航运报告分享 | ABS 发布航运新兴燃料价值链报告（市场展望之新兴技术篇）

在清洁能源技术、数字化和应用研究的推动下，全球航运业正在经历一场技术革命。这些新兴技术将推动航运业进一步降低排放、增强运营能力和改善整个海洋生态系统。本篇主要讨论技术层面的展望。

① 碳捕集

碳捕集、利用和封存 (CCUS) 在减少航运业温室气体排放方面具有巨大前景。通过捕获船舶废气中的二氧化碳，CCUS 可以防止温室气体被释放到大气中。碳捕集技术主要包括燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧。它们大多数被用于发电和工业应用上，其技术处于技术成熟度 (TRL) 7 至 9 级。

• 资本和运营成本高

• 能源消耗大、效率抵

• 与船舶设计集成

• 二氧化碳封存地点的可用性和适用性有限

   

   

② 电动化

航运业实现净零排放的关键步骤之一是电动化，其可以通过动力电池和燃料电池来实现。目前，电动化在航运业中仍然是 3-6 级的低 TRL，需要克服各种技术和系统挑战才能实现大规模部署。刚开始，电动化的主要应用场景是短途运输。到 2030 年，随着充换电基础设施和电池的改善，行业预计远洋运输将有一定的应用场景。

• 前期投入大，投资回收期长

• 电池的续航性和使用寿命有限

• 充换电基础设施的可用性和可靠性不足

③ 替代燃料

目前航运业正在经历不同替代燃料测试和早期使用阶段。备受关注的燃料有液化天然气、氨、甲醇、生物燃料和氢气。大多数替代燃料项目均处于 TRL 3 或 4 级，这意味着它们已在实验室或模拟环境中得到验证。

• 生产和分销成本高

• 能量密度低和存储难

• 现有发动机和系统的兼容性和安全问题

④ 替代能源

• 资本和运营成本高

• 核能的监管和社会接受障碍

⑤ 能源效率

能源效率也是航运业脱碳战略的关键组成部分。这些技术可以通过提高船舶的运营性能和燃油效率，从而减少碳排放，主要包括推进装置改进、润滑系统提升、风力辅助推进、废热回收系统和数字优化工具。 

当前船舶中采用率最高的能效工具是废气节能器、螺旋桨导管等，因为它们相对易于实施。可再生能源的采用率是最低的。因为只有某些特定船舶类型更适合可再生能源。

船舶的数字化应用，可以提高其运营效率、降低风险和增强安全性。

① 可视化

可视化技术不仅能允许在有限或危险的环境中进行交互式培训和教育，还能通过与边缘计算和数字孪生相结合，可以提供全面的视觉信息，从而实现明智的决策和基于状态的维护策略，这将显着提高船舶的运营效率。

② 人工智能

人工智能可以通过自传感器的实时数据，为各种系统提供决策支持。其应用范围不仅包括单个组件，还能扩大到整个船舶。随着人工智能变得更加可靠，它们将越来越多地影响船舶运营。

③ 自主功能

自主功能通过建模、模拟和增强各个设备的互通来实现独立决策。它不仅能提高船舶的安全性，还能减少了高风险操作中的人员参与，并通过减少船员数量来降低运营费用。

 应用研究

① 绿色生态系统

绿色生态系统不仅涵盖绿色船舶的设计和建造等要素，还包括绿色港口、绿色航运走廊、绿色货物管理等绿色基础设施。

② 纳米技术和 3D 打印

纳米技术和 3D 打印技术可以提高船舶和近海工业的性能和效率。其中，纳米技术在原子和分子尺度上利用先进材料，例如用于高接触表面的抗病毒涂层、减少阻力的船体涂层以及增强强度的复合材料。 

此外，3D 打印技术可能会彻底改变船舶和近海行业管理维修的方式。通过分散零件制造，可以独立于供应链并在远离港口的地方实现维修或零件更换。 

③ 船舶性能优化

多物理场/多域优化、虚拟测试和调试以及高保真模型的快速求解器、基于 SIM 的高级决策能够助力船舶达到实时的性能优化。

④ 蓝色经济

蓝色经济涵盖所有利用海洋资源和空间的活动。它侧重于海洋资源和空间的可持续利用，最大限度地减少对环境的影响，同时促进经济增长。主要包括风电场、水产养殖场、波浪能和潮汐能系统以及海上航天港火箭发射和回收等活动。蓝色经济有潜力成为全球海运业转型的关键推动者。