國(guó)際海事組織LCA導(dǎo)則的應(yīng)用與發(fā)展

摘要：LCA導(dǎo)則是船用燃料全生命周期溫室氣體強(qiáng)度評(píng)價(jià)的根本依據(jù)，燃料溫室氣體強(qiáng)度評(píng)價(jià)結(jié)果將直接影響船用燃料在船舶上的推廣使用，國(guó)際海事組織、歐盟等也會(huì)基于評(píng)價(jià)結(jié)果階段性降低燃料的溫室氣體強(qiáng)度，將評(píng)價(jià)結(jié)果應(yīng)用于船舶能效法規(guī)的指標(biāo)計(jì)算也會(huì)產(chǎn)生較大影響。介紹LCA導(dǎo)則的主要內(nèi)容，分析LCA導(dǎo)則的應(yīng)用及發(fā)展方向，供行業(yè)內(nèi)相關(guān)方參考。

 

關(guān)鍵詞：LCA導(dǎo)則；船用燃料；生命周期；溫室氣體；排放強(qiáng)度

 

 一、引言

 

為滿足聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)《巴黎協(xié)定》對(duì)全球平均溫升的控制要求，國(guó)際海事組織 ( IMO ) 以MEPC.377 ( 80 ) 號(hào)決議通過(guò)了《2023年IMO船舶溫室氣體減排戰(zhàn)略》( 簡(jiǎn)稱“減排戰(zhàn)略”)。IMO在減排戰(zhàn)略中規(guī)定了國(guó)際航運(yùn)的減排力度，要求進(jìn)一步改進(jìn)新船能效，降低國(guó)際航運(yùn)碳強(qiáng)度，增加零或近零溫室氣體排放技術(shù)、燃料和/或能源的應(yīng)用，在2050年前后達(dá)到溫室氣體凈零排放。此外，減排戰(zhàn)略中還規(guī)定了2030年、2040年兩個(gè)指標(biāo)性校核點(diǎn)，檢驗(yàn)國(guó)際航運(yùn)溫室氣體減排的階段性效果。減排戰(zhàn)略中減排力度和指標(biāo)性校核點(diǎn)都需要考慮到IMO制定的《船用燃料全生命周期溫室氣體強(qiáng)度導(dǎo)則》( LCA導(dǎo)則，MEPC.376 ( 80 ) 號(hào)決議 ) 所確定的船用燃料全生命周期溫室氣體強(qiáng)度，由此可見(jiàn)LCA導(dǎo)則在國(guó)際航運(yùn)溫室氣體減排過(guò)程中的重要性。

 

MEPC 81大會(huì)上通過(guò)的《2024年船用燃料全生命周期溫室氣體強(qiáng)度導(dǎo)則》( MEPC.391 ( 81 ) 號(hào)決議 ) 是對(duì)LCA導(dǎo)則的進(jìn)一步修訂與發(fā)展。本文簡(jiǎn)要介紹LCA導(dǎo)則中船用燃料溫室氣體強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法、燃料路徑清單、可持續(xù)性指標(biāo)、燃料生命周期標(biāo)簽等主要內(nèi)容；結(jié)合LCA導(dǎo)則及IMO船舶營(yíng)運(yùn)碳強(qiáng)度指標(biāo) ( CII ) 評(píng)級(jí)機(jī)制復(fù)審、中期減排措施制定的實(shí)際情況，分析LCA導(dǎo)則直接應(yīng)用和潛在應(yīng)用的方向；參考MEPC 81大會(huì)工作文件等，分析總結(jié)LCA導(dǎo)則在燃料路徑、船上碳捕集及存儲(chǔ)監(jiān)管、下游非CO2排放檢測(cè)及驗(yàn)證、默認(rèn)排放值確認(rèn)和可持續(xù)性標(biāo)準(zhǔn)制定等的發(fā)展方向。

 

 二、LCA導(dǎo)則的主要內(nèi)容

 

LCA導(dǎo)則涉及內(nèi)容繁多，包含了導(dǎo)則制定的一般原則、船用燃料溫室氣體排放強(qiáng)度的計(jì)算方法、初步燃料路徑清單、燃料可持續(xù)性指標(biāo)、燃料生命周期標(biāo)簽等內(nèi)容，本文僅對(duì)主要內(nèi)容做簡(jiǎn)要介紹。

 

 ( 一 ) 船用燃料溫室氣體強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法

 

