航运碳中和：碳中和政策对航运市场影响(三)-中信期货.pdf

2022-09-14 重要提示本报告难以设置访问权限，若给您造成不便，敬请谅解。我司不会因为关注、收到或阅读本报告内容而视相关人员为客 户；市场有风险，投资需谨慎。 投资咨询业务资格 证监许可【 2012】 669 号 化工 研究团队 研究员 胡佳鹏（甲醇、尿素） 021-80401741 hujiapengciticsf.com 从业资格号 F3039655 投资咨询号 Z0013196 黄谦（ PTA、乙二醇） 021-80401738 huangqianciticsf.com 从业资格号 F3063512 投资咨询号 Z0014611 杨家明（燃料油、沥青） 021-80401704 yangjiamingciticsf.com 从业资格号 F3046931 投资咨询号 Z0015448 中信期货研究 |专题报告 燃料油 航运 碳中和 碳中和政策对航运市场影响 （ 三 ） 摘要 碳中和政策大势所趋，航运业碳减排刻不容缓 船舶能效设计指数 EEXI将于 2023 年 1 月 1 日 正式实施 ， 航运业的二氧化碳排放量将每年下降 6，到 2050 年降至 1.2 亿 吨 。 国际海事组织（ IMO）于 2018 年 4月通过了航运业温室气体减排初步战略 ， 以 2008 年碳排放为基准，提出到 2030 年将航运业碳排放强度降低 40， 2050年碳排放强度降 低 70（碳排放总量降低 50）的明确目标 。 全球海运运力 变动 受政策影响不确定性增大 经济增长驱动海运需求提升，海运需求 提升带动运力增长， 分船型来看未来运力增长仍集中在集装箱、干散货和油轮主力船 型。分燃料类型看， 运力的增长不仅要考虑到 经营 效益， 也 须考虑 航运碳减排政策要 求， 船东要在当前不确定的环境下决定扩张、更新 何种类型的船只 ， 要适应 脱碳、零 排放环境法规的变化，航运业需要 更先进的技术或替代燃料 来 提高船舶能效 ， 技术 、 可选 燃料不确定性较 大， 未来运力的变动不确定性较大 。 航运减碳影响深远 二氧化碳排放受 船型、速度、大小、船体设计、压舱物、技术以 及使用的燃料类型等 因素 影响。船东将在现有技术条件下根据难易程度选择适合自己 的减碳方式， 比如短期选择降速手段 （ 只有约 15的船舶满足新规要求， 85的集装 箱船需降低航速以满足 EEXI要求，有效运力将减少 6到 10） ，中期 LNG船舶、甲醇 燃料应用增多、船舶大型化成为趋势，长期 随着技术的发展 航运 减碳 将 向替换燃料倾 斜 ， 例如氢气、氨气 燃料船舶 。 航速下降 导致市场有效 运力 下降，船舶航行时间延长 导致 海运总成本提升 ，运力增加、替代燃料 船舶需要 资本支出 提升 来实现 ，运力不足 导致 经济增速回落、 运费上涨 概率提升 ，降速导致单船油耗下降 ，尽管运力提升 ，燃 料油需求增速或较前期下调 。 本系列专题主要探讨 碳中和 政策 对航运业的影响 ， 分为碳中和政策介绍 、航运业碳排放趋势、航 运业降碳路径、航运业降碳影响四个方面 。 报告要点 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 2 / 39 目 录 摘要 . 1 一、 航运业碳排放趋势 4 免责声明 39 图 目录 图 1 各交通方式二氧化碳排放强度 单位 g/t-km 4 图 2 不同船型二氧化碳排放量占比 4 图 3 船舶行距船型与成本强度关系 5 图 4 航运二氧化碳排放占比 单位百万吨 5 图 5 2021年全球航运燃料类型 . 6 图 6 2018不同船型燃油消耗（船型） 单位百万吨 . 7 图 7 2018不同船型燃油消耗（单船） 单位千吨 . 7 图 8 2017船舶燃料消耗占比与船型关系 . 8 图 9 2018年船舶不同状态下的温室气体排放占比 . 8 图 10 国际航行船只油耗部位 单位千吨 9 图 11 IMO第三次与第四次温室气体研究关于船舶在途时长与航速的对比 单位天 . 9 图 12 主机转速与主机负荷指示曲线 单位 r/min 12 图 13 主机转速与每海里油耗 单位 r/min， kg/n mile 12 图 14 实际测量数据 . 12 图 15 2012-2018国际航运船舶温室气体排放 单位百万吨，千吨 . 