推进华盛顿航运业的零排放燃料

前进 零排放燃料在华盛顿的航运部门 到2050年的路线图 报告/2024年7月 作者和致谢 Authors ： 简·萨德勒 安德鲁·沃德尔 作者按字母顺序列出。除非另有说明，否则所有作者均来自RMI。 贡献者 我们要感谢以下组织对本研究的宝贵反馈和贡献： •氢和可再生电子燃料联盟(CHARGE)——维沙尔·阿加瓦尔，梅兰妮 Eng,AaronFeaver,AidaUrazaliyeva •西北海港联盟——史蒂文·尼古拉斯，格雷厄姆·范德谢尔登 •西雅图港-AlexAdams,DavidFujimoto,LucianGo •华盛顿海事蓝——约书亚·伯杰，卡西迪·费希尔 •华盛顿州商务部——斯蒂芬妮·凯尔特、史蒂文·波伦斯基、香农·普雷斯勒 我们还要感谢参与研究作者举办的多个研讨会的利益相关者和贡献者，感谢他们宝贵的反馈。 联系人 andrew.waddell@rmi.orgapandey@rmi.org 版权和引文 AndrewWaddellJaneSadler和AparajitPandey,在华盛顿的航运中推进零排放燃料 行业：2050年路线图,RMI,2024,https://rmi.org/insight/advancing-零排放-fuels-in- 华盛顿-航运-部门/. RMI重视合作，旨在通过分享知识和 见解。因此，我们允许感兴趣的各方通过创意参考、分享和引用我们的工作 CommonsCCBY-SA4.0许可证。https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/. 除非另有说明，否则所有图像均来自iStock.com。 Acknowledgments ThisresearchwasconductedwithsupportfromBreakthroughEnergy.Resultsreflecttheviewsofthe 作者，而不一定是贡献者或支持组织的作者。 关于RMI RMI是一家独立的非营利组织，成立于1982年，名为落基山研究所，致力于改变全球能源系统通过市场驱动的解决方案，与1.5°C的未来保持一致，并确保清洁， 繁荣，零碳的未来。我们在世界上最关键的地区工作，并参与 企业、政策制定者、社区和非政府组织，以确定和扩大能源系统干预措施 到2030年，将减少至少50％的气候污染。RMI在科罗拉多州的玄武岩和博尔德市设有办事处；新约克城；加利福尼亚州奥克兰；华盛顿特区；尼日利亚阿布贾；和北京。 目录 执行摘要. 关键发现.................................................................................................. 海上燃料需求.候选零排放燃料. 电子燃料12 排放12 可扩展性.14 成本:华盛顿生产15 成本:州外和全球生产..................................................... 商业准备21 生物燃料22 排放22 可扩展性22 Cost24 商业准备27 ZEF收养目标. 海上燃料政策分析. 现有政策格局.32 激励海事的政策参数33 政策建议34 Conclusion. 技术附录.尾注. 执行摘要 为了追求雄心勃勃的州脱碳目标，华盛顿州商务部 已经确定由清洁氢气制成的可再生燃料是一种必不可少的解决方案，特别是在硬电气化行业，如航运和航空。1华盛顿港口和区域海事利益相关者 考虑到 国际海事组织(IMO)的监管压力和强大的可用性这十年来美国的制氢补贴。 如果不采用零排放或接近零排放，国际航运就无法完全脱碳 远洋船(OGV)的燃料(ZEF)，这种转变已经在世界各地的港口开始。i该报告将ZEF定义为至少减少90％温室气体（GHG）排放的燃料相对于传统的化石燃料燃料在整个生命周期的排放基础上。