陳義文
甲醇燃料船舶的特點與邇來之建造應用
得以甲醇作為燃料的船舶，早在2010年代便已見初見端倪，當時已有船東向造船業者下單訂造。2016年4月，總部位於韓國蔚山的「現代尾浦造船」即為其客戶──挪威公司Westfal-Larsen Shipping，完成全球首艘甲醇動力運輸船Lindanger號的建造與交付，另2艘同型船舶亦於當月下旬交付。好似花開並蒂者然，2021年7月6日馬士基又宣布與尾浦造船簽署一艘2,100TEU雙燃料短程航行貨櫃船的下單訂造，可由尾浦造船於2023年中期交付此艘新船予馬士基，將懸掛丹麥船旗並且航行於波羅的海海域。
由馬士基設定的此一時程，得較其先前預定於2030年施行的目標提前7年。該艘船舶的引擎等動力機組（Engine and Machinery），是由曼恩能源公司（MAN Energy Solution）偕同尾浦造船公司合作開發。該公司為德國奧格斯堡的一家引擎製造商，設備產品主要用於船舶或發電廠的運轉，乃在2010年由曼恩柴油機公司和曼恩渦輪機公司合併而成，現為德國「大眾集團」（Volkswagen AG）的子公司。
馬士基隨後又在一年之間，向韓國造船業訂購了12艘、各16,000TEU，能使用甲醇作為燃料的大型遠洋貨櫃船，並與甲醇燃料供應業者建立起密切的協力夥伴關係，以確保這些船舶需用的燃料得以源源不絕的供應，此舉並又帶動其他的航運巨擘如達飛海運等跟著效顰，紛告訂購甲醇燃料船。斯一號稱全球最大航運事業的丹麥馬士基，是投注22億美元的經費向「韓國造船與海洋工程公司」（KSOE，註4）訂購此等甲醇燃料貨櫃船，並預計將自2024年起陸續交付。身居馬士基高層的Lee Kindberg表示，第一艘可運載2,100TEU的小型甲醇燃料貨櫃船可望於2023年經完成下水測試通過後，旋在波羅的海和北歐試營運，而自2024年起每一季皆會有2艘16,000TEU的甲醇燃料船，航駛於跨太平洋之航線上。
經科學測定，甲醇的「碳排放係數」（carbon discharge coefficient，指將每單位原物料、燃料使用量、產品產量或其他經主管機關認定之操作量，所排出之溫室氣體或特定物之含碳量，註5）只有1.375，少於LNG的2.750，更少於低硫油料的3.206，但其每單位使用量的燃燒熱值亦低於LNG和低硫燃油。當然，船公司另須考量甲醇的取得來源，特別是若以植物為原料以製成之甲醇，當可列屬於生質燃料的一種，惟若移用過多的食糧作物來製造甲醇，不免又會滋生全球性的爭糧顧慮。
至於馬士基之選用甲醇作為船舶燃料，主要是該型款的船舶無論是裝設或改裝上的技術，咸得比LNG船來得簡易，不過在下單訂造船隻的同時，必須尋覓甲醇的取得管道，方無「巧婦難為無米之炊」的後顧之憂。其他在全球亦甚知名的大規模貨櫃船運公司，之所仍不乏有較為青睞建造LNG船舶者，乃是著眼於後續的保養維修（像是較不致於導致管線、容器的腐蝕）與燃料供應鏈，均會比甲醇燃料船舶易於施行。
由於綠色甲醇在現前的產量有限，所以這是馬士基未來幾年必須面對的重大挑戰。鑒乎此，馬士基已與丹麥化工業者REintegrate簽有合約，首期內應生產1萬噸的綠色甲醇，估約是1艘「碳中和船舶」航行1年時需用的燃料量。職是之故，Reintegrate已傾力在其位處日德蘭半島北部、為丹麥第4大城市奧爾堡的工廠致力生產綠色甲醇，製成甲醇產品所用的能源將由鄰近工廠的一家太陽能發電廠提供。此一甲醇生產業者的執行長Knud Erik Andersen向媒體表示很自豪能成為丹麥第一個大規模生產e-甲醇的企業，雖然可再生能源在先進環保國家的能源消費結構中已愈益普遍，惟此是大型航運事業推展使用可再生能源的首例。
