呂龍德 熊瑩

山雨欲來(lái)風(fēng)滿(mǎn)樓。隨著全球變暖警報(bào)不斷升級(jí)，國(guó)際環(huán)保要求日趨嚴(yán)格，國(guó)際海事組織推出了嚴(yán)厲的脫碳措施，為航運(yùn)業(yè)提出了明確目標(biāo)，尤其是我國(guó)“雙碳”目標(biāo)出臺(tái)，低碳甚至零碳浪潮從呼吁走向行動(dòng)。這種背景下，減碳已成為造船業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要方向，零碳排放的推廣應(yīng)用勢(shì)所必然。在這場(chǎng)海事能源變革中，遭受最大、最深刻的影響無(wú)疑是傳統(tǒng)船用發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)。曾經(jīng)在川海湖澤輝煌了幾百年的船用柴油、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)甚至新興LNG發(fā)動(dòng)機(jī)走向沒(méi)落。

“雙碳”目標(biāo)倒逼零碳船舶發(fā)展

氣候變暖的嚴(yán)峻性和緊迫性是世界性問(wèn)題，減少乃至零排放二氧化碳已經(jīng)成了人類(lèi)的共同愿望和努力方向。2008年，英國(guó)《氣候變化法案》正式生效，通過(guò)立法帶動(dòng)了國(guó)際碳減排。2015年，《巴黎協(xié)定》正式簽訂，提出本世紀(jì)后半葉實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放，許多國(guó)家紛紛制定了無(wú)碳戰(zhàn)略。我國(guó)也在去年向聯(lián)合國(guó)大會(huì)宣布采取“更有力的政策和措施”促進(jìn)低碳零碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，并在今年兩會(huì)寫(xiě)進(jìn)《政府工作報(bào)告》，莊嚴(yán)提出了中國(guó)將“在2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)。國(guó)內(nèi)外嚴(yán)厲減排措施和“雙碳”目標(biāo)出臺(tái)，無(wú)疑給工業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)帶來(lái)了前所未有的壓力和挑戰(zhàn)。

作為服務(wù)國(guó)際貿(mào)易發(fā)展的基礎(chǔ)力量和重要載體，航運(yùn)造船業(yè)更是首當(dāng)其沖地承擔(dān)減排使命。目前，國(guó)際航運(yùn)溫室氣體排放量約占全球總量3%，2019年達(dá)8.19億噸。此外，航運(yùn)碳排放量每年呈遞增趨勢(shì)，估計(jì)2050年將比1990年高出2～5倍。國(guó)際海事組織一直關(guān)注和重視氣候環(huán)境保護(hù)，早在2011年7月就通過(guò)了船舶能效規(guī)則，在減少溫室氣體排放道路上率先邁出了步伐，并不斷完善規(guī)則和加大漸進(jìn)強(qiáng)度，朝著更高脫碳目標(biāo)前進(jìn)，如2016年通過(guò)規(guī)則要求5000噸以上船舶應(yīng)編制和實(shí)施《船舶燃油消耗數(shù)據(jù)收集計(jì)劃》，以用于收集和報(bào)告船舶燃油消耗數(shù)據(jù);2018年又通過(guò)了減少航運(yùn)溫室氣體排放的初步戰(zhàn)略。面對(duì)減排大風(fēng)暴，國(guó)際海事組織于今年6月通過(guò)的《國(guó)際防止船舶造成污染公約》附則六修正案更是提出：2030年所有船舶碳強(qiáng)度至少減少40%，到2050年則減少70%碳排放強(qiáng)度，監(jiān)管對(duì)象將從新造船舶進(jìn)一步擴(kuò)大，預(yù)計(jì)最快2023年導(dǎo)入。

強(qiáng)制性措施推出，不但表明了國(guó)際海事組織的決心，更是突顯了船舶去碳化迫在眉睫。航運(yùn)減排已經(jīng)不是要不要的問(wèn)題，而是到了怎樣減、減多少的時(shí)候了。在不斷加碼船舶碳排放控制的形勢(shì)下，廣大船東不得不另辟蹊徑打造能滿(mǎn)足碳排放要求的船隊(duì)。而實(shí)現(xiàn)這一愿景的最直接路徑就是擁有零碳排放船舶。很顯然，國(guó)際海事減排戰(zhàn)略和“雙碳”目標(biāo)倒逼著零碳船舶的崛起和發(fā)展。這也給造船業(yè)提出了新的課題和要求，其帶來(lái)的影響必定是顛覆性和立體化的，包括造船技術(shù)、造船觀念和動(dòng)力替代等都面臨著新的考驗(yàn)。未來(lái)，造船業(yè)的焦點(diǎn)之一無(wú)疑是零碳船舶的研制，而伴隨而來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也必將異常激烈。

