2022-09-14重要提示：本报告难以设置访问权限，若给您造成不便，敬请谅解。我司不会因为关注、收到或阅读本报告内容而视相关人员为客户；市场有风险，投资需谨慎。投资咨询业务资格：证监许可【2012】669号化工研究团队研究员：胡佳鹏（甲醇、尿素）021-80401741hujiapeng@citicsf.com从业资格号：F3039655投资咨询号：Z0013196黄谦（PTA、乙二醇）021-80401738huangqian@citicsf.com从业资格号：F3063512投资咨询号：Z0014611杨家明（燃料油、沥青）021-80401704yangjiaming@citicsf.com从业资格号：F3046931投资咨询号：Z0015448中信期货研究专题报告(燃料油)航运碳中和：碳中和政策对航运市场影响（三）摘要：碳中和政策大势所趋，航运业碳减排刻不容缓：船舶能效设计指数(EEXI)将于2023年1月1日正式实施，航运业的二氧化碳排放量将每年下降6%，到2050年降至1.2亿吨。国际海事组织（IMO）于2018年4月通过了航运业温室气体减排初步战略，以2008年碳排放为基准，提出到2030年将航运业碳排放强度降低40%，2050年碳排放强度降低70%（碳排放总量降低50%）的明确目标。全球海运运力变动受政策影响不确定性增大：经济增长驱动海运需求提升，海运需求提升带动运力增长，分船型来看未来运力增长仍集中在集装箱、干散货和油轮主力船型。分燃料类型看，运力的增长不仅要考虑到经营效益，也须考虑航运碳减排政策要求，船东要在当前不确定的环境下决定扩张、更新何种类型的船只，要适应脱碳、零排放环境法规的变化，航运业需要更先进的技术或替代燃料来提高船舶能效，技术、可选燃料不确定性较大，未来运力的变动不确定性较大。航运减碳影响深远：二氧化碳排放受船型、速度、大小、船体设计、压舱物、技术以及使用的燃料类型等因素影响。船东将在现有技术条件下根据难易程度选择适合自己的减碳方式，比如短期选择降速手段（只有约15%的船舶满足新规要求，85%的集装箱船需降低航速以满足EEXI要求，有效运力将减少6%到10%），中期LNG船舶、甲醇燃料应用增多、船舶大型化成为趋势，长期随着技术的发展航运减碳将向替换燃料倾斜，例如氢气、氨气燃料船舶。航速下降导致市场有效运力下降，船舶航行时间延长导致海运总成本提升，运力增加、替代燃料船舶需要资本支出提升来实现，运力不足导致经济增速回落、运费上涨概率提升，降速导致单船油耗下降，尽管运力提升，燃料油需求增速或较前期下调。本系列专题主要探讨碳中和政策对航运业的影响，分为碳中和政策介绍、航运业碳排放趋势、航运业降碳路径、航运业降碳影响四个方面。报告要点中信期货专题报告（燃料油）2/39目录摘要：.....................................................................................1一、航运业碳排放趋势......................................................................4免责声明..................................................................................39图目录图1：各交通方式二氧化碳排放强度单位：g/t-km..............................................................................4图2：不同船型二氧化碳排放量占比........................................................................................................4图3：船舶行距船型与成本强度关系........................................................................................................5图4：航运二氧化碳排放占比单位：百万吨..........................................................................................5图5：2021年全球航运燃料类型...............................................................................................................6图6：2018不同船型燃油消耗（船型）单位：百万吨.........................................................................7图7：2018不同船型燃油消耗（单船）单位：千吨.............................................................................7图8：2017船舶燃料消耗占比与船型关系...............................................................................................8图9：2018年船舶不同状态下的温室气体排放占比...............................................................................8图10：国际航行船只油耗部位单位：千吨............................................................