2022年8月，馬士基復與設立於亞洲的一家生物能源科技有限公司，共同簽署採購綠色甲醇的合約，俾確保首批問世的大型綠色貨櫃船舶，在燃料供應方面得長久不虞匱乏。上述的生物能源公司是利用農林業廢棄物並通過熱解「氣化技術」（gasification，註6），而可每年合成生產出近達20萬噸的綠色甲醇，並預計於2024年9月投產。對海洋環保備極重視的馬士基便預估，所訂造的12艘甲醇燃料貨櫃船全數交貨時，該公司每年當可減排150萬噸的二氧化碳，得善盡企業責任並冀能帶動風潮以保護海洋和地球的環境與自然生態。另因馬士基的整個碳中和船隊，一年需要消耗2,000萬噸的油料，故必須設法獲取更多的綠色甲醇燃料，新購大量甲醇燃料增加的支出將會被列入資產負債表，額外的燃料成本亦將在合理範圍內轉請客戶分攤。
另一多年穩居全球第3大航運公司的法資達飛海運，則是繼馬士基之後第2家下單訂購甲醇燃料船的航運巨業。依照一家著稱於全球的「海事通訊社」（Maritime News Agency）之報導指稱，達飛海運與中國的大連船舶重工集團業已於2022年8月上旬簽訂了6艘、每艘裝載容量皆為15,000TEU，總造價約莫10億美元之甲醇雙燃料船，這批貨櫃船舶預定可於2025年下半年交付。達飛海運發言人就此說明道，訂造甲醇燃料船可切符集團向來所倡行的燃料多元化之業務發展策略，將使公司於2040～2050年達致淨零排碳的目標，屆時已可被普遍應用的天然氣和甲醇2種燃料，得對其集團的整體脫碳目標，具有互為補益之作用（註7）。多年後，一旦全世界的天然氣儲量、產量俱趨減少，則得以人工製成的甲醇，容將會逐漸成為首要的船用替代燃料。
放眼全世界的海運事業，甲醇已逐漸成為船運業力行脫碳的重要替代燃料之一，按克拉克森海事諮詢公司（Clarksons）的資料顯示，單於2022年的上半年之間兼可使用甲醇作為替代燃料的待造船舶，便在所有的下達訂單中占有近約3分之1的比例。從此一演進趨勢足可顯見，無論是以甲醇當作船舶替代燃料，或是改以LNG為船舶的主要燃料，邁向碳中和已是航運貿易事業必欲推展落實的願景。無疑者，LNG是最具潔淨高效的燃料，但兼同衡量各種替代燃料在地球的存量、售價，以及可否以人為方式來產製等項目，甲醇當有得以勝出之處。
迄今，在既已知悉且又已成為商用船舶替代燃料中，是以液化天然氣和甲醇尤備受喜愛，亦將帶動航運、造船等市場的新變動和競爭，而以氫氣、氨氣為燃料或是採行電動船舶，則較難以在短時間內遍行。此外，甲醇燃料船因為無須安裝昂貴的低溫燃料儲存槽和燃氣處理系統，固然必須在船內建置占用空間較大的甲醇儲槽，然則確實可比建造LNG船舶降低建造成本，而且甲醇尚可在化工廠內製成、無需冷卻或保持壓力，即得在正常狀況下以液體型態從事儲存和運送。
甲醇有望成為船用燃料的新興主力
由於航運業的溫室氣體排放量，目前占全球總排放量的3%，此當中若僅以二氧化碳論之，則全球航運業每年製造出9.4億噸的二氧化碳，約莫可占全球二氧化碳總排放量的2.5%，且隨著國際貿易持續增加。因此，嗣後的20、30年內航運業的溫室氣體排放量，在全球排放總量中的占比，恐還將再持續攀升。現階段，大多數船舶仍將依賴汽、柴油等傳統以石油提煉出的燃料，苟未善加調變則對國際社會臻於低碳減排的宏旨，勢將難以配合行事，允宜在推展甲醇、LNG、氨等替代燃料上，再增加使用百分比。
