动力船舶技术标准现状分析与发展展望

随着全球能源与环境问题的日益突出,节能减排已成为各国共识。船舶航运业能耗与排放问题不容小觑,因此迫切需要应用清洁能源技术以实现航运业绿色低碳/零碳化发展。氢燃料电池动力船舶的发展,为航运业实现节能减排的目标带来了契机。目前,包括中国在内的多个国家正在积极推动氢燃料电池动力船舶的研究和示范应用,其中,完备的技术标准是相关产业发展的重要基础。然而,一方面,国内外船用氢能技术与法律规范体系尚未形成、标准系统分支不健全且核心标准缺失;另一方面,较为完善的车用氢能产业标准内容由于车船产业技术的固有差异并不完全适用于船舶体系等问题仍需解决。因此,基于氢燃料电池动力船舶的技术路线及产业链发展,系统梳理了氢燃料电池动力船舶的技术结构与国内外项目发展现状,分析了船级社氢燃料及氢燃料电池技术法规现状,调研统计、分类归纳、综合分析了国内外现行氢能标准;构建了以氢燃料电池动力船舶应用为主且涵盖了氢能制备、储运、加注等产业链环节的绿色航运体系;在绿色航运体系的框架下,对比了氢燃料电池动力车船的产业技术,结果发现氢燃料电池动力车船在应用场景、功率、储氢、加注设施等方面存在差异,在使用寿命、启动工况、空间要求、安装方式、通风和气密要求等方面也有明显异同。在此基础上,以氢燃料电池动力船舶标准体系构建、参考车用氢能标准的适用性、氢燃料电池动力船舶产业链核心标准专项制定、氢燃料电池动力船舶技术的安全性法规标准制订为主线,形成针对绿色航运体系下氢燃料电池动力船舶产业技术规范、认证和产品标准的发展框架与发展方向。

绿色航运能源技术现状及发展趋势分析

航运可持续发展背景下,针对国内外碳排放发展战略及北极航道商业化航行的排放要求,研究绿色能源技术,实现航运业低碳化和清洁化已成为航运科研的重大任务。为明晰绿色燃料对实现航运碳中和的应用潜力,围绕能源技术的研究前沿,针对氢、氨和绿色甲醇3类绿色能源在国内外航运船舶中的技术应用和技术研究现状进行综述和评论,并从技术成熟度和商业成熟度2个角度对航运绿色能源开展初步技术评估,进而从燃料生产、运输储存加注、动力系统、船舶设计改造和航行运营5个方面分析讨论了航运绿色能源技术目前所存在的主要问题。分析结果表明:相较于传统重质柴油和LNG燃料技术,当前绿色能源技术的应用主要受制于燃料成本高昂且未实现规模化供给、基础配套设施缺乏、关键设备的研发及改造技术不成熟,并且尚未有1种燃料具有全方面、压倒性的技术优势从而能够完全替代现有传统燃料,但基于现有的技术路线和研究趋势,可预见甲醇将成为实现阶段性碳减排目标的主要能源。而实现碳中和目标,氢和氨则更具优势。氢和氨分别更适用于实现内河和海运船舶的碳中和目标。此外综合绿色航运能源的技术现状、主要问题和发展趋势,从燃料供应链建设、船舶技术研发、标准及政策法规3个方面提出发展建议。

不同应用场景下新能源制氢合成绿氨经济性分析

在碳中和路径中,绿氨是合成氨工业实现碳减排的重要途径,也是解决大规模风光电力消纳的可选路径。对合成氨制备工艺进行梳理,并分析新能源制氢合成绿氨的经济性,对氨能作为清洁原料、电厂燃料和船舶燃料三大应用场景进行研究,重点就新能源制氢合成绿氨在不同应用场景下的竞争力进行了研判。研究结果表明,绿氨作为清洁原料和船舶燃料的应用场景具有一定的经济效益,且作为船舶绿色燃料的发展空间巨大;但作为电厂燃料的应用场景,则难以从减碳上获得经济效益。

2022年世界船海市场评述与2023年展望

受货币政策、地缘政治冲突、疫情持续等影响,在经历了2021年的经济短暂复苏之后,2022年宏观经济呈现减弱趋势,海运贸易格局向区域化方向发展。受此影响,2022年新造船市场整体呈现下降趋势,同比下降30.6%。集装箱船、散货船、油船和海工呈下降趋势,油船降幅最高,达72.0%;LNG运输船、汽车滚装船呈上升趋势,增幅分别为88.0%和135.1%。受劳动力市场和中韩等主要造船国产业产能调整的限制,2022年造船完工量同比下降6.9%。2022年手持订单也呈现下降态势,同比下降7.5%。在环保法规影响下,绿色燃料船舶发展迅速,新船订单中绿色燃料船舶占比已达44.5%,成为造船国重要的竞争领域。2023年全球经济增长将继续下降,预期会对船舶市场造成不利影响,但LNG船等高附加值船舶、绿色船舶仍将持续火热,全球船舶产品将加快向绿色化、智能化方向发展。

绿色低碳对海事工业发展的影响

海事工业的绿色低碳发展是全球控制气候变化背景下的大势所迫,也推动了海事工业产业的转型升级。联合国自启动气候变化议题以来,国际海事界一直在寻求通过结合技术、运营和市场这3种措施,推动减排问题的根本解决;与此同时,有关海上防污染的主题内容不断丰富,立法推动下的新技术应用正促进整船解决的“绿色方案”日臻成熟。产品端理念与方法的快速变化,正日益影响着船舶设计、制造与营运的全过程,并已扩展到以碳足迹全生命周期视野下的供应链管理。该文旨在分析总结过去十几年来海事立法重点、行业技术创新、重要热点以及未来影响产业发展的若干重大因素,围绕海运替代燃料转型这个关键问题,从产业竞争与技术发展的角度,提出行业顺应绿色低碳发展的方向、重点与策略。