13 图 16 船舶燃料的温室气体排放 单位千克 /吨 14 图 17 2012和 2018 年船舶温室气体总排放量和单船排放量 . 15 图 18 干散货、集装箱和油轮运力变化与 CO₂排放变化 . 15 图 19 2019年不同船型二氧化碳总排放与单船排放 . 16 图 20 2019年船只二氧化碳排放 （分船旗国） . 16 图 21 不同船型单船年度 CO₂排放量 单位吨 . 17 图 22 不同船型 CO₂月度 排放量 单位百万吨 . 17 图 23 不同船旗国 CO₂排放量 单位百万吨 . 18 图 24 航运碳排放因子 . 18 图 25 航运减排方式 . 19 图 26 航运减排方式 . 19 图 27 温室气体减排方式与对应成本 20 图 28 航运减排方式 . 20 图 29 航运减排方式 . 21 图 30 船舶分类 . 23 图 31 全球各船型海运需求（吨英里）增速 23 图 32 全球各大宗商品海运需求 单位吉吨海里 /年 24 图 33 航运贸易量 单位十亿吨英里 24 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 3 / 39 图 34 1971-2017经济增速与燃料油消耗关系 . 25 图 35 全球海运贸易量 单位百万吨 26 图 36 全球船舶运力（载重吨）增速 26 图 37 全球船舶数量和载重吨 单位艘，吨 27 图 38 全球船队年龄趋势（载重吨占比） 27 图 39 全球船队船龄 . 28 图 40 全球前 25船东国籍（按价值） 29 图 41 全球船队船东国籍（按载重吨） 30 图 42 全球船队船旗注册地 31 图 43 船舶新订单交付 单位千吨 32 图 44 全球船舶订单增速（载重吨） 32 图 45 全球船舶订单（分船型） 单位千吨 33 图 46 2020年船舶新建、注册和回收国家 . 33 图 47 2020全球船舶回收 单位千吨 . 34 图 48 集装箱船体型趋势 单位 TEU 34 图 49 集装箱船数量趋势 34 图 50 油轮体型趋势 . 35 图 51 油轮体型数量趋势 35 图 52 干散货船体型趋势 35 图 53 干散货船数量趋势 35 图 54 干散货船体型趋势 单位吨 36 图 55 干散货船数量趋势 36 图 56 全球船舶新技术应用比例 36 图 57 不同船型平均 EEOI变动 37 图 58 不同船型平均 AER变动 37 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 4 / 39 一、 航运业碳排放趋势 图 1 各交通方式二氧化碳排放强度 单位 g/t-km 资料 来源 DNV 中信期货研究 所 大型船舶二氧化碳排放强度是飞机的 1，是火车的 14，其二氧化碳排放总 量占全球二氧化碳排放不足 3，船舶二氧化碳排放与载重吨有关 ， 干散货 、 集装 箱以及油轮 载重占比大 但在全球船舶数量占比小 ， 较少的船只贡献了较 多 的二氧 化碳排放量 。 图 2 不同船型 二氧化碳 排放量 占比 资料 来源 DNV 中信期货研究 所 435 80 35 5 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 飞机 汽车 火车 轮船 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 5 / 39 图 3 船舶 行距船型与成本强度关系 资料 来源 IMO 中信期货研究 所 随着 船型增大 ，航程提升 ，船舶的 成本 强度不断下降 ， 因此未来船舶大型化 可能是一个趋势 。 图 4 航运二氧化碳排放占比 单位百万吨 年份 全球二氧 化碳排放 航运二氧 化碳排放 航运排放 占比 基于航程的国际航运 二氧化碳排放 占比 基于船舶的国际航 运二氧化碳排放 占比 2012 34793 962 2.76 701 2.01 848 2.44 2013 34959 957 2.74 684 1.96 837 2.39 2014 35225 964 2.74 681 1.93 846 2.40 2015 35239 991 2.81 700 1.99 859 2.44 2016 35380 1026 2.90 727 2.05 894 2.53 2017 35810 1064 2.97 746 2.08 929 2.59 2018 36573 1056 2.89 740 2.02 919 2.51 资料 来源 IMO 中信期货研究 所 近年来 ，全球二氧化碳排放 、航运二氧化碳排放 总量 不断提升 ，但增速逐步 下降 。 