從另一個(gè)角度看，誰(shuí)掌握了零碳船舶技術(shù)，誰(shuí)就搶先占據(jù)了行業(yè)高地，誰(shuí)就抓住了生存命運(yùn)。正因?yàn)檫@樣，很多國(guó)家造船業(yè)都開(kāi)展了諸如零碳船型、發(fā)動(dòng)機(jī)和替代燃料等方面研發(fā)，并取得了一定進(jìn)展。我國(guó)許多船企、研究院所等也對(duì)此進(jìn)行了布局和探索，并在船型設(shè)計(jì)等領(lǐng)域居于領(lǐng)先行列?？偟膩?lái)說(shuō)，全球零碳船舶當(dāng)前還處于研發(fā)階段，離應(yīng)用推廣的目標(biāo)還有較大差距，而未來(lái)10年是減碳、零碳技術(shù)的關(guān)鍵發(fā)展期，所以整個(gè)造船業(yè)需要直面的問(wèn)題和困難會(huì)很多很大，也需要行業(yè)只爭(zhēng)朝夕地跟時(shí)間賽跑。但這又是一個(gè)難得的發(fā)展機(jī)遇，零碳船舶研發(fā)將為每個(gè)國(guó)家的造船業(yè)帶來(lái)同等機(jī)會(huì)。我國(guó)造船業(yè)只要緊跟行業(yè)趨勢(shì)，利用好脫碳時(shí)代的機(jī)遇，積極推動(dòng)零碳船舶研發(fā)，就一定能煥發(fā)出強(qiáng)大的中國(guó)力量。

船舶動(dòng)力是實(shí)現(xiàn)零排放的關(guān)鍵

船舶的動(dòng)力來(lái)自于能源，而發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎是能源轉(zhuǎn)化為船舶動(dòng)力的心臟。船舶要實(shí)現(xiàn)零排放，關(guān)鍵依靠動(dòng)力改革。也就是說(shuō)，零碳船舶首先使用的必須是零碳排放能源，因?yàn)槟茉刺貏e是燃料能源的化學(xué)成分決定了排碳效果，只要是含有碳成分的能源，就必定會(huì)產(chǎn)生碳排放。過(guò)去和現(xiàn)在還在使用的柴油、汽油等化石燃料已經(jīng)越來(lái)越不適合了，未來(lái)航運(yùn)業(yè)采用的必將也必須是取之不盡用之不竭的可再生無(wú)碳能源。目前，人類(lèi)所知的零碳排放清潔能源有氫燃料、氨燃料、蓄電池、燃料電池、核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能和海洋能等。因此，要使航運(yùn)業(yè)實(shí)現(xiàn)零碳船舶化，就必須尋找到理想的零碳排放能源，并擁有大量生產(chǎn)和安全儲(chǔ)運(yùn)的技術(shù)能力。尤其是要開(kāi)辟新路徑獲取那些適合大型遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶使用的替代燃料，以真正達(dá)到零碳船舶大規(guī)模應(yīng)用和全面覆蓋。

但是，這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。對(duì)于船舶而言，其動(dòng)力改革包括兩部分：一是能源的選擇，一是發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配。而后者更是船舶動(dòng)力改革的重中之重，是零碳船舶最終獲得運(yùn)行動(dòng)力而又沒(méi)有碳排放的根本保證。眾所周知，每一種船用發(fā)動(dòng)機(jī)都有自己的特定結(jié)構(gòu)和工作原理，就像一個(gè)蘿卜一個(gè)坑，是什么燃料發(fā)動(dòng)機(jī)就使用什么對(duì)應(yīng)的燃料，僅有綠色能源而沒(méi)有匹配的發(fā)動(dòng)機(jī)，船舶動(dòng)力改革也只能是一句空話(huà)。由此可見(jiàn)，零碳燃料發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于船舶實(shí)現(xiàn)零碳排放是何其重要！

