2011/02/05
經濟部能源局
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▓撰文：李正明
根據聯合國國際海事組織（IMO）海洋環境保護委員會（MEPC）所訂定的「船舶污染防治國際公約（MARPOL）」第6範疇（ANNEX VI）規定：排放管制區域（Emission Control Area, ECA）要求2010年7月以後在ECA航行船隻所用燃料之含硫量不能超過1.00％，2015年1月1日以後不能超過0.10％。此ECA範圍包括：波羅的海、北海到英吉利海峽南端的連續海域，未來北美部分地區也將納入。
海上空氣污染防治引領船用燃料態勢
海洋環境保護委員會在2009年4月9日發布第2版IMO GHG研究報告：「船舶空氣污染防治（MEPC 59/INF.10）」，規定氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）、顆粒懸浮物（PM）、VOCs、CO2、CH4等空氣污染物質及溫室效應氣體的排放要求。面對該嚴峻挑戰，歐盟各國船運業者、造船業者、船舶與港口管理部門莫不嚴肅以對，思考解決方案。至目前為止，被考慮的方法大致為：
一、現有使用中的各種船用燃料油將含硫量降低以符合0.10％的要求。然而這在煉油業相對較困難，而且成本很高。另一問題是含硫量降低並不表示其他空氣污染物質會跟著改善。
二、燃煤淨化：這看起來也不切實際，船舶已經很少使用煤炭當動力燃料。也有採取「煤液化（CTL）」的構想，這種將含高分子碳化物分餾合成液態燃料完全沒有含硫量，可是其生產過程中，二氧化碳的排放量遠超過石油產品的生產。
三、核能：航行國際的船舶裝上核能反應爐，容易引發核污染、核廢料、非核家園、核武器、商業利益等衝突性的議題。
四、生質能：生質柴油或許可以用來替代船用燃料，可是仍有問題尚待克服，例如：穩定性、水分凝析、臘質堵塞、引擎匹配等。至少現今生質柴油價格比傳統的化石船用燃料要高出很多，缺乏使用誘因。
五、再生能源：指在船舶上利用風能、太陽能等輪船本身航行時的動能基本上都可以拿來討論。2008年就有船公司以風帆當船舶輔助動力。不論用什麼方式，在船舶上利用再生能源是節能，但對船舶燃料減廢並沒有幫助。
六、液化天然氣（LNG）：LNG不含硫及殘留物，其應用於船舶上應可降低氮氧化物90％、硫氧化物100％、顆粒懸浮物和二氧化碳25％的排放量。對燃料成本而言，每噸LNG的熱值與每噸燃料油（MF-180）相當，但價格前者較具吸引力。
各國如何對應船舶「油改氣」
儘管LNG已被公認為是船舶應對未來新環保要求挑戰的理想燃料，但其應用仍面臨著尷尬的現實問題。首先，船舶甲板上放置LNG儲存槽及供輸設備系統的空間，LNG的能量密度（能量與體積之比例）大約為柴油的60％，所以在使用油料時用一個儲槽，用LNG必須加倍，在VLCC不是什麼困擾，其甲板上有足夠空間來裝置這些設施，一般船隻就沒有那麼方便。LNG儲存槽的位置與安全距離或需要的保護確實要嚴謹些，一般船隻裝設LNG儲存槽及供輸設備系統占用的空間是否會降低船隻的裝載能量，這也是船東們（尤其是貨櫃輪）在意的問題。
再者，是LNG燃料的補給方式。目前全球LNG接收站有73個，大多數在亞洲地區；在歐洲有19個。船舶燃油供應系統已經在全世界建立完善的補給網，但是LNG的供應點卻不像燃油那般普及，補給方式決定了船舶的續航力，也決定了適合使用LNG燃料船舶種類與意願。由於在ECA區域對船舶排放要求日益嚴格，面對該挑戰，丹麥、挪威等北歐國家目前已經認真思量使用以LNG為燃料。政府必須成為主導者，這點尤其對那些使用LNG燃料的船東非常重要。整個航運企業也發揮積極作用，實現LNG技術的完善，像缺少LNG存儲站等障礙也必須要同時克服。
目前最先被考慮的船舶包括：渡船、汽車渡輪（Roll On Roll Off）、海岸警備船、鑽油平台補給船、中小型貨櫃船等近海船舶。這說明，隨著全球對氣體排放要求越來越高，石油資源越來越少，節能呼聲越來越大，船東和港口方面的障礙必須透過政府公權力逐步被清除。以下為歐洲各國針對該議題之應對作為及發展方向。
一、德國
德國勞氏船級社（Germanischer Lloyd, GL）目前正進行研究，嘗試以LNG做為貨櫃船用燃料的可行性。據悉，GL認為，若以LNG為燃料，將可提高中小型貨櫃船等類型船的經濟性，且更具環保概念。GL研訂的船舶燃料「油改氣」的一些規範正好用來支持IMO現行規定，2009年6月IMO的海洋安全委員會（MSC）揭示了一項新規則「IGF Code」，為IMO之下BLG小組與GL共同研訂出來的船舶燃料「油改氣」的共通規範，IMO修訂2014年版「國際海洋生命安全公約（SOLAS）」會將IGF Code納入並生效，提供給業界及機構採行。