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 6 / 39 图 5 2021 年全球航运燃料类型 燃料类型 船只 吨位（GT） 标箱（TEU） 载重吨（dwt） 船只占比 GT TEU dwt Very Low-Sulphur VLS Intermediate Fuel Oil IFO 36 188 993 715 259 18 384 210 1 534 083 046 36.26 69.08 70.97 72.11 VLS Marine Diesel Oil MDO 33 118 29 698 675 149 929 27 886 341 33.18 2.06 0.58 1.31 IFO 380* 3 635 283 299 533 6 949 482 437 386 040 3.64 19.69 26.83 20.56 VLS Marine Gasoil MGO 2 539 7 441 142 34 467 6 769 951 2.54 0.52 0.13 0.32 Ultra-Low Sulphur ULS MDO 381 697 587 7 000 661 627 0.38 0.05 0.03 0.03 LNG, VLS IFO 373 36 964 811 144 014 30 159 817 0.37 2.57 0.56 1.42 LNG, VLS MDO 168 10 814 060 12 703 8 190 743 0.17 0.75 0.05 0.39 IFO 180 166 7 351 589 75 955 9 536 173 0.17 0.51 0.29 0.45 ULS IFO 43 352 580 15 617 438 639 0.04 0.02 0.06 0.02 LNG, VLS MGO 37 424 846 10 430 662 0.04 0.03 0 0.02 LNG 32 459 380 260 139 039 0.03 0.03 0 0.01 MDO 22 652 797 1 629 188 652 0.02 0.05 0.01 0.01 ULS MGO 22 26 594 16 571 0.02 0 0 0.03 0 Biofuel 18 360 677 11 684 386 434 0.02 0.03 0.05 0.02 MGO 12 880 222 122 003 0.01 0.06 0.01 0.02 0.06 Methanol, VLS IFO 11 336 377 552 044 0.01 0.02 0.03 0.01 0.02 Ethane, VLS IFO 7 292 595 264 750 0.01 0.02 0.01 0.01 0.02 Nuclear 6 144 573 1 324 50 079 0.01 0.01 0.01 0 LPG, VLS IFO 5 236 752 272 690 0.01 0.02 0.01 0.01 0.02 Biofuel, LNG 4 43 851 3 907 0 0 0 0.01 0 Compressed Natural Gas CNG, VLS MDO 3 111 058 105 325 0 0.01 0 0 0.01 IFO 380, LNG 2 251 144 18 400 0 0.02 0 0 0.02 MDO, MGO 2 183 254 16 030 0 0.01 0 0 0.01 Biofuel, VLS MGO 2 6 810 9 876 0 0 0 0 0 VLS IFO, Well Fuel 1 86 952 166 546 0 0.01 0.01 0 0.01 CNG, VLS MGO 1 30 742 31 473 0 0 0 0 0 