期刊名：Sustainability

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/sustainability

论文标题：Comparative Life Cycle Assessments and Economic Analyses of Alternative Marine Fuels: Insights for Practical Strategies

论文链接：https://www.mdpi.com/2071-1050/16/5/2114

全球航运业的增长引发人们对该行业环境影响的日益关注。来自于韩国海洋大学的 Hokeun Kang教授及其团队在Sustainability期刊发表了文章。该研究对液化天然气、氨、甲醇和生物燃料等九种替代燃料的生产路径进行了生命周期评估，并对各燃料路径的生命周期碳定价开展了经济分析。此外，该研究还探讨了不同生产路径下同种类燃料混合使用的影响，旨在给航运行业参与者提供实践参考，助力其选择兼具环境效益与经济可行性的船用燃料。

研究分析框架图

研究过程和研究结果

该研究结合了生命周期评估和经济分析，全面评估不同替代船用燃料的可行性。首先，本研究使用美国阿贡国家实验室开发的温室气体、管制排放及交通能源使用模型（GREET）的海洋模块作为生命周期评估的核心工具。评估范围包括原料提取、转化与运输、储存以及船舶发动机内燃烧等多个阶段。其次，本研究选定了一艘LR1型帕纳马克油轮作为基准船型，为其设定了一条固定航线，并通过计算净现值（NPV）来比较不同燃料方案在这艘船舶25年生命周期内的总成本（其中考虑了资本性支出、燃料成本和碳价）。净现值（NPV）越低，经济可行性越高。最后，本研究进行了情景和案例分析，运用敏感性分析改变基准情景中的碳价来预测替代燃料的成本效益超过传统化石燃料成本效益的时间点，并探究了不同燃料混合方案的效果，其中包括重油与生物质基费托柴油混合燃料、天然气基氨与加装碳捕获与封存的天然气基氨混合燃料，以及天然气基甲醇与生物质基甲醇混合燃料。

该研究结果表明：① 根据生命周期评估的计算，生物质基费托柴油、电制甲醇和电制氨的温室气体减排效果最显著，相比传统重油减排分别高达92%、88.2%和86.6%。而天然气制氨和天然气制甲醇的全生命周期碳排放甚至高于传统重油，均不是可行的替代燃料。与此同时，该研究强调了进行全生命周期评估的重要性，如果忽略上游生产过程的排放，会严重低估燃料的环境影响。②就经济可行性而言，最环保的燃料（尤其是电制燃料）在整个船舶生命周期内均不具备成本优势。液化天然气的燃料成本最低，但是其排放成本高。然而，电制燃料的成本预计于2031-2050年间会逐渐开始优于部分化石基燃料。同时，提高碳价也能显著提升电制燃料的成本竞争力。因此，生物甲醇、生物质基费托柴油和配备碳捕获的天然气制氨可作为在电制燃料成熟前的“桥梁燃料”。③ 对于2020年代中期订购的船舶，采用混合燃料是一种能平衡减排目标与成本效益的实用策略。该策略不仅无需改造现有船舶发动机和燃料系统，还能根据碳价与燃料成本波动灵活调整配比，且生命周期总成本低于使用单一清洁燃料。

各燃料路径

研究结论

该研究评估了四种替代燃料共九条生产路径的温室气体排放，将年度碳价计入船舶生命周期成本，并以案例研究形式探讨了燃料混合方案的可行性。当前，船舶燃料的使用正面临环境成本与经济成本之间的核心矛盾：最清洁的燃料往往不是最经济的选择。现有阶段可以考虑使用过渡燃料或混合燃料，而长期目标则需要依靠碳定价等政策的推动。该研究能够帮助航运业参与者以最具成本效益的方式满足日益严格的环保法规。后续研究可以采用多标准决策分析法，综合技术、环境、经济与安全维度对甲醇和氨燃料进行深入评估，助力航运业实现全面脱碳转型。