LCA導(dǎo)則以《2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》為基本原則，利用ISO生命周期評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、歸因理論方法及IPCC第五次評(píng)估報(bào)告中的100年全球變暖潛能值 ( GWP100 ) 等，評(píng)價(jià)了船用燃料或能源載體 ( 簡(jiǎn)稱“船用燃料”) 上游 ( 陸上階段或WtT )、下游 ( 船上階段或TtW ) 和全生命周期 ( WtW ) 內(nèi)的單位低熱值CO2、CH4及N2O三種溫室氣體總的二氧化碳當(dāng)量 ( CO2eq ) 排放強(qiáng)度  ( 單位為g CO2eq/MJLCV )，其中燃料全生命周期溫室氣體排放強(qiáng)度為上、下游溫室氣體排放強(qiáng)度之和，上、下游的分界點(diǎn)為燃料加裝點(diǎn)，燃料加裝過(guò)程中的溫室氣體排放計(jì)入上游排放，船用燃料上、下游及全生命周期溫室氣體強(qiáng)度間的關(guān)系如圖1所示。為了對(duì)照顯示燃料在20年范圍內(nèi)的溫室氣體排放強(qiáng)度，LCA導(dǎo)則在選取GWP100作為主要評(píng)價(jià)計(jì)算的同時(shí)，還給出了采用GWP20的溫室氣體排放強(qiáng)度對(duì)照計(jì)算公式，其只是使用GWP20代替了GWP100，其他項(xiàng)目沒(méi)有變化。

 

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圖1  船用燃料上、下游及全生命周期溫室氣體強(qiáng)度關(guān)系示意圖

 

 1.上游溫室氣體強(qiáng)度

 

船用燃料上游溫室氣體強(qiáng)度的評(píng)價(jià)計(jì)算可分為兩部分：一是上游所產(chǎn)生的溫室氣體排放；二是上游所產(chǎn)生的碳排放信用，也就是存儲(chǔ)起來(lái)的碳。在進(jìn)行船用燃料上游溫室氣體排放強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，需要從上游所產(chǎn)生的溫室氣體排放中扣除所產(chǎn)生的碳排放信用。其中，第一部分包括原料在開(kāi)采、種植、收集、回收過(guò)程中產(chǎn)生的溫室氣體排放，原料種植所產(chǎn)生的土地利用變化導(dǎo)致的土壤碳儲(chǔ)量年化減少量，原料源頭加工處理等所產(chǎn)生的溫室氣體排放，燃料儲(chǔ)存、交付、加裝以及原料、燃料運(yùn)輸?shù)人a(chǎn)生的溫室氣體排放；第二部分包括通過(guò)提高農(nóng)業(yè)管理使得土壤碳儲(chǔ)量的年化增加量，以及燃料在生產(chǎn)、運(yùn)輸、加工和分配環(huán)節(jié)中，通過(guò)碳捕集和封存技術(shù)避免排放CO2而產(chǎn)生的碳排放信用 ( 但需扣除所產(chǎn)生的額外排放，并避免重復(fù)統(tǒng)計(jì) )。

 

 2.下游溫室氣體強(qiáng)度

 

船用燃料下游溫室氣體強(qiáng)度的評(píng)價(jià)計(jì)算可分為四部分：一是燃料燃燒使用所產(chǎn)生的溫室氣體排放；二是具有溫室效應(yīng)的燃料 ( 目前僅指CH4 ) 逃逸所產(chǎn)生的溫室氣體排放；三是具有碳信用的燃料在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的CO2排放；四是船上使用碳捕集和存儲(chǔ)技術(shù)所產(chǎn)生的碳排放信用。

 

其中，第一部分是指參與燃燒的燃料完全燃燒后所產(chǎn)生的CO2、CH4、N2O排放，參與燃燒的燃料不包括漏泄到大氣中的燃料；第二部分是指船舶燃用甲烷燃料時(shí)，經(jīng)管路系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱及發(fā)動(dòng)機(jī)排煙管逸散到大氣中的甲烷所造成的溫室氣體排放；第三部分是生物質(zhì)燃料或捕集碳合成燃料在船舶燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的CO2排放，根據(jù)是否考慮燃料中碳的來(lái)源，決定該部分產(chǎn)生的CO2是否計(jì)入溫室氣體排放；第四部分是從下游排放中扣除因?yàn)槭褂么咸疾都c存儲(chǔ)技術(shù)所產(chǎn)生的碳排放信用 ( 但需扣除整個(gè)過(guò)程中所產(chǎn)生的額外排放 )。需要特別指出的是，第一部分所產(chǎn)生的CH4、N2O排放及第二部分經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī) ( 或稱為“能量轉(zhuǎn)換裝置”) 所產(chǎn)生的漏泄都與發(fā)動(dòng)機(jī)的類型、性能等直接相關(guān)。