正是基于這一個(gè)原因，造船界已經(jīng)把研發(fā)零碳燃料發(fā)動(dòng)機(jī)作為船舶動(dòng)力改革的第一要?jiǎng)?wù)。近年來(lái)，許多國(guó)家都暗中較著勁地開(kāi)展各種替代燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的探索，有的已經(jīng)初見(jiàn)成果。目前，歐洲主導(dǎo)了氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)，取得較大突破的有曼恩能源方案公司和瓦錫蘭集團(tuán)。2021年，挪威禮諾航運(yùn)公司新推出的零碳排放汽車(chē)運(yùn)輸船就配備了曼恩公司的多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，未來(lái)稍作修改即可過(guò)渡使用氨燃料。在國(guó)內(nèi)，中國(guó)船舶集團(tuán)七一一所開(kāi)展了“氣道低壓噴射、缸內(nèi)高壓噴射、預(yù)燃室引燃、缸內(nèi)柴油引燃”等多條組合燃燒組織路徑研究，完成了氨燃料供給噴射系統(tǒng)、氨發(fā)動(dòng)機(jī)安全性、涉氨零部件耐腐蝕性、氨發(fā)動(dòng)機(jī)集成控制等關(guān)鍵技術(shù)研究，開(kāi)展了樣機(jī)研制，預(yù)計(jì)在2025年具備示范應(yīng)用條件。中船動(dòng)力也自主立項(xiàng)開(kāi)展氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)預(yù)研，確定了氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)技術(shù)路徑。川崎重工于今年聯(lián)合洋馬動(dòng)力技術(shù)有限公司和日本發(fā)動(dòng)機(jī)公司成立新公司，以研發(fā)并銷(xiāo)售應(yīng)用氫燃料船用發(fā)動(dòng)機(jī)。而上述三家公司稍早之前還組成了日本發(fā)動(dòng)機(jī)制造商聯(lián)合體，共同研發(fā)可用于遠(yuǎn)洋和沿海船舶的氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，俄羅斯、美國(guó)、韓國(guó)等國(guó)正在開(kāi)展應(yīng)用于商船的核能發(fā)動(dòng)機(jī)，反應(yīng)堆為壓水堆、熔鹽堆等堆型，如美國(guó)泰拉能源公司開(kāi)發(fā)船用熔鹽反應(yīng)堆技術(shù)，計(jì)劃用于大型船舶推進(jìn)動(dòng)力，但受高成本、高風(fēng)險(xiǎn)等因素制約，核動(dòng)力船舶很難實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，成為影響其發(fā)動(dòng)機(jī)研究進(jìn)展的原因之一。

零碳燃料誰(shuí)將未來(lái)勝出？

業(yè)界普遍認(rèn)為：LNG是船舶短期內(nèi)減排的最優(yōu)選擇，是航運(yùn)業(yè)邁向零碳時(shí)代的關(guān)鍵過(guò)渡燃料，正如中國(guó)船舶集團(tuán)經(jīng)濟(jì)研究中心科技發(fā)展研究室高級(jí)工程師江文成說(shuō)，作為當(dāng)前全球三大能源之一，LNG來(lái)源廣供應(yīng)足，技術(shù)相對(duì)成熟，基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)規(guī)則規(guī)范也趨于完善健全。但是，LNG有自己的硬傷，依舊會(huì)產(chǎn)生碳排放，僅是比燃油降低20%碳排量的低碳能源。從未來(lái)目標(biāo)看，它的終極命運(yùn)必然是像石油等有碳能源一樣被替代，最好的結(jié)果可能是使用時(shí)間會(huì)相對(duì)延長(zhǎng)些。

