风力推进技术应为航运脱碳“最优选”
—— 访国际风帆动力船舶协会（IWSA）秘书长Gavin Allwright

本刊记者 薛龙玉

近年来，随着航运减排行动不断发展，船舶风力推进系统受到了越来越多关注。在航运业低碳转型过程中，已有数千年历史的风帆动力是否能焕发出新的生命力？风力推进技术在去碳化进程中扮演着什么样的角色？带着这些问题，我们采访了国际风帆动力船舶协会（IWSA）秘书长Gavin Allwright先生。

记者：请您对国际风帆动力船舶协会做一个简要介绍。

Gavin Allwright：国际风帆动力船舶协会（IWSA）是一个会员制的非营利性协会，其宗旨是帮助行业推广和促进风力推进技术的应用，使其成为全球商业航运的一种关键推进方式和脱碳方案。协会旨在将风帆动力船舶发展领域的各方聚集在一起，共同影响行业和政府对该领域发展的态度和政策。协会成员包括风力推进技术供应商和船舶开发项目、航运公司、造船厂、设计方、海军建筑师、工程师、学者、非政府组织以及船级社等。我们拥有超过120名成员、合伙人以及注册支持者，而且还有一个更为广泛的行业、媒体和政策网络正在热切关注着该领域的发展动向。

记者：当前市场上有哪些可行的船用风力推进技术解决方案？风力推进在航运业的应用现状如何？

Gavin Allwright：我们已经进入了风力推进系统发展的一个非常重要的时期，许多风力推进系统要么已经进入市场，要么就在进行上市前的试航或已进入研发管线后期阶段。在过去的一年中，我们目睹了flettner转子风帆（旋筒风帆）系统进入市场。从今年5月下旬开始，陆续有7艘共安装了15台旋筒风帆装置的商船投入运营，大多数关键的航运细分市场都有涉及，包括马士基一艘109000载重吨的LR2成品油轮Maersk Pelican号，以及64000载重吨的散货船 Afros号。还有三艘渡轮，分别是在赫尔河畔京士顿-鹿特丹航线上运营的Estraden号，在波罗的海运营的Viking Grace号，以及Scandlines公司的Copenhagen号。剩下两艘是杂货船E-ship-1号和Fehn Pollux号，这两艘船上安装了5个旋筒风帆。到2020年底，至少还会有两艘船舶安装旋筒风帆。

在最近的欧盟Interreg风力辅助船舶推进（WASP）项目中，航运公司Van Dam Shipping为旗下一艘船舶安装了抽吸式翼帆（suction wing）系统。前面提到的Scandlines公司也参与了WASP项目，到今年年底该项目将为5艘船舶安装风力辅助推进装置，其中包括另一套抽吸式翼帆。还有先前就已经实现了商业化应用的风筝帆系统，2020～2021年，我们将在川崎汽船和法国路易达孚海运公司的船队上看到它们。在过去18个月中，由中国招商轮船（CMES）和大船重工（DSIC）开发的刚性帆系统已经在一艘VLCC上通过了测试和安装，今年5月还有一艘新造船订单宣布将使用该系统。商船三井（MOL）开发的刚性帆系统也将在明年内部署。目前还有其他刚性帆和软帆系统正在进行试航，预计将在接下来的12～18个月内首次亮相，基本上都可以在短期内投入使用。

在邮轮领域，大约有10艘小型商业邮轮具备强大的风帆动力，船长在100～120m之间，载客量在几百人范围。小型商船市场也有许多配备软帆的货船在欧洲以外地区从事商业化运营，比如加勒比海和南太平洋。当然了，现在仍然有一些传统的独桅三角帆船在印度洋从事货物贸易，还有印度尼西亚的比尼西双轨纵帆船以及分散在世界各地的其他各种帆船。

