船運行業碳排放大,減排空間明顯。航運業的碳排放量在過去幾年中有所增長。根據IMO的第四次溫室氣體研究報告,全球航運業CO當量排放量從2008年的7.94億噸增長至2018年的10.76億噸,十年間年均增長3.1%。根據國家生態環境部,2022年船舶排放HC的份額達24.2%,位居第三;排放NOx的份額達32.5%,位居第二。
圖表:2000-2030年凈零情景下國際航運CO2排放量(MtCO2)
資料來源:IEA國際能源署
國內外政策支持,航運減碳成大勢所趨。近年來,全球對環境保護和可持續發展的重視,各大國際組織紛紛提出減排計劃。2015年,聯合國環境規劃署發布《排放差距報告》,預計2030年全球溫室氣體排放基礎上進一步減排25%;2018年,國際海事組織(IMO)就減少航運業二氧化碳排放的“初步戰略”達成協議,提出了至2050年,將航運板塊的二氧化碳總排放量削減50%的減排目標;2023年國際海事組織(IMO)通過《2023年船舶溫室氣體減排戰略》,再次確認國際減排計劃。歐美各個國家和地區也紛紛響應,加強船舶碳排放量管控。2023年,歐盟公布“將航運業納入歐盟碳排放交易體系(EUETS)的改革立法”。
新能源船舶具有降碳等多重優勢,有望推動航運綠色發展。新能源船舶較常規柴油機船舶在運營成本方面具有較大優勢,并且能源轉換效率高。同時,新能源船舶環保性能強,工作期間無大氣污染物排放,也減少燃油對水域污染的可能性。除此以外,新能源船舶在能源供應和航行策略上具有更高的靈活性和適應性,配置操控便捷、集成化智能化更高的電氣設備,自動化程度高,更有利于實現“機駕合一”模式。這些優勢不僅有助于提升船舶行業的競爭力,而且有助于推動航運行業的綠色發展和可持續發展。
按照動力類型,新能源船舶可以分為電動、替代燃料船舶等。1)電動船舶可以分為純電動和混動,純電池動力船型意指船舶的驅動能源全部由電池提供的船型,具有綠色環保零排放、內部結構簡單、動力好、噪聲小以及運營維護成本低等優勢。2)替代能源可以分為綠色甲醇、LNG、氨、氫等,以綠色甲醇為例,主要甲醇作為替代燃料的綠色船舶,甲醇燃料將化學能轉化為機械能,推動機械設備工作。
目前全球船舶主要以傳統燃料為主,清潔能源占比有望提升。從目前全球商船隊對數據來看,截止2023年7月,合計2002艘新能源商船隊,其中1079艘采用LNG,800艘采用電動,91艘采用LPG;訂單方面,合計1376艘新能源商船隊,其中829艘采用LNG,295艘采用電動,151艘采用綠色甲醇。
歐洲在新能源船舶的發展上較為領先。2023年歐洲電動船舶占比達到38%,亞洲占比約為29%,北美占比22%。
電動船舶保持較快增長。近年來,隨著環保觀念的加強和政策的出臺,推進船舶綠色轉型,降低污染物排放已成為全球主流國家的共識。2017-2023年,全球電動船舶市場規模由23.91億美元增長至104.1億美元。
中國電動船舶發展迅速。EVTank統計數據顯示,截止到2023年年底,中國電動船舶保有量數量已經超過700艘,當年新增船舶數量已經超過200艘,帶動船舶用鋰電池出貨量達到0.61GWh,同比增長80%以上,電動船舶成為鋰電池下游應用領域增速較快的行業之一。
老舊船舶更新,電動船舶滲透率有望加速提升。2024年7月,國家發改委出臺《關于加力支持大規模設備更新和消費品以舊換新的若干措施》,有望加速內河、沿海船舶設備更新,同時對新能源船舶補貼增多。以杭州為例,2024年杭州需完成78艘船齡在15-30年的內河老舊營運貨船淘汰工作,該數量相比2023年增加了近一倍,內河+沿海船舶更新大勢所趨,在此過程中,電動船舶滲透率有望加速。
岸電覆蓋率和使用率提升,內河電動船舶滲透率有望提速。參考港口圈數據,截至2022年,中國共有7個沿海港口和21個內河港口五類專業化泊位3岸電覆蓋率達到100%。在沿海港口,可獲得數據的21個港口專業化泊位岸電覆蓋率平均達到84%,其中天津港、湛江港、大連港的岸電覆蓋率提升較快,較2021年分別提升50%、41%和27%。我們認為未來隨著岸電的覆蓋率提升和使用情況的提升,電動船舶補能效率有提升,有望帶動船舶電動化進程。
電動船舶的趨勢下,核心動力系統、充換電基礎設施等有望快速發展。與傳統燃油船舶相比,電動船舶在船體結構上差別不大,核心區別是在能源與動力系統方面。由于能源動力系統方面的差異,電動船舶增加了一些新的零部件,例如相應的電子控制系統、充/換電設施等。
從成本角度來看,三電系統成本占比較大。船舶定制化特點明顯,不同船型、運營場景下其成本構成差異較大。以小型電動游覽船為例,如果采用中等容量的鋰離子電池組和普通的鋼結構船體,整船建造成本在數十萬到百萬元級別,其中電池組成本占比最大,約占整船成本的30%-40%,船體結構與材料占比為20-30%,電氣系統占比為10-15%,內飾與設備占比10-15%,研發、人工、檢測等占比10-20%。