................................9图11：IMO第三次与第四次温室气体研究关于船舶在途时长与航速的对比单位：天.....................9图12：主机转速与主机负荷指示曲线单位：r/min............................................................................12图13：主机转速与每海里油耗单位：r/min，kg/nmile....................................................................12图14：实际测量数据.................................................................................................................................12图15：2012-2018国际航运船舶温室气体排放单位：百万吨，千吨...............................................13图16：船舶燃料的温室气体排放单位：千克/吨............................................................................14图17：2012和2018年船舶温室气体总排放量和单船排放量...............................................................15图18：干散货、集装箱和油轮运力变化与CO₂排放变化.......................................................................15图19：2019年不同船型二氧化碳总排放与单船排放.............................................................................16图20：2019年船只二氧化碳排放（分船旗国）.....................................................................................16图21：不同船型单船年度CO₂排放量单位：吨.....................................................................................17图22：不同船型CO₂月度排放量单位：百万吨.............................................................................17图23：不同船旗国CO₂排放量单位：百万吨.......................................................................................18图24：航运碳排放因子.............................................................................................................................18图25：航运减排方式.................................................................................................................................19图26：航运减排方式.................................................................................................................................19图27：温室气体减排方式与对应成本......................................................................................................20图28：航运减排方式.................................................................................................................................20图29：航运减排方式.................................................................................................................................21图30：船舶分类.........................................................................................................................................23图31：全球各船型海运需求（吨英里）增速..........................................................................................23图32：全球各大宗商品海运需求单位：吉吨海里/年......................................................