 

根據(jù)上述第三部分是否考慮燃料中碳的來(lái)源，LCA導(dǎo)則將船用燃料下游溫室氣體強(qiáng)度分為TtW強(qiáng)度1和TtW強(qiáng)度2。

 

TtW強(qiáng)度1是在計(jì)算過(guò)程中不考慮燃料中碳的來(lái)源，將燃料在船舶上燃燒使用所排放的CO2計(jì)入下游排放，即不扣除具有碳信用的燃料在下游所產(chǎn)生的CO2排放。

 

TtW強(qiáng)度2是在計(jì)算過(guò)程中，將具有碳信用的生物含碳燃料或捕集碳合成燃料在船舶上燃燒使用所產(chǎn)生的CO2從下游排放中扣除。此種情況下認(rèn)為生物燃料中的碳是植物在生長(zhǎng)過(guò)程中從大氣中吸收的CO2，燃燒后產(chǎn)生的CO2直接排放不會(huì)增加大氣中CO2的含量；捕集碳合成燃料中的碳來(lái)源于大氣、生物或者已經(jīng)計(jì)入了其他行業(yè)的排放，同樣不計(jì)入下游排放當(dāng)中。

 

 3.全生命周期強(qiáng)度

 

燃料全生命周期溫室氣體強(qiáng)度是將上游溫室氣體強(qiáng)度和下游溫室氣體強(qiáng)度相加得到的，用來(lái)衡量船用燃料在全生命周期內(nèi)的溫室氣體排放強(qiáng)度。計(jì)算全生命周期溫室氣體強(qiáng)度時(shí)，燃料下游溫室氣體強(qiáng)度使用TtW強(qiáng)度2。

 

 ( 二 ) 船用燃料路徑清單

 

LCA導(dǎo)則按照船用燃料組別、燃料類型、原料類型、原料來(lái)源、燃料生產(chǎn)工藝、燃料生產(chǎn)耗電種類六個(gè)因素，將船用燃料劃分成128種不同路徑，每種特定路徑的燃料因?yàn)樵闲再|(zhì)、生產(chǎn)工藝等的不同，在進(jìn)行溫室氣體排放強(qiáng)度評(píng)價(jià)計(jì)算時(shí)要考慮的評(píng)價(jià)邊界也不同。同一種化學(xué)成分的燃料可以有不同燃料路徑，不同燃料路徑的燃料通常具有不同的溫室氣體排放強(qiáng)度；同一燃料路徑的燃料也會(huì)因?yàn)閲?guó)家、地區(qū)或生產(chǎn)廠商不同，能源利用效率不同，原料生產(chǎn)地點(diǎn)到燃料加工廠距離等的不同，最終得到不同的上游溫室氣體排放強(qiáng)度。燃料路徑的確定有助于規(guī)范燃料溫室氣體排放強(qiáng)度的評(píng)價(jià)活動(dòng)，有利于相同路徑燃料查找溫室氣體排放強(qiáng)度差距，降低上游溫室氣體排放強(qiáng)度。

 

 ( 三 ) 燃料可持續(xù)性指標(biāo)

 

LCA導(dǎo)則還從可持續(xù)發(fā)展的角度，給出了船用燃料可持續(xù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，除溫室氣體強(qiáng)度之外，指標(biāo)體系還包括燃料碳源、電力來(lái)源、直接土地使用碳匯變化、間接土地使用碳匯變化、水、空氣、土壤、廢棄物及化學(xué)品、生物多樣性指標(biāo)及各個(gè)指標(biāo)基本評(píng)價(jià)原則等。

 

 ( 四 ) 燃料生命周期標(biāo)簽

 