LNG, MDO 1 65 314 600 22 437 0 0 0 0 IFO 380*, MGO 1 149 215 19 189 0 0.01 0 0 0.01 Methanol 1 51 837 10 670 0 0 0 0 0 Nuclear, VLS MDO 1 33 500 9 000 0 0 - 0 0 Unknown fuel type 22 998 63 435 988 115 238 69 356 421 23.04 4.41 0.44 3.26 Grand Total 99 800 1 438 599 714 25 904 122 2 127 304 575 100 100 100 100 World total known fuel type 76 802 1 375 163 726 25 788 884 2 057 948 154 100 100 100 100 资料 来源 UNCTAD 中信期货研究 所 当前，航运燃料以低硫燃油、高硫燃油、柴油以及 LNG为主，航运二氧化碳 排放主要集中在这些化石燃料的使用上 ， 现阶段测算 二氧化碳排放水平 需要 监测 化石燃料的 使用数量 。 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 7 / 39 图 6 2018 不同船型燃油消耗 （船型） 单位百万吨 资料 来源 IMO 中信期货研究 所 集装箱、干散货、油轮 载重吨 占比最大，其油耗水平也处于较高水平，结合 油耗水平与二氧化碳排放量关系，未来航运业二氧化碳减排主要集中在三大主力 船型上面。 图 7 2018 不同船型燃油消耗 （单船） 单位千吨 资料 来源 IMO 中信期货研究 所 单船油耗方面，游船、集装箱、液化气船、艇单船油耗较高，或与这些船只 的速度有关 ，高速船只往往油耗较大 。 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 8 / 39 图 8 2017 船舶燃料消耗 占比与船型关系 资料 来源 DNV 中信期货研究 所 集装箱、油轮以及干散货船只多为大型船只，大型船只油耗主要集中在航行 阶段。 图 9 2018 年船舶不同状态下的温室气体排放占比 资料 来源 IMO 中信期货研究 所 大型船只的温室气体 排放 主要集中在 缓慢运输 和 普通巡航 阶段 ，而 液化气船 和 小型船只 巡航阶段的排放水平要大于缓慢运输阶段 。 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 9 / 39 图 10 国际航行 船只油耗 部位 单位 千吨 资料 来源 IMO 中信期货研究 所 图 11 IMO 第三次与第四次温室气体研究关于船舶在途时长 与航速 的对比 单位天 资料 来源 IMO 中信期货研究 所 大型船只油耗主要集中在主引擎上，副引擎、锅炉 油耗较主引擎来说较少 。 航速与油耗 存在正相关 关系。 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 10 / 39 根据对船舶不同航速的评价要求，一般将运营船舶的经济航速分为最低油耗 率航速、最低燃油费用航速和最高盈利 航速等三种形式。三种形式的营运船舶经 济航速分别适用于不同的航运市场和航线要求，航运成本组成成分的侧重点不同。 经济航速主要是指最低燃油费用航速，与船舶耗油量、航速和载重相关，常用“千 克 克 /海里吨”为单位表示。最低燃油费用航速主要是通过控制主机燃油最低单 位消耗量来实现的。船舶燃油消耗总量 Q 总 主要由主机消耗量 Q 主 、副机消耗 量 Q副 、锅炉和焚烧炉消耗量 Q炉 组成。一般地，在定速航行时，副机 发电 机原动机 主要提供保证船舶正常航行所需要的电能，每天的电力需求基本上是 一个定值。因此副机每天的燃油消耗也是 一个定值，并且每天消耗量不到船舶总 消耗量的十分之一，占比较低。正常航行时主要使用废气锅炉，一般不使用辅锅 炉；船舶污油焚烧需要消耗一些燃油，由于有些港口提供免费污油排岸服务，船 舶可不焚烧污油，也就不因此消耗燃油。所以船舶燃油消耗主要是主机的燃油消 耗。船舶航速与主机的转速成正比，主机的燃油消耗与负荷成正比，主机负荷与 转速的三次方成正比。