本刊記者 王思佳

減碳已成為當(dāng)前全社會所面臨的共同任務(wù)。綠色低碳發(fā)展，碳達峰、碳中和戰(zhàn)略將給全社會各個領(lǐng)域帶來廣泛深刻的系統(tǒng)性變革。航運業(yè)作為服務(wù)全球貿(mào)易發(fā)展的基礎(chǔ)力量，也將不可避免地參與到這場變革中。那么在碳達峰、碳中和兩個階段目標(biāo)中，誰能撐起舞臺？航運業(yè)要實現(xiàn)雙碳目標(biāo)存在哪些迫切需要解決的技術(shù)難題？在雙碳背景下的船舶行業(yè)轉(zhuǎn)型過程中的安全問題又應(yīng)如何保障？帶著這些問題，本刊記者專訪了中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)車輛與運載學(xué)院教授歐陽明高。

新能源體系的形成

記者：您如何看待我國做出的碳達峰、碳中和承諾？交通領(lǐng)域如何實現(xiàn)雙碳目標(biāo)？

歐陽明高：自去年9月以來，習(xí)近平總書記先后7次在不同會議場合強調(diào)這一重大戰(zhàn)略，并將其提升到了中華民族永續(xù)發(fā)展和建立人類命運共同體的高度。這是全人類的共同事業(yè)，也是我們新發(fā)展理念（創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享）的全方位的完美體現(xiàn)。同時我認(rèn)為，這與我國國家利益訴求點也形成了完美統(tǒng)一，這一國家戰(zhàn)略必將會對中國經(jīng)濟社會帶來一場全方位的變革。

作為能耗和碳排放的三大行業(yè)之一，交通運輸行業(yè)的低碳發(fā)展勢在必行。由于交通領(lǐng)域的特殊性，相較能源、工業(yè)等其他行業(yè)，交通領(lǐng)域是唯一還在上升的碳排放領(lǐng)域。此外，相較于國外，中國的交通行業(yè)還處于大規(guī)模發(fā)展中，這意味著未來中國交通領(lǐng)域的碳排放量存在潛在的大規(guī)模上漲趨勢，因此相比其他各行業(yè)，交通領(lǐng)域要想在2030年實現(xiàn)碳達峰的難度更大，任務(wù)更為艱巨。在碳綜合方面，交通領(lǐng)域面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)也比其他行業(yè)更大。因此我們要有緊迫感，要立刻行動起來。

當(dāng)然，這既是挑戰(zhàn)也是機遇。我們目前正處于第三次能源革命（可再生能源轉(zhuǎn)型）和第四次工業(yè)革命時期，綠色化、智能化已進入革命性爆發(fā)時期。正如習(xí)總書記所說，我們正處在百年未有之大變局，在今后二三十年間，此變局在交通行業(yè)將會體現(xiàn)得更加明顯。

記者：雙碳目標(biāo)將為交通行業(yè)帶來哪些變革？

歐陽明高：以陸上交通為例，我們對于新能源汽車的研究已經(jīng)有20年了，目前乘用車方面的市場推廣已實現(xiàn)全方位普及，電動轎車數(shù)量今年預(yù)計會達到250萬輛，明年有望突破400萬輛。前期緩慢的瓶頸期已經(jīng)跨過，目前已經(jīng)進入爆發(fā)期，這將是不可阻擋的趨勢，而且這個趨勢會帶動交通領(lǐng)域的全面電動化。

其實，我們目前已經(jīng)進入交通全面電動化的時代，包括汽車、火車、船舶、飛機等各領(lǐng)域，而這些領(lǐng)域的電動化都是由陸上交通拉動起來的。例如氫能，是在燃料電池轎車的研制過程中發(fā)展起來的。

縱觀每次能源革命或工業(yè)革命，都是由某種交通工具帶動整體的發(fā)展與變革。例如第一次能源革命是火車帶動了煤炭的大規(guī)模發(fā)展；第二次能源革命是汽車（使用內(nèi)燃機）帶動了石油的發(fā)展，石油成為當(dāng)時政治、經(jīng)濟、外交、金融等方面的重要載體。而如今，正處在從油氣向可再生能源的變革之中，未來，可再生能源將替代石油成為新的載體，可能是電、氫以及氫的載體（例如氨），繼而形成一個新的能源體系。

記者：對比陸上交通，水運交通有何不同？水運交通如何實現(xiàn)雙碳目標(biāo)？

歐陽明高：可以說，目前是汽車領(lǐng)域拉動著新能源體系變革向各行各業(yè)擴展，對于水上交通而言，目前也呈現(xiàn)出綠色發(fā)展大趨勢。據(jù)我了解，水運行業(yè)正在積極探索研究各種減排技術(shù)與措施，包括利用清潔能源，應(yīng)用輔助裝置、能效技術(shù)優(yōu)化管理等。