LCA導(dǎo)則中還提供了用于收集和傳遞船用燃料生命周期評(píng)價(jià)信息的燃料生命周期標(biāo)簽 ( 英文縮寫為“FLL”)。FLL分為五部分 ( 參見(jiàn)表1 )：A部分填寫燃料自身的相關(guān)信息；B部分填寫燃料碳信用的相關(guān)信息；C部分填寫船上相關(guān)信息，包括下游排放強(qiáng)度及能量轉(zhuǎn)換裝置類型 ( 現(xiàn)指發(fā)動(dòng)機(jī)類型 )；D部分填寫燃料全生命周期排放強(qiáng)度；E部分填寫燃料經(jīng)認(rèn)證的可持續(xù)性評(píng)價(jià)結(jié)果信息。需要特別說(shuō)明的是，F(xiàn)LL并不是燃料供應(yīng)商能夠獨(dú)自完成的，下游排放中所涉及的能量轉(zhuǎn)換裝置形式及下游排放強(qiáng)度計(jì)算公式中的CH4、N2O和船上捕集碳等都不是燃料供應(yīng)商所能提供的，所以這個(gè)標(biāo)簽將來(lái)很有可能需要幾方共同填寫完成，或者FLL需要拆分成幾個(gè)模塊分別填寫。

 

表1  燃料生命周期標(biāo)簽構(gòu)成

 

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 三、LCA導(dǎo)則的應(yīng)用

 

LCA導(dǎo)則是船用燃料全生命周期溫室氣體排放強(qiáng)度評(píng)價(jià)和燃料可持續(xù)性評(píng)價(jià)的依據(jù)。評(píng)價(jià)結(jié)果可以為船舶營(yíng)運(yùn)碳強(qiáng)度計(jì)算等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，使LCA導(dǎo)則的應(yīng)用得到拓展。

 

 ( 一 ) LCA導(dǎo)則的直接應(yīng)用

 

LCA導(dǎo)則最直接的應(yīng)用是在統(tǒng)一的框架下，為船用燃料全生命周期溫室氣體排放強(qiáng)度和可持續(xù)性表現(xiàn)提供評(píng)價(jià)依據(jù)，公開(kāi)、公正、規(guī)范地評(píng)價(jià)船用燃料的溫室氣體排放強(qiáng)度或可持續(xù)性，方便國(guó)際航行船舶在中、長(zhǎng)期減排措施中選用生命周期溫室氣體強(qiáng)度低或可持續(xù)性好的燃料，確保國(guó)際航運(yùn)能夠達(dá)到IMO提出的減排目標(biāo)。

 

 ( 二 ) LCA導(dǎo)則的潛在應(yīng)用

 

根據(jù)LCA導(dǎo)則對(duì)船用燃料全生命周期溫室氣體排放強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠得到一些中間評(píng)價(jià)結(jié)果和最終評(píng)價(jià)結(jié)果，進(jìn)而可以得出不同的潛在應(yīng)用。

 

 1.計(jì)算船舶營(yíng)運(yùn)碳/溫室氣體強(qiáng)度

 

2023年7月IMO發(fā)布了關(guān)于使用生物燃料的臨時(shí)指南 ( MEPC.1/Circ.905號(hào)通函 )，其中規(guī)定可持續(xù)生物燃料可以使用經(jīng)國(guó)際認(rèn)證計(jì)劃認(rèn)證的全生命周期溫室氣體排放強(qiáng)度值計(jì)算CII值，并指出如利用LCA導(dǎo)則評(píng)價(jià)燃料全生命周期溫室氣體排放的方法一經(jīng)實(shí)施，該生物燃料臨時(shí)指南將立即廢止。由此可見(jiàn)，生物燃料依據(jù)LCA導(dǎo)則算得的生命周期溫室氣體強(qiáng)度將用在CII計(jì)算中，其他船用燃料依據(jù)LCA導(dǎo)則算得的生命周期溫室氣體強(qiáng)度值，也有可能在將來(lái)代替燃料與CO2排放之間的碳轉(zhuǎn)換系數(shù) ( CF ) 計(jì)算CII。

 

 2.作為中期減排措施的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

 

ISWG-GHG 16/2/7與ISWG-GHG 16/2/14等提案都使用依據(jù)LCA導(dǎo)則算得的船用燃料生命周期溫室氣體強(qiáng)度值來(lái)制定IMO中期減排措施中船用燃料溫室氣體標(biāo)準(zhǔn)或燃料可持續(xù)性標(biāo)準(zhǔn)，還依據(jù)燃料生命周期溫室氣體強(qiáng)度值計(jì)算船舶獲得的年度燃料強(qiáng)度值，并根據(jù)船舶獲得的年度燃料強(qiáng)度值等執(zhí)行相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)措施。中期減排措施還將基于目標(biāo)性燃料標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定船用燃料溫室氣體強(qiáng)度基線和溫室氣體強(qiáng)度降低曲線，促使船用燃料不斷降低生命周期溫室氣體強(qiáng)度。

 

 3.為燃料生產(chǎn)等提供分析數(shù)據(jù)

 