................24图33：航运贸易量单位：十亿吨英里....................................................................................................24中信期货专题报告（燃料油）3/39图34：1971-2017经济增速与燃料油消耗关系.......................................................................................25图35：全球海运贸易量单位：百万吨................................................................................................26图36：全球船舶运力（载重吨）增速......................................................................................................26图37：全球船舶数量和载重吨单位：艘，吨........................................................................................27图38：全球船队年龄趋势（载重吨占比）..............................................................................................27图39：全球船队船龄.................................................................................................................................28图40：全球前25船东国籍（按价值）....................................................................................................29图41：全球船队船东国籍（按载重吨）..................................................................................................30图42：全球船队船旗注册地......................................................................................................................31图43：船舶新订单交付单位：千吨......................................................................................................32图44：全球船舶订单增速（载重吨）......................................................................................................32图45：全球船舶订单（分船型）单位：千吨......................................................................................33图46：2020年船舶新建、注册和回收国家.............................................................................................33图47：2020全球船舶回收单位：千吨.................................................................................................34图48：集装箱船体型趋势单位：TEU..................................................................................................34图49：集装箱船数量趋势..........................................................................................................................34图50：油轮体型趋势.................................................................................................................................35图51：油轮体型数量趋势..........................................................................................................................35图52：干散货船体型趋势..........................................................................................................................35图53：干散货船数量趋