在已知的零碳燃料中，由于結(jié)構(gòu)、成分和特性各異，它們體現(xiàn)了生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸條件和應(yīng)用瓶頸的差異性，既各有優(yōu)勢(shì)，又在船舶推廣應(yīng)用上還存在這樣或那樣的缺陷和技術(shù)滯后，正是家家都有一本難念的經(jīng)。首先，氫燃料是被公認(rèn)為最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵢剂?，其?yōu)點(diǎn)是主體以化合物水形式存在，來(lái)源廣;無(wú)污染，不會(huì)產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳和粉塵顆粒等有害物質(zhì)，產(chǎn)物為水，無(wú)污染;燃燒性能好、燃燒速度快、發(fā)熱值大和效率高。但是，氫燃料目前生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟(jì)性差，且儲(chǔ)存、運(yùn)輸和加注難度高。在安全性上，氫燃料的危險(xiǎn)性遠(yuǎn)高于柴油及天然氣，爆炸極限較低。正因?yàn)檫@樣，中國(guó)船舶動(dòng)力資深專(zhuān)家范建新預(yù)測(cè)氫燃料在未來(lái)30年內(nèi)還無(wú)法成為船舶動(dòng)力的主流能源。其次，氨燃料很容易液化，不具備高可燃性，不存在爆炸危險(xiǎn)，比氫燃料甚至LNG更便于存儲(chǔ)和運(yùn)輸，生產(chǎn)供給上也不算太難，但最大缺點(diǎn)就是有毒，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體有腐蝕作用，這是目前還無(wú)法解決的技術(shù)難題。第三，蓄電池和燃料電池具有零排放、噪音小、能效轉(zhuǎn)換率高、快速啟動(dòng)等優(yōu)勢(shì)，但它們功率密度不夠大，續(xù)航能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足遠(yuǎn)洋船舶需求，而且由于裝載電池?cái)?shù)量較大，安全問(wèn)題也不容忽視。第四，核能能量密度很高，燃料體積小，運(yùn)輸和儲(chǔ)存都非常方便，但動(dòng)力轉(zhuǎn)化投資成本高，會(huì)產(chǎn)生放射性物質(zhì)，潛在安全風(fēng)險(xiǎn)大。最后，風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源分布廣泛、蘊(yùn)藏量大，但不穩(wěn)定，受氣候和區(qū)域影響大，轉(zhuǎn)換效率低，難以單獨(dú)作為大型船舶動(dòng)力使用。

由于各種替代能源均存在一定的天然缺陷，航運(yùn)業(yè)在短期內(nèi)要實(shí)現(xiàn)零碳目標(biāo)難以有完美的“終極方案”，也很難一蹴而就地通過(guò)完美能源來(lái)達(dá)到控制成本與滿(mǎn)足減排要求的平衡。但從零碳能源譜系可發(fā)現(xiàn)，有的能源成為未來(lái)“雙碳目標(biāo)”下船舶實(shí)現(xiàn)零碳排放的主力，還是具有很大的現(xiàn)實(shí)性和可行性。譬如氨燃料，航運(yùn)造船界認(rèn)為它是未來(lái)大型遠(yuǎn)洋船舶零碳燃料的最可能選項(xiàng)，雖然目前看來(lái)還存在著開(kāi)發(fā)利用的能力不足，但隨著船舶技術(shù)和減排進(jìn)程的發(fā)展，腐蝕發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等問(wèn)題終究會(huì)被解決。這也是近年許多國(guó)家船級(jí)社、船廠、設(shè)計(jì)院所、主機(jī)廠普遍傾向氨燃料動(dòng)力研究的一大原因。與此同時(shí)，也有不少人看好氫燃料作為船舶未來(lái)能源的前景。總的說(shuō)，可以預(yù)測(cè)的是，航運(yùn)零碳時(shí)代的減排路徑必將是多樣化，各種零碳能源都有可能成為船舶動(dòng)力。屆時(shí)，內(nèi)河和沿海運(yùn)輸作業(yè)船舶很可能通過(guò)電池技術(shù)實(shí)現(xiàn)零排放，而大型船舶和遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶則依賴(lài)氨燃料、氫燃料達(dá)成零碳目標(biāo)，還有核能也可能會(huì)成為船舶主要替代燃料的保障。

傳統(tǒng)船機(jī)還有希望嗎？

正是隨著船用替代能源研究日益發(fā)展，引發(fā)了傳統(tǒng)船機(jī)界不小恐慌。更有傳言稱(chēng)，歐洲汽車(chē)工業(yè)已經(jīng)不再開(kāi)發(fā)以柴油、汽油為燃油的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)了。這種論調(diào)還直接影響了大學(xué)院校招生，許多學(xué)生都放棄選擇內(nèi)燃機(jī)專(zhuān)業(yè)。傳統(tǒng)船機(jī)業(yè)真的沒(méi)有前途了嗎？恰恰相反，這對(duì)船機(jī)業(yè)將是一個(gè)機(jī)遇，可加快現(xiàn)有設(shè)備改造和升級(jí)換代。