绿色甲醇在船运燃料市场的前景分析

在碳减排全球化大背景下,随着欧洲碳约束政策逐步执行和技术进步,绿色甲醇作为一种碳排放更少、使用更经济的绿色燃料日益受到关注,有望给全球甲醇产业带来新的发展空间。该文从绿色甲醇的应用场景、在海运领域的优势、技术路线分析和产业发展趋势几个角度论述了绿色甲醇前景。绿色甲醇具有减少排放的潜力,在正确的支持机制和最佳生产条件下成本有望下降,产业驶入快车道,实现快速增长。

发展绿色舰船,抢占未来舰船发展制高点

针对舰船装备发展面临的低碳、环保等热点问题,阐述了"绿色舰船"和"绿色舰队"的内涵,介绍了美、欧等世界先进海军国家绿色舰船的发展现状。从节能、减排、防污和能源安全等角度,分析了我国海军发展绿色舰船的必要性。提出了发展绿色舰船应采取的系统性举措,包括:加强战略规划论证、更新舰船设计理念、注重绿色能源探索、强化配套装备研发、提升绿色建造能力、重视绿色管理研究、关注国际绿色舰船装备与技术新动向、积极开展国内外交流和合作等。

燃料电池锂电池混合动力船舶建模与仿真

全电动绿色船舶除了使用电力,还越来越多地采用替代能源,如燃料电池、太阳能电池等。本文建立船舶混合动力推进系统,采用燃料电池和锂电池并联作为混合动力。在功率不足时,锂电池提供额外的功率以满足负载需求。为了模型比较贴合实际,使用真实数据对混合动力系统的子部件进行建模,生成Simulink模型并进行仿真。

绿色低碳燃料船舶总拥有成本分析

随着航运业绿色低碳转型,低碳燃料的重要性逐渐显现,氨和氢燃烧无二氧化碳排放,被看作很有前景的零碳航运燃料。该文通过建立氨、氢动力船舶和传统燃油动力船舶总拥有成本(TCO)模型,量化对比相关经济性,并明确主要影响要素。结果显示:燃料价格是影响船舶经济性的主要因素;当前燃料价格水平下,氨、氢动力船舶的TCO约是传统燃油动力船的2倍,替代燃料的低能量密度是造成这一差异的主要原因。替代燃料成本将会是航运低碳转型的重要影响因素之一,替代燃料的降本增效值得关注。

山东省LNG双燃料动力货船应用和效益分析

受船舶污染、废气排放以及柴油供应压力等影响,我国发展船用LNG,实现近海与内河航运"绿色环保"已提上了议事日程。2015年,由中国石化天然气分公司枣庄实华新能源有限公司牵头新建的山东省首批2艘内河LNG双燃料动力货船在枣庄市港航管理局的监护下顺利下水,实现了山东省内河航运清洁能源船舶"零"的突破,填补了山东省LNG应用于内河新建船舶领域的空白。针对这2艘LNG示范船进行应用和效益分析,总结发展LNG动力船舶的可行性和实际意义。

燃料电池船舶混合动力系统能量管理研究综述

在“双碳”目标下,发展燃料电池船舶是实现航运业转型升级和低碳化的重要发展方向之一。面对当前燃料电池上船的诸多问题,混合动力系统成为燃料电池船舶应用的有效解决方案,其能量管理的研究也成为核心研究方向之一。系统梳理燃料电池船舶的发展概况,针对燃料电池船舶多类型能源能量管理中涉及的能量调度问题以及变换器功率分配问题进行综述;分析各类方法的优缺点及其在实船上应用的可能性;探讨燃料电池船舶推广可行性和发展方向,以期能为技术创新和工程应用提供参考。

打赢“碳中和”的攻坚战离不开生物质——以生物基甲醇为例

分析了实现碳中和过程中存在的电力代替不了的、类似在国际航运界受到重视燃料的领域和有30%的工业部门很难实现碳中和的问题。提出了单纯依靠风电或光伏电不能完全实现碳中和,要解决脱碳的攻坚难题,离不开生物质脱碳的独特作用,忽视生物质能和生物基合成材料的倾向需要尽快得到改正。

氢燃料电池船舶直流综合电力系统研究及应用

研发氢燃料电池船舶是实现航运业零碳排放的可行途径,也是推动造船业转型升级的重要发展方向,但传统的电力系统集成模式逐渐成为制约氢燃料电池船舶产业化应用的关键因素,构建以新能源为主体的船舶新型直流综合电力系统成为解决该问题的突破点。首先,系统梳理了氢燃料电池船舶和船舶综合电力系统的发展概况;其次,以中国第一艘氢燃料电池游艇"蠡湖"号为例,详细介绍了氢燃料电池船舶直流综合电力系统的关键技术及其在实船上的应用;然后,针对不同的航行工况重点分析了氢燃料电池船舶的5种电力驱动模式;最后,结合相关技术和配套设备的研发进程,分析并探讨船用氢燃料电池的局限性、推广可行性及未来的发展方向,期望能为燃料电池船舶的技术创新和工程应用提供参考。

绿色航运发展趋势和燃料电池船舶的应用前景

针对燃料电池因具有效率高、排放清洁、噪声和振动小等特性而在船舶节能减排和绿色航运发展中倍受关注的现状,分析我国绿色航运的发展趋势,进而介绍船舶新能源技术和燃料电池技术及其特性。综述燃料电池船舶在国内外的研究与应用情况,重点讨论燃料电池在船舶上的应用前景,展望船用燃料电池未来的发展方向。