克拉克森海事諮詢公司指出，自2021年起全球航運界下單訂造的新船，有高達38%者皆是雙燃料船，而在各種替代燃料的籌集整備方面，甲醇則尤可穩定供應，爰使甲醇燃料船舶日益備受重視。以2022年上半年為例全球的「替代燃料就緒型船舶」（Alternative Fuel Ready Vessels）計有86艘，其中甲醇就緒型船舶（Methanol Ready Vessels）為28艘，占比為32.5%，近約建造中新船的3分之1。
在馬士基臨陣居先的帶動下，必對船舶之改用甲醇為燃料，具有深遠的拉抬效應。英國的《金融時報》（Financial Times）曾繼之報導，隨著亞洲和歐洲的船東更換老舊貨櫃船隊，在短期內必將有更多的甲醇雙燃料船舶被下單訂造，此等現象可突顯在邁向低碳轉型的時空環境下，船舶市場尋求替代燃料的整體變化狀況，而甲醇燃料已有躍為燃料市場主流的優勢。
「國際潔淨運輸理事會」（International Council of Clean Transportation，ICCT，註8）海洋部門專家Bryan Comer表示，從船舶引擎和燃料發生化學反應後的原理以衡度，選用甲醇為船舶的替代燃料當係明智的抉擇。鑒於馬士基是貨櫃航運的龍頭業者，更可在其引領下促使甲醇成為替代燃料的領先角色，如著名的新加坡貨櫃運輸集團X-Press Feeders，便步武其後的向2家中國造船廠，下訂16艘、各為1,170TEU的小型甲醇燃料貨櫃船。此批新造船舶，將由中國的新大洋造船有限公司及寧波新樂造船集團各依契約建造8艘，三方並已在2021年12月完成簽署，第一艘船舶訂於2023年第4季投入X-Press Feeders公司之歐洲及美洲航線，所有船舶預計在2024年底加入公司船隊中，配備有雙燃料引擎、具有高燃油效率的新船，可採用普通燃料或綠色甲醇燃料以運行，明確減少對環境的衝擊。
馬士基堅定的承諾，未來該公司的全數自有新建船舶，均將採用極低含硫量的燃油（Very Low Sulfur Fuel Oil，VLSFO）或使用雙燃料船舶以從事營運，俾實現「碳中和」的良旨。馬士基並將持續引進其他的可靠燃料應用方案，如採用生質甲醇、醇木質素混合物及氨等有助於實現碳中和的燃料。身居為舉世最大規模和公認極能維護環保的馬士基，將以優質的作為印證業務領域足可無遠弗屆的航運事業，必能更高效多益的在世界各地，促進物流往來和推展貿易。
（全文完）
附註
4、「韓國造船海洋工程公司」（Korea Shipbuilding & Offshore Engineering，KSOE）成立於1972年，前稱為「現代重工」（Hyundai Heavy Industries Co., Ltd），係於2019年年中更易為現今的KSOE名稱，總部與尾浦造船廠同皆設址於瀕臨日本海和東海交會處的蔚山。久來長為現代集團的主要骨幹，亦是一家世界級的綜合型重工業公司，及舉世排名500強之內的企業，同時亦是全球及韓國首屈一指的造船集團，該集團占地面積720萬平方公尺，擁有船塢9座。
公司主要生產郵輪、散裝貨輪等各種類型船舶，在韓國海軍艦艇的設計和建造中亦扮演著重要角色。設廠於蔚山的現代重工集團造船基地，既為韓國海軍與海岸警衛隊製造艦艇，亦常得標承製歐美國家的特殊及軍用艦艇。而且，公司亦具有建造多種特殊船隻之能力如潛艇救援艦、浮標運輸艦等。KSOE的其他業務，還包括生產船用引擎和工業機器人，兼且又可產製挖掘機、輪式裝載機和叉舉車機等，並還插足及於建築業。
5、碳足跡的計算公式則與「碳排放係數」呈正比，其公式如下：
碳排放量（CO2e，即carbon emission）=活動強度×排放係數×GWP值（IPCC 2007）。