傳統(tǒng)船機(jī)業(yè)雖然受能源轉(zhuǎn)型沖擊是不爭(zhēng)事實(shí)，但前景并非想象中那樣暗淡和沮喪，起碼在一定時(shí)期內(nèi)還不會(huì)完全被其它發(fā)動(dòng)機(jī)取代，正如業(yè)內(nèi)一些專(zhuān)家表示，無(wú)論是近期著重提升船用發(fā)動(dòng)機(jī)效率，還是中長(zhǎng)期向替代能源過(guò)渡，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)依然是船舶動(dòng)力的主要選擇。中國(guó)工程院院士嚴(yán)新平也指出：“內(nèi)燃機(jī)這種經(jīng)典的、可靠的動(dòng)力機(jī)械，在相當(dāng)長(zhǎng)的歷史階段，對(duì)于車(chē)用和船用都還是非常重要的動(dòng)力設(shè)備?！敝缘贸鋈绱私Y(jié)論，主要是有如下三大支撐依據(jù)：一是船用內(nèi)燃機(jī)具有較好的經(jīng)濟(jì)性、操作簡(jiǎn)單及可滿(mǎn)足遠(yuǎn)航持續(xù)功率輸出等優(yōu)點(diǎn)，其中船用柴油機(jī)更是航運(yùn)業(yè)應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的傳統(tǒng)動(dòng)力形式，不僅熱效率較高，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，可以適應(yīng)各類(lèi)船舶的需要。目前，95%以上商船動(dòng)力仍以船用柴油機(jī)為主，其它能源動(dòng)力裝備一時(shí)半會(huì)難以取代。對(duì)比汽車(chē)行業(yè)也可以看出這一走勢(shì)，雖然今天中國(guó)新能源汽車(chē)已在全球占比達(dá)44%，但傳統(tǒng)動(dòng)力裝備依舊占據(jù)主力地位，大型客運(yùn)車(chē)、卡車(chē)都普遍采用經(jīng)典的動(dòng)力機(jī)械，未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)間里的船舶也必然如此。二是羅馬城不會(huì)一夜建成，各種替代能源的缺點(diǎn)和當(dāng)前技術(shù)能力、觀念以及立法的滯后，決定了零碳能源不可能一步到位地成為船舶主流動(dòng)力。未來(lái)的船舶減排必定是技術(shù)路徑多樣化和新舊能源共存的局面。換言之，低碳燃料、高效傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)等現(xiàn)有技術(shù)手段將是逐步實(shí)現(xiàn)”雙碳”目標(biāo)的主體技術(shù)，造船業(yè)一定是在將其繼續(xù)提升及使用的同時(shí)，不斷研究零碳燃料、零碳技術(shù)和相匹配發(fā)動(dòng)機(jī)，以期逐漸替代。由此可見(jiàn)，在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間里，“高效內(nèi)燃機(jī)+碳捕捉”技術(shù)仍是應(yīng)對(duì)碳減排的重要方向和內(nèi)容。西安交通大學(xué)教授黃佐華為此指出，實(shí)現(xiàn)高效、清潔、低碳燃燒是內(nèi)燃機(jī)發(fā)展的必然趨勢(shì)。三是傳統(tǒng)船機(jī)的新技術(shù)應(yīng)用和升級(jí)對(duì)零碳燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的研制有促進(jìn)作用。中國(guó)內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)黨委書(shū)記兼副理事長(zhǎng)、中國(guó)船舶集團(tuán)七一一研究所所長(zhǎng)董建福表示，在碳減排及零碳排放的道路上，不創(chuàng)新的都是夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。言外之意就是傳統(tǒng)船機(jī)只有創(chuàng)新才有出路，而創(chuàng)新恰恰是其助力零碳燃料發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的推進(jìn)器。雖然傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)與替代燃料發(fā)動(dòng)機(jī)存在結(jié)構(gòu)和原理不同，但技術(shù)的參考借鑒乃至靈感啟迪必然有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。正是如此，有業(yè)內(nèi)專(zhuān)家建議向船用鍋爐摻氨燃燒，逐年增加摻燒比例，不搞一步到位的完美零碳，而是從四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、液氨運(yùn)輸船著手嘗試氨燃料在傳統(tǒng)船機(jī)的應(yīng)用。另外，從目前已裝船的曼恩公司多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)稍修改即可過(guò)渡使用氨燃料也折射了傳統(tǒng)船機(jī)業(yè)的發(fā)展前途。