记者：风力推进系统适用于哪些船型或者哪类航线？

Gavin Allwright：这个问题的答案既简单又复杂。简单在于，几乎所有船型和航线都有适用的风力推进系统和方案，但这也是复杂性所在，因为没有一个一码通吃的解决方案，每种船型都有各式各样的方案可供选择。举个宽泛的例子，一艘甲板空间富裕的船舶可以选择较重/较大的系统，但该船可能具有齿轮装置或者存在空高问题，那它就需要一个可移动的可折叠系统。如果是甲板空间非常宝贵的集装箱船，或许就需要选择甲板外系统或集装箱式解决方案。至于新造船，则有一整套选项可用，包括一些非常新颖的解决方案。从航线方面来看，如果船舶在风能资源丰富的地区运营，我们就能实现利益最大化，而且几乎所有航线都能带来收益。有数据显示，为船舶改装风力推进系统有可能将其燃油消耗降低5%～20%，甚至于30%，经过优化的以风力推进为主要动力的新造船（配备辅助发动机）能耗节省效果会更好。这是用船舶一整年运营数据平均得出的结果，在不改变船舶操作的情况下运营以实现风能输入最大化，反映了机动船增添了风力辅助后的运行情况。如果减少油耗是你的首要关注点，那么你还可以选择降低航速、规划航线等措施，这就增加了很多灵活性。

记者：相较于其他船舶动力类型，风力推进具有哪些独特的优势？可为航运业带来哪些环保和经济效益？

Gavin Allwright：风力推进有许多优势，不过这些好处并非全都由船舶独占。首先，我们应该认识到，在商业运营中，所有风力推进系统都是混合动力系统的一部分。它们既可以用作风力辅助系统，也可以作为主风力推进系统，并配备辅助发动机以便在无风时使用，还可以在低风速时段增强动力，或者操纵船舶驶往风力更强的路线，又或者是在港口/沿海地区使用。在评估风力推进技术时，我们应考虑以下几个关键方面：

风能是一种蕴量丰富的可再生能源，可供船舶直接使用，无需任何基础设施——无需生产、精炼、储存、运输或加注。

在船舶的整个生命周期内，风能都以固定价格提供，固定为零（仅需少量电能即可运行），从而可在这个非常动荡的燃料市场中给航运公司带来一定的确定性。

除了系统建造过程中吸纳的能源外，风力推进的运营、上游及下游各环节加在一起几乎都没有产生排放，这是一种真正在操作上接近零排放的技术。如果风力推进在全球船队上实现大规模应用，就能节省25%～35%的能耗，仅靠这一单一技术就能将全球温室气体排放量降低1%。鉴于目前大型船队的温室气体排放占到了全球总量的2%～3%，差不多是整个德国的排放总量，使用风力推进可为碳减排做出巨大贡献。

这些系统目前市面上都有，其作用也得到了反复验证，而且很快就会有更多种类可供选择。这一点与大多数超低排放和零排放替代燃料相比有所不同，后者需要大幅增加可再生能源的生产，然后还需在全球范围内实现规模化供应。

最后一点对发展中国家来说很重要，因为在这些地区替代燃料的供应需要一定时间。而风能是一种去中心化的资源，在南太平洋、印度洋和加勒比海等发展中地区，人们对风能已有充分的认知。

记者：风力推进技术的推广应用主要面临着哪些制约和挑战？

Gavin Allwright：IWSA自2014年底成立以来，我们已经走过了很长一段路。在技术、测试、认证和安装方面我们遇到了许多制约和挑战，也看到许多项目和技术提供商与诸如航运公司、船员、船级社、港口及船厂等多个利益相关方开展合作，以期克服这些障碍。实际上，我们看到每家船级社都在努力推出各自的风力辅助推进技术指南，其中有许多现已发布，给市场提供了一粒定心丸。

目前挑战主要来自以下四个方面，其中一些是风力推进特有的，另外一些则影响到了业界所有创新技术的推广应用。首先，在评估风力推进时，我们面临着不公平的竞争环境，包括对化石燃料的一些直接和间接补贴，还有对替代燃料发展的补贴。最明显的两个例子就是航运业针对化石燃料的减税优惠以及碳价的缺乏。燃料开发很容易商品化，且易于交易，因此也占据了研发和投资的最大份额，而像风力推进这样的直接能源供应形式则很难做到这一点。燃料供应自然而然地被当作战略问题，但对于直接可再生能源系统的应用就显得不公平了。