水上交通相較于陸上交通更具全球?qū)傩裕浒▋?nèi)河航運和國際航運，因此對于水運交通而言，不僅要遵守國內(nèi)的法規(guī)，還要遵守全球的法規(guī)，例如國際海事組織（IMO）針對溫室氣體減排提出的初步戰(zhàn)略，以及我國的雙碳目標(biāo)等。面對內(nèi)外各方壓力，我認(rèn)為水運交通需要進一步加大投入，加快推動關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及清潔能源規(guī)模化應(yīng)用和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)，例如如何將現(xiàn)有的燃料——液化天然氣（LNG）、甲醇、氫、氨等——應(yīng)用到船舶上等。接下來，水運交通的綠色發(fā)展將從起步階段邁入提升發(fā)展階段，以推動我們當(dāng)前航運主流能源形勢的變革，我認(rèn)為這才是根本。

水運變革特色之路

記者：您認(rèn)為水運行業(yè)的最佳技術(shù)路線是什么？

歐陽明高：水運行業(yè)的技術(shù)路線圖肯定與汽車不一樣。對于船舶而言，我認(rèn)為轉(zhuǎn)型之初可能還不能完全舍棄內(nèi)燃機，除了選擇使用燃料電池、純電動作為動力，可能還需要繼續(xù)使用內(nèi)燃機，只是燃料的選擇可能更加多元（更換無碳燃料），該選擇的技術(shù)經(jīng)濟性相對比較容易達到市場要求。

電動船方面，據(jù)我了解，目前已經(jīng)有了純電動船，與汽車只需要幾十度電不同，電動船需要裝載很多電池，因此電動船安全問題可能將是需要大家未來重點關(guān)注的核心問題。

無碳燃料方面，即基于可再生能源的制氫，然后在此基礎(chǔ)上再制氨/甲醇，從氫的角度來看，我想灰氫可能是沒有前途的。在十年前也許還有可能，但在如今的大背景下，很難再繼續(xù)用灰氫。而且，汽車行業(yè)的轉(zhuǎn)型本身就是向著全可再生能源方向發(fā)展，也就是真正的新能源電動汽車。剛開始的“新能源汽車”雖并非真正的新能源，那只是新能源汽車的第一階段（煤含量較高），但之后煤的比例逐年下降，目前就算直接用網(wǎng)電也可以減少二氧化碳排放。但對于船舶而言，如果選擇使用煤炭制氫再制氨/甲醇，外加內(nèi)燃機的組合，就需要考慮做評估——這么做是否有可能會增加碳排放？

記者：在您看來，目前需要迫切解決的技術(shù)問題/難題有哪些？

歐陽明高：正如我前面所述，由可再生能源轉(zhuǎn)變過來的，一個是使用電，一個是氫。因此，在技術(shù)問題方面，我認(rèn)為有兩點需要重點關(guān)注。

首先是純電動船舶的安全問題。電池的比能量一旦升高就會出現(xiàn)安全問題，而實際上，比能量中等時就會出現(xiàn)安全問題。例如4·16北京儲能電站火災(zāi)事故，其使用的相對安全系數(shù)比較高的磷酸鐵鋰電池照樣發(fā)生著火事件。

根據(jù)我們以往經(jīng)驗，我覺得船舶在這方面的風(fēng)險可能會比汽車更大，因為純電動船舶所載的電池量與儲能電站差不多，其風(fēng)險相當(dāng)。此外，由于電池制造過程中總是會有一定比例的缺陷電池存在，哪怕是百萬分之一的比例，因此，電池數(shù)量越多，出現(xiàn)缺陷電池的可能性就越大。事例也證明，電站著火的比例遠(yuǎn)高于汽車。因此，安全問題是電動船的核心問題，需要特別關(guān)注。

其次，如果直接使用氫，存在儲存和運輸?shù)雀鞣矫娴膯栴}，因此還需在船上找到氫的載體。目前來看，氨可能是大家比較看好的一個載體。據(jù)我了解，水運行業(yè)的相關(guān)工作已經(jīng)開始，這或許會成為船舶行業(yè)做氫能應(yīng)用的一個特色方向。因為氨的燃燒速率偏低，更適合目前船舶所使用的中低速柴油機使用。

綜述，我認(rèn)為水運行業(yè)還是可以大有作為。以上兩個技術(shù)方向?qū)⑹撬\行業(yè)可以做出特色和優(yōu)勢的，而且肯定會比汽車更加突出。