势..........................................................................................................................35图54：干散货船体型趋势单位：吨......................................................................................................36图55：干散货船数量趋势..........................................................................................................................36图56：全球船舶新技术应用比例..............................................................................................................36图57：不同船型平均EEOI变动................................................................................................................37图58：不同船型平均AER变动..................................................................................................................37中信期货专题报告（燃料油）4/39一、航运业碳排放趋势图1：各交通方式二氧化碳排放强度单位：g/t-km资料来源：DNV中信期货研究所大型船舶二氧化碳排放强度是飞机的1%，是火车的14%，其二氧化碳排放总量占全球二氧化碳排放不足3%，船舶二氧化碳排放与载重吨有关，干散货、集装箱以及油轮载重占比大但在全球船舶数量占比小，较少的船只贡献了较多的二氧化碳排放量。图2：不同船型二氧化碳排放量占比资料来源：DNV中信期货研究所43580355050100150200250300350400450500飞机汽车火车轮船中信期货专题报告（燃料油）5/39图3：船舶行距船型与成本强度关系资料来源：IMO中信期货研究所随着船型增大，航程提升，船舶的成本强度不断下降，因此未来船舶大型化可能是一个趋势。图4：航运二氧化碳排放占比单位：百万吨年份全球二氧化碳排放航运二氧化碳排放航运排放占比基于航程的国际航运二氧化碳排放占比基于船舶的国际航运二氧化碳排放占比2012347939622.76%7012.01%8482.44%2013349599572.74%6841.96%8372.39%2014352259642.74%6811.93%8462.40%2015352399912.81%7001.99%8592.44%20163538010262.90%7272.05%8942.53%20173581010642.97%7462.08%9292.59%20183657310562.89%7402.02%9192.51%资料来源：IMO中信期货研究所近年来，全球二氧化碳排放、航运二氧化碳排放总量不断提升，但增速逐步下降。中信期货专题报告（燃料油）6/39图5：2021年全球航运燃料类型燃料类型船只吨位（GT）标箱（TEU）载重吨（dwt）船只占比GT%TEU%dwt%VeryLow-Sulphur(VLS)IntermediateFuelOil(IFO)3618899371525918384210153408304636.2669.0870.9772.11VLSMarineDieselOil(MDO)33118296986751499292788634133.182.060.581.31IFO380363528329953369494824373860403.6419.6926.8320.56VLSMarineGasoil(MGO)253974411423446767699512.540.520.130.32Ultra-LowSulphur(ULS)MDO38169758770006616270.380.050.030.03LNG,VLSIFO37336964811144014301598170.372.570.561.42LNG,VLSMDO168108140601270381907430.170.750.050.39IFO18016673515897595595361730.170.510.290.45ULSIFO43352580156174386390.040.020.060.02LNG,VLSMGO37424846104306620.040.0300.02LNG324593802601390390.030.0300.01MDO2265279716291886520.020.050.010.01ULSMGO2226594165710.02000.030Biofuel18360677116843864340.020.030.050.02MGO128802221220030.010.060.010.020.06Methanol,VLSIFO113363775520440.010.020.030.010.02Ethane,VLSIFO72925952647500.010.020.010.010.02Nuclear61445731324500790.010.010.010LPG,VLSIFO52367522726900.010.020.010.010.02Biofuel,LNG44385139070000.010CompressedNaturalGas(CNG),VLSMDO311105810532500.01000.01IFO380,LNG22511441840000.02000.02MDO,MGO21832541603000.01000.01Biofuel,VLSMGO26810987600000VLSIFO,WellFuel18695216654600.010.0100.01CNG,VLSMGO1307423147300000LNG,MDO165314600224370000IFO380,MGO11492151918900.01000.01Methanol1518371067000000Nuclear,VLSMDO133500900000-00Unknownfueltype22998634359881152386935642123.044.410.443.26GrandTotal998001438599714259041222127304575100100100100Worldtotalknownfueltype768021375163726257888842057948154100100100100资料来源：UNCTAD中信期货研究所当前，航运燃料以低硫燃油、高硫燃油、柴油以及LNG为主，航运二氧化碳排放主要集中在这些化石燃料的使用上，现阶段测算二氧化碳排放水平需要监测化石燃料的使用数量。中信期货专题报告（燃料油）7/39图6：2018不同船型燃油消耗（船型）单位：百万吨资料来源：IMO中信期货研究所集装箱、干散货、油轮载重吨占比最大，其油耗水平也处于较高水平，结合油耗水平与二氧化碳排放量关系，未来航运业二氧化碳减排主要集中在三大主力船型上面。图7：2018不同船型燃油消耗（单船）单位：千吨资料来源：IMO中信期货研究所单船油耗方面，游船、集装箱、液化气船、艇单船油耗较高，或与这些船只的速度有关，高速船只往往油耗较大。中信期货专题报告（燃料油）8/39图8：2017船舶燃料消耗占比与船型关系资料来源：DNV中信期货研究所集装箱、油轮以及干散货船只多为大型船只，大型船只油耗主要集中在航行阶段。图9：2018年船舶不同状态下的温室气体排放占比资料来源：IMO中信期货研究所大型船只的温室气体排放主要集中在缓慢运输和普通巡航阶段，而液化气船和小型船只巡航阶段的排放水平要大于缓慢运输阶段。中信期货专题报告（燃料油）9/39图10：国际航行船只油耗部位单位：千吨资料来源：IMO中信期货研究所图11：IMO第三次与第四次温室气体研究关于船舶在途时长与航速的对比单位：天资料来源：IMO中信期货研究所大型船只油耗主要集中在主引擎上，副引擎、锅炉油耗较主引擎来说较少。航速与油耗存在正相关关系。中信期货专题报告（燃料油）10/39根据对船舶不同航速的评价要求，一般将运营船舶的经济航速分为最低油耗率航速、最低燃油费用航速和最高盈利航速等三种形式。三种形式的营运船舶经济航速分别适用于不同的航运市场和航线要求，航运成本组成成分的侧重点不同。经济航速主要是指最低燃油费用航速，与船舶耗油量、航速和载重相关，常用“千克(克)/海里吨”为单位表示。最低燃油费用航速主要是通过控制主机燃油最低单位消耗量来实现的。船舶燃油消耗总量(Q总)主要由主机消耗量(Q主)、副机消耗量(Q副)、锅炉和焚烧炉消耗量(Q炉)组成。一般地，在定速航行时，副机(发电机原动机)主要提供保证船舶正常航行所需要的电能，每天的电力需求基本上是一个定值。因此副机每天的燃油消耗也是一个定值，并且每天消耗量不到船舶总消耗量的十分之一，占比较低。正常航行时主要使用废气锅炉，一般不使用辅锅炉；船舶污油焚烧需要消耗一些燃油，由于有些港口提供免费污油排岸服务，船舶可不焚烧污油，也就不因此消耗燃油。所以船舶燃油消耗主要是主机的燃油消耗。船舶航速与主机的转速成正比，主机的燃油消耗与负荷成正比，主机负荷与转速的三次方成正比。燃油消耗总量的计算公式为：Q总=Q主+Q副+Q炉(1)在定速航行时，Q炉=0，Q副=b，且Q主=kr3(2)其中：b为常数，是定值；k为系数；r为主机转速。船速v=(1-ρ)60rP/1852，即：r=29408.25v/P(1-ρ)(3)其中：ρ为滑失率；P为螺旋桨螺距。将式(1)根据上述内容进行整理可得：Q总=kr3+b(4)将式(3)代入式(4)可得到船舶燃油消耗总量与航速的关系：Q总=29408.25kv3/P3(1-ρ)3+b(5)设L=29408.25k/P3(1-ρ)3，则式(5)简化为Q总=Lv3+b(6)对式(6)两边求导可得单位航速的燃油消耗计算公式为Q单=3Lv2(7)即燃油单位航速消耗量与船速的平方成正比。另有：F(t)∝v2·s(8)其中：F(t)为航行油耗量；s为航程。式(7)与式(8)相一致。中信期货专题报告（燃料油）11/39从式(7)可以看出，燃油的单位航速消耗量是船舶航速的二次函数。根据函数的性质，Q单会有一个与航速对应的最低值，这个值就是经济航速。系数k不是主机设计时的理论数值，它是燃油发热值、主机工况和时间的函数，随着主机运行时间、维护保养程度、主机工作环境和燃油种类的影响而变化。参数L也不是常数，除随主机耗油系数k值变化外，还和滑失率ρ有关。滑失率ρ是变量，受船壳表面与水的摩擦系数、船舶方形系数、船舶载重吨、船舶吃水、风速风向以及潮流等多种因素的影响。任何一个因素的变化都会引起系数L的变化，而外部因素除了相互影响外，还随时间而变化，比如主机的工况、船壳表面的摩擦系数等随着时间的推移而变化。但在某一种特定条件下，L是一个定值。精确计算出L在某一个特定条件下的值，需要非常复杂的数学计算。因此，通过理论计算得出船舶每航次的经济航速比较困难。确定燃油最低费用经济航速的一般方法有成本法和估算法。成本法是根据船舶航运市场先预估船舶每天的可能收益，用收益减去非燃油的船舶固定成本得出燃油成本。根据燃油市场价格算出相应燃油耗量，再参考主机厂家给出的耗油率，计算出主机转速和对应的船速。