其次，许多船东不愿承受风力推进系统安装最初的高额成本支出。燃油价格走低、船舶被租用以及激励分离现象（指负责支付能源账单的与做出资本投资决策的不是同一批人）的存在加剧了船东对投资回报率的担忧，如果他们从系统安装中得不到直接收益或者收益很小，这就会变成潜在的障碍。这种状况当然也可以通过潜在的租赁系统或利用将主要成本转移到资本支出上的“边付边还”财务模式来缓解。另外，持有和经营船舶的公司延长投资期限往往也能减少这种影响。

另外，针对能耗节省和收益的第三方验证以及缺乏足够的参考依据（如示范船或商用船）来准确评估这项技术也是我们长久以来想解决的问题，不过这些设施已经开始投入使用，而且之前我提到的欧盟WASP项目正在监测和评估明年的五个风力推进系统安装工程，并且还在开发工具和模型来评估这些设备，该举措有助于增强市场信心，降低投资风险。我们还看到示范船的数量和试航活动日益增多，这意味着参考依据也在不断增加。

最后，最难解决的问题可能是行业对风力推进的看法以及相关政策。这种情况有所改变，但还是有人将风力推进理解为“倒退回过去”“影响低的节油装置”或“表面的绿色转变”，这些观念在政策和脱碳路径上常常也能反映出来。在过去一年多里，业界的问题不再是“为什么要使用”或“应该使用哪种”风力推进系统，而是“如何将这些系统安装到船舶上”，种种迹象表明这种观念上的转变正在不断增强。

2016年，欧盟有一项研究估计，到2030年将有10700台风力推进系统被安装到散货船、油轮和集装箱船上。近期的英国清洁海事计划也估计在本世纪50年代风力推进解决方案将形成20亿英镑（25亿美元）的市场规模，所以我们现在的任务是要建立起相应的机制，为风力推进技术的推广应用提供便利。

记者：有业界人士担心新冠疫情会妨碍航运业的去碳化进程，您认为这是否会影响到风力推进技术的发展和应用？

Gavin Allwright：当然，我无法预测未来，不过IMO和其他机构设定的脱碳目标也并没有放宽要求的迹象。风力推进是非常容易实现的，只要资金到位，立即就可以安装，我们不需要等上十年。

欧盟宣布如果2023年后，IMO仍然没有采取实质性举措，航运业将被纳入碳排放交易体系（ETS）之中，这将给脱碳需求注入更多动力，同时也是航运业环保压力日益增加的一个例子。业界倡导每吨燃料征收2美元税用于海事技术研发，这应该有助于推动风力推进技术的发展，如果IMO短期减排措施（例如减速航行或限制装机功率）得以施行，也会促进风力推进系统的应用。

话虽如此，燃油价格大幅下跌给投资回报率带来了很大挑战，如果持续下去，那么在实施碳定价或税收措施之前将会产生更大的影响。燃油价格下降是否意味着碳税的影响也会减小，因此更有可能征收碳税？这是业界和政策制定者肯定会纳入考量的因素。

记者：在您看来，航运业应如何为船舶风力推进系统的应用提供激励？

Gavin Allwright：我的观点已经很明确了。我认为行业和政策制定者应取消对化石燃料的激励或间接补贴，根据各种推进系统和脱碳技术的自身价值来对它们做出公平判断，例如对所有推进系统进行全生命周期分析，包括污染影响在内的所有外部因素。如果要实施激励措施，我希望以两种方式来开展。一是以研发支持机制形式提供激励，让风力推进技术开发商能有机会获取研发基金，比如之前提到的通过每吨燃料征收2美元税筹集的海事研发基金。二是希望如果IMO（或其他机构）进一步实施碳税政策的话，所得的资金都能有类似的专门用途，并采取挪威NOx基金那样的运作方式，每吨二氧化碳征收25～50美元税款（这个水平曾得到了ICS的认可），之后再将这些收益以其他方式返还给行业，比如拨款或提供低成本贷款鼓励船舶安装脱碳技术和燃料系统；同时还可以向发展中国家和小型船东提供额外援助，帮助他们实现低碳过渡。这样一来就建立了清晰的惩罚/激励体系。