尽管燃料部分减排也正在部署中，并将继续在航运业的能源中发挥作用 过渡，必须对ZEF和相关基础设施进行规划和投资，以加速这一进程如果ZEF的部署要扩大到本世纪中叶达到工业脱碳，那就需要十年。 华盛顿必须计划在该州部署ZEF，以确保持续的相关性和该地区航运业的增长，并达到国际和州的脱碳目标。 华盛顿港口为美国和亚洲之间的国际贸易提供了重要的门户作为国内经济活动和就业的重要来源。 这个路线图研究，推进华盛顿航运业的零排放燃料，进行了 为政策制定者、行业利益相关者和其他相关合作伙伴提供可行的见解到2030年催化部署零排放航运燃料和完全脱碳的途径 根据国际海事组织的目标，到2050年在华盛顿港口停靠的OGV的运输燃料。这项研究重点关注所有远洋船舶的燃料需求，包括游轮，以及“航运部门”和 本报告中使用的“运输燃料”应理解为包括游轮及其燃料，在该地区的海洋生态系统中起着重要作用。分析提供了对 从绿色电解氢（电子燃料）或可持续生物质衍生的几种ZEF的可行性原料(生物燃料)，通过基于减排、交付成本、可扩展性和 从现在到2050年的技术准备。 关键发现 •到2030年，华盛顿港口应将ZEF的能量相当于约100,000-200,000 吨的VLSFO(极低硫燃料油-现有的海洋化石燃料)与IMO的ZEF- 采用目标，并开始燃料过渡，这将确保国家的持续增长海事部门。 i“零排放或接近零排放的燃料”反映了IMO2023年修订的温室气体（GHG）排放中使用的术语 全球航运领域的减碳策略，特别是针对2030年的采纳目标。尽管国际海事组织（IMO）尚未明确界定这一策略，但该报告深入探讨了如何实现这一目标，强调了技术创新、能效提升以及可持续燃料使用的重要性。此外，报告还分析了不同国家和地区在减碳方面的政策动向和实施挑战，并提出了相应的建议以促进全球航运业的绿色转型。 本报告采用至少相对于基准至少减少90%温室气体（GHG）排放这一阈值，以界定零或近零排放燃料的标准。传统的化石燃料基线为91.16gCO2e/MJ在整个生命周期排放基础上(或在良好到唤醒的排放基础上)。 •西雅图港口，塔科马港口和西北海港联盟已经在努力促进这一进程 ZEF需求，进行绿色走廊可行性研究，以刺激ZEF需求 如果成功的话，到2030年取代100,000-200,000吨的VLSFO。PNW-阿拉斯加绿色邮轮走廊已选择(电子或生物)甲醇作为目标燃料。 •满足这种规模的ZEF需求所需的港口存储和加油基础设施投资 到2030年，使用(电子或生物)甲醇的甲醇储存估计约为2000万美元，额外的$25million为甲醇燃料船。 ZEF在海上能源转型的早期阶段很重要，当时成本最高，需求最低。 •ZEF能够提供至少90%的减排and一个可靠的途径，以满足一个重要的全球航运需求规模包括来自低碳电解氢的电子燃料(包括 但不限于电子甲醇、电子氨和电子液化天然气或电子液化天然气)。第二代来自可持续生物质原料的生物燃料（包括但不限于生物甲醇和 bio-LNG)canalsoreduceemissionsintheshort-tomedium-term.However,actualemissionsreductions 依赖于井到尾(WTW)生命周期分析，查看原料来源、生产过程和 （特别是在电子LNG和生物LNG的情况下）整个供应链的泄漏率。 •能够在甲醇或氨等ZEF上运行的双燃料容器是市售的 今天已经开始运作了。全球订单簿ii对于甲醇容器，特别是代表 2030年的潜在需求大于预期的供应。 电子燃料 预计电子燃料在可再生资源，特别是风能资源的生产中最便宜 最强。减少通货膨胀法案（IRA）税收抵免有助于使美国的高风地区 Statessomeoftheleast-costproductionlocationsintheworld.Thisstudyusesahigh-windsiteinNorth 达科他州是该国中部普遍存在的低成本制氢地点的代表， 大约在北达科他州和俄克拉荷马州Panhandle（美国风带）之间。