这种方法虽然比较简单，但是没有考虑到船舶外部环境因素的变化对航速的影响，计算出的经济航速不精准。估算法是根据船舶设计时给出的数据和主机燃油消耗率估算出主机转速及对应的航速，这种方法是将船舶设想成一种理想状态，没有考虑外界条件的变化对船舶的影响。这两种方法都未考虑实际情况。经济航速所涉及的变量都可以直接或间接测取。主机的负荷可用主机的油门刻度来代替，定时测量燃油柜里燃油减少量可算出燃油的单位时间消耗量。转速可直接读取，船舶航速可从船舶计程仪或GPS中读取，也可通过转速和螺距计算出理论航速。为了更为直观地反映多组数据的测量结果，可使用EXCEL的图表功能做出曲线图。主机负荷与转速的三次方成正比，曲线的拐点对应的航速就是经济航速。单位时间耗油率与航速的平方成正比，其数学图形是一条抛物线，最低点对应的航速就是经济航速。这种方法被称为曲线法。曲线法的优点是测量结果比较符合实际情况；由于缺少专用测量设备或仪器，需重点考虑测量精度，尽量降低人为读数误差。船舶在航行时，需要读取的数值都是变化的。为了确保测量的准确性，减少误差，应在海况较好时测量。滑失率比较固定，主机转速等参数比较稳定，测取的数据就更准确。对于燃油消耗量，如果使用流量表进行测定，要先确定流量表的准确性，另外主机油头一部分回油量不能回到日用柜；使用油柜测量法，测量期间不能进行燃油的驳运和分离工作。油柜一般较大，短时间变化量较小，测量时间间隔越长越好，至少应为单位时间的2到3倍，具体可根据船舶自身的实际情况来确定。再用除法得出单位时间的消耗量，尽量不用乘法，以减少误差。实测船舶是一艘1993年出厂的多用途船舶，设计载重量22000吨。该航次(105航次)计划装载18507吨杂货，于2014年7月20日从韩国马山港(MASAN)中信期货专题报告（燃料油）12/39过太平洋，经巴拿马运河到科隆港和美国港口卸货。主机最大持续转速是109转/分，公司告知船舶主机以88转/分的经济航速运转，但没有告知理论依据。在船舶离港引航员离船后开始测量工作，此时船舶一般航行于港口外海，水域比较开阔，水深比较大，兴波阻力等因素对船舶的影响比较小，基本上和船舶在大洋中航行的环境一致。船舶会由港速慢慢加速至海速，利用加速过程进行数据的测取不影响船舶的正常营运。船舶在加速和航行过程中实际航速总是变化的，为了有效降低航速测取的误差，直接使用理论航速代替实际航速。因为在外界条件不变的情况下，滑失率是一个定值，理论航速与实际航速成正比，也就是“实际航速=理论航速×(1-滑失率)”。随着船舶慢慢加速，主机转速达到85转/分左右时主机辅助鼓风机自动停止，此时开始正式测量程序。油门刻度值变化大些便于读取，为节省时间并减少人为读数误差，按每次两转或三转加速，从86转/分逐步加到103转/分。转速稳定后，记录下主机转速对应的油门指示刻度，用EXCEL的图表功能绘出负荷指示曲线，从中可以直观看出主机在转速90到92区间负荷变化比较平缓，船舶此航次的最低燃油费用转速应在92转/分左右。具体值需进一步测量才能确定，先暂时将主机加速到90转/分。为了提高精确度，停止了燃油的转驳操作，将不使用的油柜速闭阀关闭，只使用一个沉淀柜和日用柜；每个转速都稳定运行4小时左右，测量时间精确到分钟。测量数据如表所示：图12：主机转速与主机负荷指示曲线单位：r/min图13：主机转速与每海里油耗单位：r/min，kg/nmile资料来源：世界海运中信期货研究所资料来源：DNV中信期货研究所图14：实际测量数据测试日期主机转速（r/min)理论航速/（kn/h)实际油耗(t/h)船舶航向/（°）风/风向海浪船舶载重/t蒸汽压力/Bar燃油黏度大气温度/℃实际油耗率/(kg/nmile)2014/7/238813.140.9830754/SE3185072.5152074.842014/7/239213.741.0080754/SE3185072.8142573.392014/7/239514.191.06670754/SE3185073131975.172014/7/2410014.931.19580364/SE3185073.312.52080.22014/7/309013.440.9920284/E3185072.8141873.812014/7/309814.631.150284/E3185073.2131870.622014/7/3010315.381.2580284/E3185073.5121881.8资料来源：世界海运中信期货研究所01234568486889092949698100102737475767778798081889092949698100中信期货专题报告（燃料油）13/39图15：2012-2018国际航运船舶温室气体排放单位：百万吨，千吨资料来源：IMO中信期货研究所航运温室气体减排主要针对的是二氧化碳排放，近年来随着航运贸易增速放缓、船舶能效提升，二氧化碳排放强度下降等原因，航运二氧化碳排放增速放缓，总量维持稳定。随着LNG需求大幅提升以及LNG船舶数量增多，甲烷排放水平增速远超其他温室气体，该趋势或意味着市场将天然气作为碳减排的过渡燃料的选择。中信期货专题报告（燃料油）14/39图16：船舶燃料的温室气体排放单位：千克/吨资料来源：IMO中信期货研究所中信期货专题报告（燃料油）15/39图17：2012和2018年船舶温室气体总排放量和单船排放量资料来源：IMO中信期货研究所全球航运二氧化碳排放量来看，与2012年相比，2018年二氧化碳排放量大幅增长，但大部分船舶的碳排放强度出现下降，或降低了二氧化碳排放增速。图18：干散货、集装箱和油轮运力变化与CO₂排放变化资料来源：UNCTAD中信期货研究所中信期货专题报告（燃料油）16/39图19：2019年不同船型二氧化碳总排放与单船排放资料来源：UNCTAD中信期货研究所2019年干散货船二氧化碳排放比集装箱船略高，但其船舶数量远大于集装箱船，因此单船排放前者远低于后者。