如果上述方案无法实施，那么行业和社会就需要认真思考一下，我们到底需要实现哪种程度的脱碳，需要多快实现，代价又是什么。如果答案是以合理的成本快速实现深度脱碳，那就应该激励业界采用一种有可能利用现有技术将IMO规定的全球船队减排目标完成一半以上并且还能通过降低成本和存储要求来促进其他低碳燃料技术应用的技术手段，这种措施不仅合情合理，而且也应该成为航运业的头号选项。

记者：IWSA将采取哪些行动促进风力推进在航运业的商业化应用？

Gavin Allwright：我们正在努力从多个层面促进风力推进的应用。我们将继续发展和拓宽网络，凝聚一群志同道合的组织和个人，共享观点、技能、技术和市场信息以推动商业化风力推进船舶的发展。我们正在建立区域性风力推进中心，目前分布在欧洲、北美、南太平洋和亚洲的5个区域中心正在建设当中。

我们也在不断扩大宣传和教育活动，向行业推广风力推进的经济价值。我们计划在今年制作宣传短片，目前正在拍摄风力推进纪录片。未来12个月里，我们将陆续推出全面的市场报告、小型船舶出版物以及行业研究调查。IWSA将继续充当风力推进产业、船东和运营商、造船厂、港口、政府、设备生产商、媒体、非政府组织以及广大公众的信息资源中心。

我们还在研究能够孵化、加快新系统研发和测试的方法，在资金流、项目协作、拨款申请、研究和资源池等方面为成员提供帮助。

我们还参与了项目开发所有阶段的通用方法/标准的建立，并为联合行业项目以及正在使用这些工具的其他研究和商业项目提供建议。我们也越来越积极地参与政策审议，就技术政策和脱碳途径向立法和行业机构提供咨询。

记者：作为航运大国，中国也在积极研发风力推进等绿色航运技术，未来IWSA是否有计划与中国航运界展开合作？

Gavin Allwright：是的，无论是在国家还是行业层面上，IWSA都有与中国航运界合作的计划。如前所述，我们认识到中国已经有了一些重大发展，我们正在与研究风力推进系统和进行测试的团队取得联系，并且我们在中国已经有了一小部分的注册支持者。在我担任IMO海事技术合作中心利益相关者咨询委员会成员的同时，我们也一直在为设立于上海的IMO亚洲海事技术合作中心（MTCC-Asia）提供常规的风力推进资讯。我们很多成员所参与的项目中都有中国合作伙伴的身影，我很荣幸去年在上海主持了MARINSSSRI绿色航运研讨会，有许多杰出的中国航运界人士出席了这次活动。目前，尽管我们的IWSA亚洲区域风力推进中心仍处于计划阶段，但它将在初期发展成为一个聚焦学术研究的圈子，而中国的参与对于该中心的顺利发展至关重要。我们期待该项目在未来的一年中取得进一步发展。

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Gavin Allwright，从事发展中国家可持续航运和物流研究多年，为大量有关替代推进方案的研究和项目做出了贡献。自2014年国际风帆动力船舶协会成立以来，他一直担任秘书长一职，并领导该协会的政策和财务工作，并定期出席IMO、经合组织以及欧盟会议。此外，Gavin Allwright还是世界风能协会（WWEA）的非执行董事会成员，IMO MTCC利益相关者委员会的顾问，以及ETI和BMT所领导的VTAS项目的咨询小组成员， 为多个欧盟风力推进解决方案以及可持续发展项目提供咨询。