二、法國
法國船級社（Bureau Veritas, BV）指出，天然氣動力推進系統將成為今後綠色航運的主要貢獻因素之一。採用天然氣為船舶動力具有減少污染排放等諸多優勢。天然氣供應充足豐富，與低硫含量燃料相比還具有價格優勢。BV已經和一些船東和船廠開展專案合作，對一些貨櫃船、遊船、渡船、汽車渡輪、內海及近海船採用氣體燃料或雙燃料，並研究現有船隻進行改裝的可能性。法國船級社在全球為率先對雙燃料船進行定級的船級社，近期還對一些使用LNG小型船定級。
三、挪威
挪威船級社（DNV）是第1個在2001年就引入LNG燃料船舶的船級社，首先開發LNG做為燃料的船舶規範，具引領地位。近年來由DNV檢驗入級的20艘LNG燃料船舶已交付航行使用，而DNV亦將為德國航運公司「Reederei Stefan Patjens」號貨櫃輪進行改裝，安裝液化天然氣裝置。預計在2012年完成，屆時該船將成為全球首艘使用液化天然氣做為燃料的貨櫃輪，也將是首次在全球貿易航線中使用LNG做為燃料。
另DNV將與馬士基航運公司（Maersk）、MAN、TGE船用燃氣工程公司等合作，改造1艘船齡4年、配載5,000個貨櫃、具2台輔機、輔助鍋爐的貨櫃輪實施改造，採用LNG為燃料。現在引進的作法未必是貨櫃航運的最終解決方案，但畢竟向前走了一步。目前全球運營中的船舶以液化天然氣做為燃料的總計有20艘，全部由DNV提供船級檢驗。近月來挪威的輪船公司開始下訂單訂製以LNG當燃料的輪船，這些新訂造的船隻都將於2012年下水使用。
四、亞洲地區
亞洲地區不在ECA範圍，但船舶燃料「油改氣」對此地區有相當的影響。韓國幾家大型船廠和日本船廠積極爭奪馬士基集團的大型環保型貨櫃船訂單，訂造20艘18,000標準箱（TEU）的貨櫃船，新貨櫃船將以LNG為動力，投資將達約40億美元。此次訂單花落誰家意義重大，因為贏得這份訂單就意味著船廠在新一代環保型貨櫃船建造市場上取得領先地位。
中國目前在「油改氣」的領域中已有一些成就。中國試驗船舶燃料「油改氣」的動機除了因應其國內環保要求之餘，還有能源多元化的意味。2010年8月，中國第1艘以LNG和柴油的雙燃料拖船在武漢試車25天後宣告試航成功。其他計畫尚有京杭大運河水域也在2010年8月開始試航；在福建水域，福建省船舶「油改氣」整體專案已於2009年正式啟動，上海交通大學將為該專案的技術研發、設備製造及標準制定提供支援。
結語
船舶「油改氣」是否如同產業界期待般的美好，其實有待商榷。第一，在技術方面，似乎船技社及造船業已經有答案而且可行；至於LNG補給設施配套體系，則仍然是必須要克服的極大問題，而未來船舶「油改氣」的普及性及續航性也取決於港口LNG配套體系建設（Infrastructures）。北歐的造船產業主動積極整合，就以LNG補給（Bunkering）來說，目前已有好幾艘小型LNG運輸船正在運行當中，有多艘在建造中，可見LNG補給的基礎建設在歐洲已稱完備。
由於船運產業是全球化的產業，ECA地區以外LNG的補給就會是問題。遠洋、深海船舶「油改氣」也將是不遠的議題，事實上已有很多船運產業已經開始進行探討。DNV發布了未來超級油輪（VLCC）新概念船「Triality」，該船以LNG做為燃料，幾乎消除了污染排放，成為新一代環保油輪。第1艘Triality概念的VLCC船預計在2014年底建造完成。可見的未來10年、20年節能減碳是人們必須戮力以赴的歷程，天然氣正好是在這路程當中擔任「低碳」橋樑的地位，對海運產業而言，說不定將來會限制船舶不能使用重質化石燃料，屆時LNG就必須完全取而代之。
台灣在海域污染防制方面，環保署制定「海洋污染防治法」，觀其內容大致範圍在實體物質，如廢（污）水、油脂、廢棄物、有害（毒）物質、工程廢料等物質之排放、溢出、洩漏、棄置、焚燒、施工污染等污染海水水體之行為管理，並未對海洋空氣污染有所規範，且船舶「油改氣」的議題也未被討論過。進出港口有無LNG補給設施決定了一艘貨櫃輪的航程及目的港口，若港口無LNG補給設施，將直接衝擊港口營運，未能滿足LNG補給的港口其營運量必然萎縮，面對未來，這對台灣的航運事業隱伏了衰退的危機。
台灣國際港口都不具備LNG補給條件；台中港雖有1座LNG接收站，但與高雄永安接收站一樣，未裝置海上及陸上的LNG灌裝設施。歐洲船舶用LNG補給大都以LNG補給專運船執行船對船加油方式（STS），因此，台灣的國際港口也應該採用同樣的方式來應對。台灣的交通、航政、航運、造船、能源、環保、法規、貿易等機構及產業應未雨綢繆，利用寶貴的前置期規劃應對方案，以備來日之需。（作者為台灣經濟研究院資深顧問）