誠(chéng)然，傳統(tǒng)船機(jī)被暴風(fēng)驟雨式淘汰是危言聳聽(tīng)，但零碳能源最終取代有碳燃料是未來(lái)的方向。因此，傳統(tǒng)船機(jī)業(yè)要做的不是憂(yōu)心忡忡和消極自棄，而應(yīng)該是進(jìn)取創(chuàng)新，既要加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，深挖傳統(tǒng)動(dòng)力節(jié)能減排潛力，推動(dòng)傳統(tǒng)船機(jī)轉(zhuǎn)型升級(jí)，又要加大對(duì)零碳燃料發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)、推廣和應(yīng)用力度，肩負(fù)起脫碳減排重任。唯有如此，傳統(tǒng)船機(jī)業(yè)才會(huì)有出路有希望。

顛覆性技術(shù)已出現(xiàn)

毋庸置疑，人類(lèi)社會(huì)要真正邁入零碳時(shí)代，顛覆性技術(shù)必不可少。中國(guó)工程院院士、上海交通大學(xué)講席教授黃震坦言：“沒(méi)有綠色革命和顛覆技術(shù)，就走不到碳中和?！边@是反映在科技史的一個(gè)普遍規(guī)律，縱觀每次能源革命或工業(yè)革命，都是由某種交通工具帶動(dòng)整體發(fā)展與變革，如第一次能源革命是火車(chē)帶動(dòng)了煤炭大規(guī)模發(fā)展，第二次能源革命是汽車(chē)使用汽油帶動(dòng)了石油發(fā)展，并使之成為國(guó)際政治、經(jīng)濟(jì)、外交、金融等方面重要載體。如今，世界處于第三次能源革命風(fēng)口，采用能源正由油氣向可再生能源轉(zhuǎn)變，新的脫碳能源體系代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源體系不可逆轉(zhuǎn)。而維系目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的顛覆性技術(shù)目前端倪已顯，并從陸上交通迅速向水運(yùn)滲透和延展。

以陸上交通為例，新能源汽車(chē)研究已有20年，技術(shù)突破有目共睹，市場(chǎng)推廣也已實(shí)現(xiàn)全方位普及，全球電動(dòng)汽車(chē)達(dá)250萬(wàn)輛，且已經(jīng)跨過(guò)前期緩慢發(fā)展的瓶頸期，毫無(wú)爭(zhēng)議地進(jìn)入了爆發(fā)期，呈現(xiàn)了暴增趨勢(shì)。在我國(guó)，國(guó)家863燃料電池轎車(chē)專(zhuān)項(xiàng)團(tuán)隊(duì)早在2003年就研制出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的我國(guó)第一輛燃料電池混合轎車(chē)樣車(chē)“超越一號(hào)”。這些年我國(guó)新能源汽車(chē)不管是研制還是市場(chǎng)推廣，都展現(xiàn)了一片蓬勃景象。值得強(qiáng)調(diào)的是，氫燃料電池是新一代新能源汽車(chē)動(dòng)力的一個(gè)開(kāi)始和切入點(diǎn)，未來(lái)從氫燃料電池開(kāi)發(fā)路上擴(kuò)展出來(lái)的氫燃料及其載體氨燃料也必將噴薄而出。于航運(yùn)業(yè)同樣如此，未來(lái)零碳船舶的顛覆技術(shù)就是氫動(dòng)力的推廣應(yīng)用，這可以從氫燃料電池?fù)涿娑鴣?lái)的研發(fā)勢(shì)頭看出來(lái)。

我國(guó)在政府提升國(guó)家能源安全的需求和強(qiáng)大執(zhí)行力的推動(dòng)下，研究氫燃料電池動(dòng)力的機(jī)構(gòu)和人員眾多，對(duì)降低制氫成本的研究也進(jìn)行得如火如荼?；诖耍瑖?guó)內(nèi)有專(zhuān)家預(yù)言撬動(dòng)和引領(lǐng)全球航運(yùn)業(yè)實(shí)現(xiàn)零碳能源變革的技術(shù)顛覆者將會(huì)在中國(guó)出現(xiàn)，而且很有可能來(lái)自中國(guó)汽車(chē)企業(yè)。