記者：第一階段碳達峰目標(biāo)，誰將撐起這個舞臺？

歐陽明高：碳達峰目標(biāo)的達成，我認(rèn)為還是需要依靠LNG等低碳燃料或低碳技術(shù)來實現(xiàn)。因為第一階段所剩時間很短（不到十年），現(xiàn)在想要大規(guī)模推廣其他新技術(shù)根本來不及。我之前所提到的氫、氨等零碳燃料和零碳技術(shù)是實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的主要手段，這兩者是可以分開的。

所以，我認(rèn)為在水運行業(yè)實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的技術(shù)路徑中，低碳燃料、高效發(fā)動機、高效的船舶整體節(jié)能等現(xiàn)有技術(shù)手段將是實現(xiàn)碳達峰目標(biāo)的主體技術(shù)，我們需要做的只是將其推廣應(yīng)用，先用起來。同步研發(fā)零碳燃料、零碳技術(shù)等，到2030年之后再逐步替代。

記者：現(xiàn)階段需要克服的主要障礙是什么？

歐陽明高：技術(shù)的轉(zhuǎn)型和變革會帶來利益的重組，有些相關(guān)方將不可避免地會喪失一部分利益。以前在討論低碳話題時，并不需要做任何實質(zhì)性的承諾或動作，因此所有相關(guān)方都愿意參與討論。但隨著兩碳目標(biāo)的提出，低碳問題被具體化和量化了，通過計算就能知道各方所需要做出的碳減排貢獻值是多少，減排時間表也逐步清晰明確，各參與方的態(tài)度也在發(fā)生變化。

因此，我認(rèn)為目前需要克服的障礙并不是技術(shù)，而是觀念。技術(shù)革命和社會革命是類似的，也會有革命者、保守者，甚至?xí)蟹磳φ?，這些都由利益決定，所以這是目前最大的障礙。就好比汽車行業(yè)，變革初期很多人是不愿意改變的，例如決定不再使用石油，石油商肯定首先不愿意，一方面他可能跟不上變化，另一方面他可能也不愿意跟。

但是，觀念不改變，很難跨出第一步。因此，破除利益的藩籬可能是當(dāng)前最重要工作。這個比技術(shù)難度更大，改變起來時間也更長。

一面兩線三點促共贏

記者：水運業(yè)要實現(xiàn)雙碳目標(biāo)應(yīng)如何做？

歐陽明高：我總結(jié)為一個面、兩條線、三個點。

一個面，主要是指雙碳涉及的領(lǐng)域這個面非常大。工作覆蓋面非常廣，但人員卻極其有限，需要依靠大家的智慧與力量通過合作與交流才能完成。該項工作更多的是做一些宏觀的、軟科學(xué)的資料收集、整理、消化和吸收，并做進一步理解和評估。盡管這項工作相對偏虛，但卻相當(dāng)重要。

兩條線，一是低碳/零碳技術(shù)線，二是規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)線。這些都屬于船級社的定位和職責(zé)，CCS（中國船級社）要發(fā)揮好獨一無二的牽引作用。對于低碳/零碳技術(shù)，CCS需要對所有國內(nèi)外低碳技術(shù)、技術(shù)路線等進行測試、評估與初步篩選，選出哪些適用，哪些不適用。找出適合船舶使用的零碳的/碳中和的新能源技術(shù)。對于相關(guān)的規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)，CCS更是責(zé)無旁貸。盡早制定出規(guī)范，通過規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)引領(lǐng)行業(yè)健康發(fā)展。

汽車行業(yè)的技術(shù)路線經(jīng)歷了多次反復(fù)，現(xiàn)如今仍存在未達成共識的方面。我國是從2008年開始確立推動轎車的純電驅(qū)動，當(dāng)時在國際上爭議很大，反對聲音占大多數(shù)，我們并不占主體。一直到如今我們站住腳跟，并且國際上各方也朝著這個方向前進。再例如汽車領(lǐng)域的卡車目前也正在進行一次多元化的選擇。因為多元化最后還得要走向一體化或者選擇幾個選項，不可能所有選項都可行，如此經(jīng)濟上肯定無法支撐。

那么船舶行業(yè)是否也能走出相同路徑呢？也就是說不完全跟跑，形成具備我們優(yōu)勢的引領(lǐng)。在這個方面，我認(rèn)為中國船級社有責(zé)任，且大有作為。這類評估與選擇最終還是要靠技術(shù)經(jīng)濟性來決定，要在國內(nèi)外市場上與其他技術(shù)形成商業(yè)競爭力，不可能長期依靠補貼。我們要把自己主導(dǎo)的路線做出來，引導(dǎo)大家按照我們路線走。