燃油消耗总量的计算公式为 Q 总 Q 主 Q 副 Q 炉 1 在定速航行时， Q 炉 0， Q 副 b，且 Q 主 kr3 2 其中 b为常数，是定值； k为系数； r 为主机转速。 船速 v 1-ρ 60 rP/1852， 即 r 29408.25v/P 1-ρ 3 其中 ρ 为滑失率； P 为螺旋桨螺距。 将式 1 根据上述内容进行整理可 得 Q 总 kr3b 4 将式 3 代入式 4 可得到船舶燃油消耗总量与航速的关系 Q 总 29 408.25kv 3/P 3 1-ρ 3b 5 设 L29 408.25k/P 31-ρ 3，则式 5 简化为 Q 总 Lv3b 6 对式 6 两边求导可得单位航速的燃油消耗计算公式为 Q 单 3Lv2 7 即 燃油单位航速消耗量与船速的平方成正比 。 另有 F t ∝ v 2 s 8 其中 F t 为航行油耗量； s 为航程。式 7 与式 8 相一致。 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 11 / 39 从式 7可以看出，燃油的单位航速消耗量是船舶航速的二次函数。根据函数 的性质， Q 单会有一个与航速对应的最低值，这个值就是经济航速。系数 k 不是 主机设计时的理论数值，它是燃油发热值、主机工况和时间的函数，随着主机运 行时间、维护保养程度、主机工作环境和燃油种类的影响而变化。参数 L也不是 常数，除随主机耗油系数 k值变化外，还和滑失率ρ有关。滑失率ρ是变量，受 船壳表面与水的摩擦系数、船舶方形系数、船舶载重吨、船舶吃水、风速风向以 及潮流等多种因素的影响。任何一个因素的变化都会引起系数 L的变化，而外部 因素除了相互影响外，还 随时间而变化，比如主机的工况、船壳表面的摩擦系数 等随着时间的推移而变化。但在某一种特定条件下， L 是一个定值。精确计算出 L 在某一个特定条件下的值，需要非常复杂的数学计算。因此，通过理论计算得 出船舶每航次的经济航速比较困难 。 确定燃油最低费用经济航速的一般方法有成本法和估算法。成本法是根据船 舶航运市场先预估船舶每天的可能收益，用收益减去非燃油的船舶固定成本得出 燃油成本。根据燃油市场价格算出相应燃油耗量，再参考主机厂家给出的耗油率， 计算出主机转速和对应的船速。这种方法虽然比较简单，但是没有考虑到船舶外 部环境因素的变化对航速的影响，计算出的经济航速不精准。估算法是根据船舶 设计时给出的数据和主机燃油消耗率估算出主机转速及对应的航速，这种方法是 将船舶设想成一种理想状态，没有考虑外界条件的变化对船舶的影响。这两种方 法都未考虑实际情况。 经济航速所涉及的变量都可以直接或间接测取。主机的负荷可用主机的油门 刻度来代替，定时测量燃油柜里燃油减少量可算出燃油的单位时间消耗量。转速 可 直接读取，船舶航速可从船舶计程仪或 GPS中读取，也可通过转速和螺距计算 出理论航速。为了更为直观地反映多组数据的测量结果，可使用 EXCEL的图表功 能做出曲线图。主机负荷与转速的三次方成正比，曲线的拐点对应的航速就是经 济航速。单位时间耗油率与航速的平方成正比，其数学图形是一条抛物线，最低 点对应的航速就是经济航速。这种方法被称为曲线法。 曲线法的优点是测量结果比较符合实际情况；由于缺少专用测量设备或仪器， 需重点考虑测量精度，尽量降低人为读数误差。船舶在航行时，需要读取的数值 都是变化的。为了确保测量的准确性，减少误 差，应在海况较好时测量。滑失率 比较固定，主机转速等参数比较稳定，测取的数据就更准确。对于燃油消耗量， 如果使用流量表进行测定，要先确定流量表的准确性，另外主机油头一部分回油 量不能回到日用柜；使用油柜测量法，测量期间不能进行燃油的驳运和分离工作。 油柜一般较大，短时间变化量较小，测量时间间隔越长越好，至少应为单位时间 的 2到 3倍，具体可根据船舶自身的实际情况来确定。再用除法得出单位时间的 消耗量，尽量不用乘法，以减少误差。 实测船舶是一艘 1993 年出厂的多用途船舶，设计载重量 22 000吨。该航次 105 航次 计划 装载 18507 吨杂货，于 2014 年 7 月 20 日从韩国马山港 MASAN 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 12 / 39 过太平洋，经巴拿马运河到科隆港和美国港口卸货。