顛覆技術(shù)的出現(xiàn)只是為船舶脫碳打通了技術(shù)路徑，而更大障礙仍橫亙?cè)谌藗兠媲埃蔷褪钱a(chǎn)業(yè)鏈通暢、經(jīng)濟(jì)性和觀念轉(zhuǎn)變。前者需要解決的是替代能源的產(chǎn)業(yè)鏈完整性問(wèn)題，比如氫燃料要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用首先要掌握完備的生產(chǎn)渠道和方式。否則，不理順從生產(chǎn)到儲(chǔ)運(yùn)到使用等環(huán)節(jié)的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，零碳燃料的普及應(yīng)用只能是水中月鏡里花。其次，目前氫氣以及燃料電池價(jià)格高昂，動(dòng)力系統(tǒng)的初始投資是柴油動(dòng)力的2.5倍左右，營(yíng)運(yùn)成本居高不下，經(jīng)濟(jì)性不佳，船東難以承受。未來(lái)，隨著氫氣價(jià)格、氫燃料動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展及規(guī)?；瘧?yīng)用將帶來(lái)氫燃料動(dòng)力價(jià)格大幅下降，更能為船東所接受。在觀念認(rèn)知方面，中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)車(chē)輛與運(yùn)載學(xué)院教授歐陽(yáng)明高說(shuō)：在能源改革初期，很多人是不愿意改變的，譬如決定不再使用石油，石油商肯定是不愿意的，這里有跟不上變化的原因，也有不愿意跟的因素。事實(shí)上，任何技術(shù)轉(zhuǎn)型和變革帶來(lái)的利益重組，都會(huì)不可避免地讓一些相關(guān)方喪失部分利益，從而導(dǎo)致受損方消極對(duì)待甚至從中阻撓。隨著“雙碳”目標(biāo)出臺(tái)，碳減排具體化和量化了，并且時(shí)間也明確清晰了，各參與方的態(tài)度自然也就發(fā)生了不同變化。因此，破除利益的藩籬是能源改革最重要的選項(xiàng)，其阻力和難度比技術(shù)要求更大，需要的時(shí)間也會(huì)更長(zhǎng)，但這是不可回避的。因?yàn)橛^念如果不改變，變革就很難跨出實(shí)質(zhì)性的第一步。

我國(guó)船用發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的對(duì)策

傳統(tǒng)船機(jī)特別是船用低速發(fā)動(dòng)機(jī)一直作為短板困擾著我國(guó)造船業(yè)的發(fā)展，這是產(chǎn)業(yè)先天不足的結(jié)果，但我們也有舉國(guó)研發(fā)體制和廣闊應(yīng)用市場(chǎng)的后天優(yōu)勢(shì)。最近，中國(guó)船舶集團(tuán)中船動(dòng)力交付了自主研發(fā)的全球最小缸徑雙燃料低速發(fā)動(dòng)機(jī)CX40DF，標(biāo)志我國(guó)全面掌握了中小缸徑船用低速發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)驗(yàn)證的技術(shù)，也充分說(shuō)明我國(guó)在船機(jī)業(yè)上是能夠大有作為和“彎道超車(chē)”的。雖然零碳能源完全替代傳統(tǒng)能源還有較長(zhǎng)一段時(shí)日，但我國(guó)船機(jī)業(yè)無(wú)法逆勢(shì)地進(jìn)入“傷停補(bǔ)時(shí)”階段，更不能為此“等、靠、餒”，如果要想在這場(chǎng)能源變革中“不掉隊(duì)”甚至成為“領(lǐng)跑者”，就要發(fā)揮體制優(yōu)勢(shì)，集結(jié)行業(yè)力量，加強(qiáng)船舶動(dòng)力的技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)，打造自主可控技術(shù)，走出有自己特色的路子。

首先，希望國(guó)家層面給予資金和政策上支持，加大對(duì)傳統(tǒng)船機(jī)創(chuàng)新和替代燃料發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)的扶持力度，如設(shè)立基金對(duì)船用主機(jī)改造或創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)貼，也可推出一些鼓勵(lì)政策調(diào)動(dòng)船機(jī)單位研發(fā)低碳、零碳發(fā)動(dòng)機(jī)的積極性。在新燃料的生產(chǎn)研發(fā)和配套設(shè)施建設(shè)上，也希望有國(guó)家專(zhuān)項(xiàng)資金支持，推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈響應(yīng)和參與。另外，還要加大科研人才支持力度，提高零碳燃料船用發(fā)動(dòng)機(jī)國(guó)產(chǎn)化率，鼓勵(lì)國(guó)產(chǎn)新能源主機(jī)優(yōu)先裝船使用。