一些可比的风资源也可以在蒙大拿州找到。 •美国风带制造的电子燃料(使用新的、位于同一地点的风能和太阳能资源)预计将大约是2030年现有运输燃料成本的1.5倍(按能源当量计算)， 包括爱尔兰共和军税收抵免。iii当包括向华盛顿港口运输燃料的成本时，交付成本约为现有运输燃料成本的2.5倍。 •2030年华盛顿的电子燃料生产成本预计将是生产成本的两倍以上 在美国的风带上，约为现有运输燃料成本的3.5倍，包括IRA税收抵免。交付的燃料成本(包括运输到西雅图港的成本)高出约50% 华盛顿的产量比美国的风带产量高。 ii"全球订单簿"这一术语指的是所有尚未交付至全球船队的船只订单；本报告依赖于DNV提供全球订单数据的替代燃料洞察平台。 iiiIRA引入了清洁电力生产税收抵免（45Y），该税收抵免最高可再生能源33美元/兆瓦时 生产；以及清洁氢气生产税收抵免（45V），该税收抵免最高可奖励3美元/千克生产的氢气。氢气生产必须满足三个主要支柱：增量性、可交付性和时间匹配性，这些将在后续讨论中涉及。 候选零排放燃料本报告的一部分。 •整个燃料供应链的参与者，从o夫到港口再到华盛顿州，可能会放置一些靠近港口或州的生产附加价值(由于供应链的稳定性、能源安全、 当地创造就业机会和经济发展考虑)。然而，高生产成本 华盛顿表示，大部分需求应该通过州外进口来满足，以达到成本最低的能源系统。 •华盛顿燃料需求规模的本地电解生产将需要大量 可再生能源容量部署和输电扩展的规模和速度的增加太平洋西北地区，提出可行性挑战。 •华盛顿现有纸浆和造纸厂以及生物质发电厂的碳捕获可以提供 生物CO原料的显著供应。全球生物2CO供应限制可能会挑战最终2 除非直接空气捕获（DAC）成为经济上可行的生物CO供应来源，否则可伸缩性。2 •E-LNG在上游、中游和车载燃烧中需要非常低的泄漏率，以实现大于90%的减排量。最近的报告表明当前美国的泄漏率很高 足以大幅降低气候效益。 生物燃料 生物燃料成本差异很大，取决于原料类型、原料运输距离和产量 过程。常规生物燃料（如生物柴油）衍生自FOG原料（脂肪，油和油脂，例如用过的食用油、大豆油和动物脂)不能扩大规模以满足全球的重要份额 由于全球FOG原料有限，以及大多数常规生物燃料仅 部分减排。因此，常规生物燃料，如生物柴油和其他燃料 来自FOG的原料不在本研究的范围之内，尽管应该指出的是生物柴油今天正在部署以实现部分减排，并将继续在 海上燃料过渡。 相比之下，非脂质第二代生物燃料（如生物甲醇和生物LNG）来源于农业废物、林业废物和城市废物可能会增加可扩展性和 减排。 •可持续和可扩展的生物燃料预计将是现有运输燃料成本的1.5至4倍 2030年，取决于生物质原料的成本和转化过程。 •华盛顿拥有丰富的林业，农业和城市废物原料，但使用这些原料生产用于运输的生物燃料将需要对新的生产技术进行大量投资，目前处于商业部署的早期阶段，包括气化、快速热解和 热液液化，以及生物质收集的新基础设施和后勤解决方案和预处理。 •第二代生物燃料生产设施的商业部署非常有限。 支持传统生物燃料的利润丰厚的激励生态系统对投资的兴趣有限第二代技术，考虑到更多有吸引力的商业案例和激励环境 商业上成熟的技术，以及缺乏明确或广泛的产品差异 从OF接受者的角度来看，在传统生物燃料和第二代生物燃料之间。 •大多数现有的联邦和州政策都将生物燃料用于公路运输和航空，而不包括OGV。 •最终用途部门对有限的可持续生物质的竞争可能会带来挑战 扩大航运业的第二代生物燃料部署。航空、塑料、碳封存将争夺可持续生物质潜力的重要份额。 •Bio-LNG在上游、中游和车载燃烧中需要非常低的泄漏率，以实现减排90%以上；最近的报告表明，美国目前的泄漏率很高 足以大幅降低气候效益。 政策建议 这项研究考察了影响华盛顿航运业的现行政策格局和