三個點。第一是燃料，我認(rèn)為重點應(yīng)該是氫的載體，氫究竟用什么方式使用在船上。目前，我比較看好的是氨，因為其儲氫的重量比能量和體積比能量都比較高，此外，氨合成再轉(zhuǎn)化成氫的技術(shù)比較成熟，也符合中國特色，中國有很多化肥廠，目前已有很多合成裝置，而且技術(shù)的升級、技術(shù)的接替性也非常好，馬上會有更高效更綠色的電化學(xué)合成技術(shù)投入應(yīng)用。因此我認(rèn)為，中國船級社的綠色實驗室可以介入到氨的研發(fā)層級，而不僅僅是評估。

第二是動力（內(nèi)燃機），當(dāng)然需要跟燃料配合，例如電池。我認(rèn)為既突出船舶特點，又突出中國特色的使用氨的內(nèi)燃機方面值得深入到技術(shù)研發(fā)的層面，即中國船級社需要與外界建立合作，真正做相關(guān)研發(fā)工作。我想強調(diào)的是，我所說的研發(fā)要突出水運優(yōu)勢、中國特色。我看到中國船級社的建社方針中有“與眾不同、國際一流”的表述，我的理解是要與眾不同，還要世界一流的技術(shù)，需要精心選擇。

第三是安全。首先是電池和氫的安全，尤其是電池的安全，其在船舶上的挑戰(zhàn)更大，危險更大。我認(rèn)為在這方面中國船級社也需要介入研發(fā)，包括對電池安全規(guī)范的制定等，不同于汽車的特殊規(guī)范。因為船舶上的電池安全與汽車上的不一樣，它更接近于電池儲能電站的安全。

其次是安全的電子在線監(jiān)控。與目前車上一樣的方面可以選擇合作，與車上不一樣的、船舶特有的方面需要進行單獨研究。還有火災(zāi)，一般分為本真安全、主動安全和被動安全。主動安全就是監(jiān)控，因為船舶是集中統(tǒng)一的調(diào)度和控制，可能比汽車更加方便。本質(zhì)安全更多是提技術(shù)要求，對供應(yīng)商提出特別的技術(shù)規(guī)范和要求，這是需要經(jīng)過研究之后才提得出來。被動安全是消防等，一般指單體電池的熱勢控與熱試劑，電磁系統(tǒng)的熱蔓延與熱管理，以及后期出現(xiàn)事故之后的熱災(zāi)害與熱防護三個方面，我覺得這個方面可以做很多工作。

特別需要指出的是，上面三個點需要連成一條線，相互之間不能是三個分離的點。

記者：您剛才提到，水運業(yè)要實現(xiàn)雙碳目標(biāo)需要全行業(yè)的協(xié)作，那么您認(rèn)為應(yīng)如何推進全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同合作呢？

歐陽明高：政府機關(guān)是行政的把關(guān)者，而船級社相當(dāng)于技術(shù)方面行業(yè)準(zhǔn)入的把關(guān)者。目前行業(yè)的發(fā)展很多需要依靠技術(shù)的把關(guān)，能不能進、按照什么標(biāo)準(zhǔn)進都需要船級社給出標(biāo)準(zhǔn)與依據(jù)。所以，船級社是資源整合者、信息集成者，第三方的身份得天獨厚。

因此，我認(rèn)為要推動全產(chǎn)業(yè)鏈的系統(tǒng)合作需要由中國船級社牽頭搭建平臺、整合資源，而且中國船級社最終將會把大家的智慧集中起來，制定形成行業(yè)規(guī)范。相關(guān)方都會很樂意參與進來。這是產(chǎn)業(yè)鏈上的任何一個競爭主體（例如船東、船廠）都無法做到的。當(dāng)然，這也是中國船級社的職責(zé)與使命所在。

記者：您對中國船級社助力水運業(yè)實現(xiàn)雙碳目標(biāo)還有哪些期望？

歐陽明高：中國船級社作為水上安全鏈上的重要一環(huán)，在引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展、制定安全標(biāo)準(zhǔn)、提供高效服務(wù)等方面具有獨特和全面的優(yōu)勢。

在新能源領(lǐng)域，中國有能力更要有雄心做到國際領(lǐng)先，我們要把這個目標(biāo)立得高一點，來引領(lǐng)我國水運行業(yè)綠色跨越發(fā)展，為實現(xiàn)雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)作出更大的貢獻。中國船級社組織整合國內(nèi)、國際，社內(nèi)、社外的優(yōu)勢力量，積極建設(shè)水上綠色技術(shù)實驗室，既是順應(yīng)時代綠色發(fā)展大潮流的正確部署，也是實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展和國際一流目標(biāo)的必由之路。我希望中國船級社牽頭成立的相關(guān)實驗室在相關(guān)各方的支持下，快速成長和壯大起來，早日成為水運綠色技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流的實驗室，引領(lǐng)和推動水運行業(yè)綠色低碳發(fā)展。