主机最大持续转速是 109 转 /分，公司告知船舶主机以 88转 /分的经济航速运转，但没有告知理论依据。在船 舶离港引航员离船后开始测量工作，此时船舶一般航行于港口外海，水域比较开 阔，水深比较大，兴波阻力等因素对船舶的影响比较小，基本上和船舶在大洋中 航行的环境一致。船舶会由港速慢慢加速至海速，利用加速过程进行数据的测取 不影响船舶的正常营运。船舶在加速和航行过程中实际航速总是变化的，为了有 效降低航速测取 的误差，直接使用理论航速代替实际航速。因为在外界条件不变 的情况下，滑失率是一个定值，理论航速与实际航速成正比，也就是“实际航速 理论航速 1-滑失率 ”。随着船舶慢慢加速，主机转速达到 85转 /分左右时主 机辅助鼓风机自动停止，此时开始正式测量程序。油门刻度值变化大些便于读取， 为节省时间并减少人为读数误差，按每次两转或三转加速，从 86转 /分逐步加到 103转 /分。转速稳定后，记录下主机转速对应的油门指示刻度，用 EXCEL的图表 功能绘出负荷指示曲线 ， 从中可以直观看出主机在转速 90 到 92区间负荷变化比 较平缓，船舶此 航次的最低燃油费用转速应在 92转 /分左右。具体值需进一步测 量才能确定，先暂时将主机加速到 90 转 /分 。 为了提高精确度，停止了燃油的转 驳操作，将不使用的油柜速闭阀关闭，只使用一个沉淀柜和日用柜；每个转速都 稳定运行 4小时左右，测量时间精确到分钟。测量数据如表所示 图 12 主机 转速与主机 负荷指示曲线 单位 r/min 图 13 主机转速与每海里油耗 单位 r/min， kg/n mile 资料 来源 世界海运 中信期货研究 所 资料 来源 DNV 中信期货研究 所 图 14 实际测量数据 测试日期 主机转速（r/ mi n 理论航速/（ kn /h 实际油耗t /h 船舶航向/（ ） 风/风 向 海浪 船舶载重/t 蒸汽压力/B ar 燃油黏度 大气温度/℃ 实际油耗率/ kg /n m il e 2014/7/23 88 13.14 0.983 075 4/SE 3 18507 2.5 15 20 74.84 2014/7/23 92 13.74 1.008 075 4/SE 3 18507 2.8 14 25 73.39 2014/7/23 95 14.19 1.0667 075 4/SE 3 18507 3 13 19 75.17 2014/7/24 100 14.93 1.1958 036 4/SE 3 18507 3.3 12.5 20 80.2 2014/7/30 90 13.44 0.992 028 4/E 3 18507 2.8 14 18 73.81 2014/7/30 98 14.63 1.15 028 4/E 3 18507 3.2 13 18 70.62 2014/7/30 103 15.38 1.258 028 4/E 3 18507 3.5 12 18 81.8 资料 来源 世界海运 中信期货研究 所 0 1 2 3 4 5 6 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 73 74 75 76 77 78 79 80 81 88 90 92 94 96 98 100 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 13 / 39 图 15 2012-2018 国际航运船舶 温室气体 排放 单位百万吨，千吨 资料 来源 IMO 中信期货研究 所 航运 温室 气体减排主要针对的是二氧化碳排放 ，近年 来随着航运贸易增速 放 缓 、船舶能效提升 ，二氧化碳排放强度下降等原因 ，航运二氧化碳排放增速放缓 ， 总量维持稳定 。 随着 LNG需求大幅提升以及 LNG船舶数量增多 ， 甲烷排放水平增 速远超其他温室气体 ， 该趋势或意味着市场将 天然气作为 碳减排 的过渡燃料的选 择 。 