根據(jù)燃料溫室氣體強(qiáng)度的中間評(píng)價(jià)結(jié)果，可以對(duì)比相同路徑燃料在相同過(guò)程環(huán)節(jié) ( 或子環(huán)節(jié) ) 中的溫室氣體排放強(qiáng)度，分析溫室氣體排放強(qiáng)度存在差距的原因，為燃料在生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存及燃燒使用等環(huán)節(jié)不斷降低溫室氣體強(qiáng)度提供改進(jìn)建議。

 

 四、LCA導(dǎo)則的發(fā)展方向

 

由于LCA導(dǎo)則涉及燃料生產(chǎn)運(yùn)輸、船上能量轉(zhuǎn)換裝置、船舶上后處理裝置及燃料可持續(xù)性等諸多方面內(nèi)容，雖然IMO已經(jīng)在LCA導(dǎo)則制定方面進(jìn)行了大量的工作，但有些問(wèn)題還需要進(jìn)一步討論與完善，ISWG-GHG 16次會(huì)議及MEPC 81會(huì)議都對(duì)LCA導(dǎo)則的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了討論，并決定成立專家組和通信組等繼續(xù)解決LCA導(dǎo)則的一些遺留問(wèn)題，初步確定的發(fā)展方向主要有：

 

 1.制定專門的船上碳捕集監(jiān)管框架

 

考慮到船上碳捕集相關(guān)問(wèn)題的復(fù)雜性及船上碳捕集在國(guó)際航運(yùn)實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排過(guò)程中的重要性，IMO計(jì)劃以中國(guó)等提交的MEPC 80/7/7提案為基礎(chǔ)，在進(jìn)一步制定LCA導(dǎo)則的背景下，澄清船上碳捕集系統(tǒng)的邊界，進(jìn)一步考慮碳捕集至碳存儲(chǔ)整個(gè)過(guò)程中的排放問(wèn)題，單獨(dú)制定包括船上碳捕集系統(tǒng)測(cè)試、檢驗(yàn)、認(rèn)證等在內(nèi)的監(jiān)管框架等。

 

 2.下游CH4、N2O等排放的測(cè)量和驗(yàn)證

 

燃料燃燒所產(chǎn)生的CH4和N2O排放跟燃料種類、柴油機(jī)類型及柴油機(jī)負(fù)荷等都密切相關(guān)，盡管LCA導(dǎo)則建議參考使用IMO第四次溫室氣體研究報(bào)告的相關(guān)排放系數(shù)來(lái)考慮CH4和N2O的排放，但還有一些燃料及柴油機(jī)類型等在第四次溫室氣體研究報(bào)告中沒(méi)有涉及，需要進(jìn)行必要的補(bǔ)充完善，因此IMO決定成立一個(gè)通信組，制定燃料燃燒所產(chǎn)生的CH4、N2O等非CO2溫室氣體排放的框架，研究這些溫室氣體排放的測(cè)量和驗(yàn)證等工作。

 

 3.制定船用燃料可持續(xù)性標(biāo)準(zhǔn)

 

LCA導(dǎo)則給出了可持續(xù)性評(píng)價(jià)中環(huán)境相關(guān)的十項(xiàng)指標(biāo)，但并沒(méi)有給出具體的環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，另外現(xiàn)有的LCA導(dǎo)則中沒(méi)有考慮可持續(xù)性評(píng)價(jià)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)影響、社會(huì)影響。IMO會(huì)在后續(xù)綜合考慮環(huán)境、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)影響的前提下，繼續(xù)制定船用燃料的可持續(xù)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，全面、科學(xué)評(píng)價(jià)船用燃料的可持續(xù)性。

 

 4.燃料路徑的補(bǔ)充

 

目前LCA導(dǎo)則中列舉了128種不同路徑的燃料，但可能還有一些不同原料、不同生產(chǎn)工藝的燃料沒(méi)有被統(tǒng)計(jì)進(jìn)來(lái)，LCA導(dǎo)則還將在燃料路徑方面進(jìn)行補(bǔ)充，以便于將一些具有發(fā)展?jié)摿Φ娜剂弦氪萌剂锨鍐巍?/div> 【版權(quán)聲明】本網(wǎng)為公益類網(wǎng)站，本網(wǎng)站刊載的所有內(nèi)容，均已署名來(lái)源和作者，僅供訪問(wèn)者個(gè)人學(xué)習(xí)、研究或欣賞之用，如有侵權(quán)請(qǐng)權(quán)利人予以告知，本站將立即做刪除處理（QQ：51999076）。