其次，行業(yè)組織要推動(dòng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的打造和發(fā)展，促進(jìn)船機(jī)企業(yè)、船級(jí)社、院校研究所、船廠和能源生產(chǎn)供應(yīng)商的相互合作，集聚整合多領(lǐng)域力量，開(kāi)展替代燃料動(dòng)力的共性技術(shù)研發(fā)和關(guān)鍵設(shè)備研制，構(gòu)建優(yōu)化研發(fā)手段和研究平臺(tái)，形成示范性項(xiàng)目，共同推進(jìn)低碳、零碳燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的研究、創(chuàng)新和發(fā)展。

第三，船機(jī)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)作為船舶動(dòng)力轉(zhuǎn)型的主要實(shí)踐者和擔(dān)當(dāng)者，在今后發(fā)展中必須做到“兩手抓，兩手都要硬”：一方面要在傳統(tǒng)船舶動(dòng)力領(lǐng)域深度挖潛，結(jié)合當(dāng)前數(shù)字化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)，加大節(jié)能減排技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，提高傳統(tǒng)能源的利用效率，積極推動(dòng)碳捕捉技術(shù)等新技術(shù)應(yīng)用，使船舶產(chǎn)生的碳可被再利用，從而實(shí)現(xiàn)全生命周期的低碳排放甚至零碳排放;另一方面要在新能源動(dòng)力領(lǐng)域探索減碳控碳技術(shù)路線(xiàn)，開(kāi)展大功率船用氣體發(fā)動(dòng)機(jī)、氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、氫發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究，加大船舶動(dòng)力與新技術(shù)、新材料、新工藝的融合發(fā)展力度，深入開(kāi)展新能源動(dòng)力基礎(chǔ)理論研究和技術(shù)研發(fā)，著力實(shí)現(xiàn)自主可控的技術(shù)創(chuàng)新突破，打造我國(guó)綠色船舶動(dòng)力完善可控的產(chǎn)業(yè)鏈，力爭(zhēng)船機(jī)業(yè)在新能源應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

第四，船機(jī)行業(yè)要瞄準(zhǔn)世界能源技術(shù)發(fā)展前沿，加強(qiáng)和國(guó)外同行開(kāi)展合作，培養(yǎng)滿(mǎn)足行業(yè)發(fā)展要求的高精尖人才，推動(dòng)綠色動(dòng)力規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)立，爭(zhēng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的榜樣，為全球海事業(yè)實(shí)現(xiàn)能源變革提供中國(guó)船用動(dòng)力解決方案。

第五，面對(duì)變革風(fēng)暴，船機(jī)企業(yè)既不能消極恐慌，又不要急功近利。雖然離“碳達(dá)峰”目標(biāo)只剩下10年時(shí)間了，但驚慌和冒進(jìn)都是不可取的，唯一的辦法就是按照船舶動(dòng)力產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律，做好各種燃料不同階段的研發(fā)、試點(diǎn)、示范和推廣工作。在布局零碳能源發(fā)動(dòng)機(jī)研究的同時(shí)，也應(yīng)該腳踏實(shí)地努力提升傳統(tǒng)船機(jī)燃燒效率和碳排放治理技術(shù)水平，特別是加強(qiáng)對(duì)LNG等低碳能源的發(fā)動(dòng)機(jī)改良創(chuàng)新和技術(shù)研究，以此為零碳燃料發(fā)動(dòng)機(jī)研制提供積累和借鑒。

千帆競(jìng)發(fā)勇者勝。在“雙碳”目標(biāo)下，低碳、零碳能源成為未來(lái)航運(yùn)業(yè)的主宰，已是不可阻攔的滾滾洪流。在這場(chǎng)能源變革混戰(zhàn)中，誰(shuí)順應(yīng)趨勢(shì)，積極開(kāi)拓進(jìn)取，誰(shuí)就能脫穎而出笑到最后。展望未來(lái)，我國(guó)船機(jī)業(yè)一定能在新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇中迎來(lái)充滿(mǎn)希望和激情的明天！