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 14 / 39 图 16 船舶 燃料的 温室气体 排放 单位千克 /吨 资料 来源 IMO 中信期货研究 所 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 15 / 39 图 17 2012 和 2018 年船舶 温室气体 总排放量和单船排放量 资料 来源 IMO 中信期货研究 所 全球航运二氧化碳排放量来看 ， 与 2012 年相比 ， 2018 年二氧化碳排放 量 大 幅增长 ，但大部分船舶的碳排放强度出现下降 ， 或降低了 二氧化碳排放增速 。 图 18 干散货、集装箱和油轮 运力变化与 CO₂排放变化 资料 来源 UNCTAD 中信期货研究 所 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 16 / 39 图 19 2019 年不同船型 二氧化碳 总排放与单船排放 资料 来源 UNCTAD 中信期货研究 所 2019年干散货船二氧化碳排放比集装箱船略高，但其船舶数量远大于集装箱 船，因此单船 排放前者远低于后者。油轮与干散货比较类似，碳排放总量高位因 为船只数量多，单船碳排放低于集装箱船。 图 20 2019 年船只 二氧化碳 排放 （分船旗国） 资料 来源 UNCTAD 中信期货研究 所 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 17 / 39 2019年在马绍尔群岛、利比里亚、巴拿马注册的船只的碳排放占了航运总排 放的 1/3。 2019 年数据前十船队注册国家的 1000 吨以上载重吨船只碳排放贡献 了总排放的 67.15。 2020 年 1 月 1 日，该十国船只占比 48.52，载重吨占比 65.73。 2014-2019年全球海运 CO₂排放提升了 8。 载重吨方面，利比里亚比马绍尔占比更大，但是其碳排放却低，主要原因是 利比里亚干散货船只更多，其每吨碳排放低于其他船型。德国，全球船只数量排 在 29 位，但是碳排放排名第六，源于该国集装箱船占比较大，船速快于其他船 型，吨碳排放更多。 图 21 不同船型 单船年度 CO₂排放 量 单位吨 资料 来源 UNCTAD 中信期货研究 所 图 22 不同船型 CO₂月度 排放量 单位百万吨 资料 来源 UNCTAD 中信期货研究 所 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 18 / 39 图 23 不同船旗国 CO₂排放量 单位 百万吨 资料 来源 UNCTAD 中信期货研究 所 近年来随着全球贸易量增长，船舶运力稳定增长，二氧化碳排放水平不断提 升，但增速随着碳排放强度转弱而降低，船舶二氧化碳排放总量增速低于贸易量 增速，未来随着船舶能效提升、 LNG船舶、替代燃料以及新航运减碳政策的执行， 航运二氧化碳排放量有望高位震荡后回落。 图 24 航运碳排放因子 资料 来源 IMO 中信期货研究 所 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 19 / 39 船舶 影响 CO₂排放量的因素很多船型、速度、大小、船体设计、压舱物、技 术以及使用的燃料类型等 ， 我们认为 三大影响因素运力变动、油耗以及替代燃 料对航运业二氧化碳排放趋势影响较大。 图 25 航运减排方式 资料 来源 公开资料 中信期货研究 所 图 26 航运减排方式 资料 来源 DNV 中信期货研究 所 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 20 / 39 图 27 温室气体减排方式与对应成本 资料 来源 DNV 中信期货研究 所 低碳燃料的减排效果 明显 优于其他减碳方式 ，但对技术的要求较高 ，需要船 舶技术 、燃料生产技术有较大的突破 。 图 28 航运减排方式 资料 来源 DNV 中信期货研究 所 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 21 / 39 航运减碳潜力来看， 使用替代低碳或零碳燃料（ LNG、甲醇、生物燃料、氨、 氢、电力等）减碳效果最佳，其次是碳捕捉，但以上方式都受到当前技术的限制， 现阶段可以普及的方式例如降速、提高能效等。 