IPCC所檢測之溫室氣體種類除二氧化碳外，亦包括在2007年的第4次評估報告中所列之所有溫室氣體，即二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氟氯碳化物、全氟碳化物、氟化醚、全氟聚醚、碳氫化合物，以及訂立於《蒙特婁議定書》內所應管制之物質等。
上述的GWP為全球暖化潛勢（Global warming potential），亦譯作全球升溫潛能值，是衡量溫室氣體對全球暖化影響的一種手段；IPCC則是「政府間氣候變化專門委員會」（Intergovernmental Panel on Climate Change之縮寫），是一個附屬於聯合國之下的跨政府組織，在1988年由世界氣象組織和聯合國環境署合作成立，專責研究由人類活動所造成的氣候變遷。
6、生質物（Biomass）是經由光合作用，以碳水化合物的型式儲存化學能，而在燃燒時則能將能量釋放出來。對於此生質能源的應用，可根據來源不同的生質物特性及最終產品的需求與應用型式，選擇適當的生質物能源轉換路徑。在氣化、液化、裂解等生質物能源轉化途徑中，氣化技術對於熱、電及運輸用油等最終應用產品的產出應用，有較好的轉化效率。
「氣化技術」是將生質物等含碳原料，利用反應溫度、氧氣量的控制與水蒸氣作用，而得到CO和H2等產品的程序，是在超過攝氏700度之高溫且低氧的環境中，所進行的化學反應，將煤炭、生質物、廢棄物等，轉化成數種可燃氣體的混合物，主要成分為氫氣及一氧化碳，另外也有氮氣、甲烷、二氧化碳等，由於這種混合物不僅可做為發電機組中的鍋爐燃料，亦得以再被當作原料用以生產柴油、塑膠等其他產品，因此被稱為「合成氣（syngas）」。以煤炭生成的合成氣，經燃燒後以發光、炊釁、供作暖氣已有多年歷史，在舉世多個地方俱可見其應用，現前正在發展中、以廢棄物為原料之技術，可利用廢木材、廢塑膠、廢電子產品等，若欲直接將廢棄物掩埋或是焚化，不如藉由氣化技術以善加利用其蘊涵的能量。因之，對於各種樣態的有機物，可經由氣化反應取得其能量，此既為當前生質廢棄物的處理方法之一，同時亦是一種潔淨技術的應用。氣化技術是固態生質物在氣化爐（gasifier）中，以少量、即比理論化學反應劑量為低的氧化劑進行熱化學轉化，反應後的產物為液態、氣態燃料乃至於灰渣。這些反應生成的產物不僅得有供熱、發電用途，亦得經相關合成反應而獲致液態生質燃料。
7、達飛海運早即於2017年訂造兼可使用液化天然氣的雙燃料船，以期減少溫室氣體的排放。2022年1月，達飛旗下的一艘貨櫃船在法國「馬賽－福斯港」（Port de Fos-Marseille）完成LNG燃料添加作業；同年3月，又在上海港完成另艘船舶的LNG加注作業。顯見在LNG燃料的添補上，航運與港口兩事業已可密切的合作。
8、國際清潔運輸委員會，是根據美國稅法第501條註冊成立的獨立非營利組織，由Climate Works基金會、威廉－弗洛拉•休利特基金會、能源基金會，以及大衛－露西爾•帕卡德基金會資助，得為環境監管者提供技術和科學分析。
參考文獻和資料
- 科技大觀園：甲醇的製造。
- 理財網新聞：航運業掀減排風 馬士基下訂12艘綠色甲醇貨櫃船。
- https://www.xindemarinenews.com›..（信德海事網）：今年（2022年）甲醇燃料船訂單有望創新高。
- https://finance.ettoday.net›…（ETtoday財經雲）：LNG與甲醇船用燃料之戰日益白熱化，業界多認為甲醇成熟度遠不如LNG。
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