图 29 航运减排方式 资料 来源 DNV 中信期货研究 所 国际海事组织（ IMO）于 2018年 4月通过了航运业温室气体减排初步战略以 2008 年碳排放为基准，提出到 2030 年将航运业碳排放强度降低 40， 2050 年碳 排放强度降低 70（碳排放总量降低 50）的明确目标 。 船舶能效设计指数 EEXI 将于 2023年 1月 1日正式实施 ， 2008年航运业排放 CO₂9.21亿吨 ， 2018年预计 排放 8.7亿吨，假设吨英里排放不变，基于 39的航运需求增速， 2050年的碳排 放应该是 12.1 亿吨。根据减排目标， 2050 年航运碳排放应在 4.1 亿吨 ， DNV 预 计未来减排目标 20的贡献来自供应链物流提升带来的减排， 18来自技术、操作 方面的能源效率提升， 14来自速度下降减排， 22来自碳中和燃料减排。 航运业 的能源和技术转型已经开始，现阶段 12的新船订单将选择可替代燃料，而 2019 年只有 6。除了摆渡船的电气化之外，替代燃料主要集中在 LNG和生物燃料，未 来 4-8年氢气、氨燃料船只商用，现阶段甲醇燃料船技术已经成熟并出现首次商 用。燃料电池技术仍远不及内燃机技术成熟。一系列的新技术正在涌现，包括燃 料油电池、碳捕捉以及风动力。 随着现有船舶能效设计指数 EEXI将于 2023 年正式实施，为了减少二氧化 碳排放，全球大部分船舶将降速航行，有效运力将减少 3-5。航运数据咨询公司 Xeneta首席分析师 Peter Sand表示“航运业减少碳排放的实际形式尚未最终确 定，但从本质上讲，无论其最终形式如何，在其他条件相同的情况下，降低速度 意味着降低排放。”船舶降速可能将提高运费，尽管对不同航运板块的影响各不相 同。目前，集装箱运费接近历史高点，而油轮则在 2021 年表现疲软， 2022 年依 中信期货专题报告 （ 燃料油 ） 22 / 39 然具有很强的不明确。国际海事组织规定，在 2023年至 2026年期间，与作为基 准年的 2019年相比，碳强度需每年减少 2，与国际海事组织广泛讨论的到 2050 年温室气体比 2008 年减少 50，以及到 2030 年碳强度减少 40的目标相比，这 需要一套更 紧迫的规则来应对。一位航运消息人士表示，根据经验，将速度降低 1节大约会使有效运力全面下降 3-5，尽管并非所有船舶都会减速，某些船舶已 经满足了效率要求。“我们认为这些规定将直接导致 2023年及以后全球船队航行 速度降低，”华尔街投行 Jefferies分析师在一份研究报告中说 “我们估计，平 均航速每减慢 1节，就会减少 3-4的有效运力 ，不同航运板块的具体变化取决于 平均速度和海上时间。”就 VLCC而言， 2015年后建造的船舶大多是现代化的生态 船型，市场人士预计这些船舶将保持 12-13节的通常速度，而老船可能会为了 满 足 EEXI，被迫降速。在集装箱船板块， EEXI实施后，有效运力将大幅减少。去年 5月，船舶租赁公司 Global Ship Lease执行董事长 George Youroukos指出，只 有约 15的船舶满足新规要求， 85的集装箱船需降低航速以满足 EEXI 要求，有 效运力将减少 6到 10。 Peter Sand 表示“如果集装箱船有效运力减少，市场 将再现过去一年情形，延误和中断使有效运力远远低于数据。然而，由于过去十 年集装箱船都处于慢速航行，集装箱船运力不断增加，碳排放法规能否影响集装 箱船的航行速度还需观察 。 根据 C-LNG Solutions 的一项研究，对于 20 万载重吨的集装箱船，参照 EEDI 基准，其减量必须为 50，对于 12 万至 20万载重吨，其减量为 45，对于 8万至 12万载重吨，其减量为 40，对于 4万至 8万载重吨，其减量必须为 35。“在我 们看来， EEXI是直接的驱动力，因为它是一个可衡量的指标，” C-LNG Solutions 的研究人员范洪军表示 。 MAN 能源系统公司表示，主引擎的双燃料改造项目可以 降低 20-25的 EEXI。 MAN的项目和 PVU销售主管 Klaus Rasmussen表示在 covid -19 之前的石油和天然气价格下， LNG 改造的回报期限是 5 年改造为 LNG 燃料最 容易达到 EEXI标准 。 于 2021 年 6月将在 MEPC 76通过的防污公约规范附则 六（ Marpol Annex VI）修正案草案，