油轮与干散货比较类似，碳排放总量高位因为船只数量多，单船碳排放低于集装箱船。图20：2019年船只二氧化碳排放（分船旗国）资料来源：UNCTAD中信期货研究所中信期货专题报告（燃料油）17/392019年在马绍尔群岛、利比里亚、巴拿马注册的船只的碳排放占了航运总排放的1/3。2019年数据前十船队注册国家的1000吨以上载重吨船只碳排放贡献了总排放的67.15%。2020年1月1日，该十国船只占比48.52%，载重吨占比65.73%。2014-2019年全球海运CO₂排放提升了8%。载重吨方面，利比里亚比马绍尔占比更大，但是其碳排放却低，主要原因是利比里亚干散货船只更多，其每吨碳排放低于其他船型。德国，全球船只数量排在29位，但是碳排放排名第六，源于该国集装箱船占比较大，船速快于其他船型，吨碳排放更多。图21：不同船型单船年度CO₂排放量单位：吨资料来源：UNCTAD中信期货研究所图22：不同船型CO₂月度排放量单位：百万吨资料来源：UNCTAD中信期货研究所中信期货专题报告（燃料油）18/39图23：不同船旗国CO₂排放量单位：百万吨资料来源：UNCTAD中信期货研究所近年来随着全球贸易量增长，船舶运力稳定增长，二氧化碳排放水平不断提升，但增速随着碳排放强度转弱而降低，船舶二氧化碳排放总量增速低于贸易量增速，未来随着船舶能效提升、LNG船舶、替代燃料以及新航运减碳政策的执行，航运二氧化碳排放量有望高位震荡后回落。图24：航运碳排放因子资料来源：IMO中信期货研究所中信期货专题报告（燃料油）19/39船舶影响CO₂排放量的因素很多：船型、速度、大小、船体设计、压舱物、技术以及使用的燃料类型等，我们认为三大影响因素：运力变动、油耗以及替代燃料对航运业二氧化碳排放趋势影响较大。图25：航运减排方式资料来源：公开资料中信期货研究所图26：航运减排方式资料来源：DNV中信期货研究所中信期货专题报告（燃料油）20/39图27：温室气体减排方式与对应成本资料来源：DNV中信期货研究所低碳燃料的减排效果明显优于其他减碳方式，但对技术的要求较高，需要船舶技术、燃料生产技术有较大的突破。图28：航运减排方式资料来源：DNV中信期货研究所中信期货专题报告（燃料油）21/39航运减碳潜力来看，使用替代低碳或零碳燃料（LNG、甲醇、生物燃料、氨、氢、电力等）减碳效果最佳，其次是碳捕捉，但以上方式都受到当前技术的限制，现阶段可以普及的方式例如降速、提高能效等。图29：航运减排方式资料来源：DNV中信期货研究所国际海事组织（IMO）于2018年4月通过了航运业温室气体减排初步战略以2008年碳排放为基准，提出到2030年将航运业碳排放强度降低40%，2050年碳排放强度降低70%（碳排放总量降低50%）的明确目标。船舶能效设计指数(EEXI)将于2023年1月1日正式实施，2008年航运业排放CO₂9.21亿吨，2018年预计排放8.7亿吨，假设吨英里排放不变，基于39%的航运需求增速，2050年的碳排放应该是12.1亿吨。根据减排目标，2050年航运碳排放应在4.1亿吨，DNV预计未来减排目标20%的贡献来自供应链物流提升带来的减排，18%来自技术、操作方面的能源效率提升，14%来自速度下降减排，22%来自碳中和燃料减排。航运业的能源和技术转型已经开始，现阶段12%的新船订单将选择可替代燃料，而2019年只有6%。除了摆渡船的电气化之外，替代燃料主要集中在LNG和生物燃料，未来4-8年氢气、氨燃料船只商用，现阶段甲醇燃料船技术已经成熟并出现首次商用。燃料电池技术仍远不及内燃机技术成熟。一系列的新技术正在涌现，包括燃料油电池、碳捕捉以及风动力。随着现有船舶能效设计指数(EEXI)将于2023年正式实施，为了减少二氧化碳排放，全球大部分船舶将降速航行，有效运力将减少3-5%。航运数据咨询公司Xeneta首席分析师PeterSand表示：“航运业减少碳排放的实际形式尚未最终确定，但从本质上讲，无论其最终形式如何，在其他条件相同的情况下，降低速度意味着降低排放。”船舶降速可能将提高运费，尽管对不同航运板块的影响各不相同。目前，集装箱运费接近历史高点，而油轮则在2021年表现疲软，2022年依中信期货专题报告（燃料油）22/39然具有很强的不明确。国际海事组织规定，在2023年至2026年期间，与作为基准年的2019年相比，碳强度需每年减少2%，与国际海事组织广泛讨论的到2050年温室气体比2008年减少50%，以及到2030年碳强度减少40%的目标相比，这需要一套更紧迫的规则来应对。一位航运消息人士表示，根据经验，将速度降低1节大约会使有效运力全面下降3-5%，尽管并非所有船舶都会减速，某些船舶已经满足了效率要求。“我们认为这些规定将直接导致2023年及以后全球船队航行速度降低，”华尔街投行Jefferies分析师在一份研究报告中说："我们估计，平均航速每减慢1节，就会减少3-4%的有效运力，不同航运板块的具体变化取决于平均速度和海上时间。”就VLCC而言，2015年后建造的船舶大多是现代化的生态船型，市场人士预计这些船舶将保持12-13节的通常速度，而老船可能会为了满足EEXI，被迫降速。在集装箱船板块，EEXI实施后，有效运力将大幅减少。去年5月，船舶租赁公司GlobalShipLease执行董事长GeorgeYouroukos指出，只有约15%的船舶满足新规要求，85%的集装箱船需降低航速以满足EEXI要求，有效运力将减少6%到10%。PeterSand表示：“如果集装箱船有效运力减少，市场将再现过去一年情形，延误和中断使有效运力远远低于数据。然而，由于过去十年集装箱船都处于慢速航行，集装箱船运力不断增加，碳排放法规能否影响集装箱船的航行速度还需观察。根据C-LNGSolutions的一项研究，对于20万载重吨的集装箱船，参照EEDI基准，其减量必须为50%，对于12万至20万载重吨，其减量为45%，对于8万至12万载重吨，其减量为40%，对于4万至8万载重吨，其减量必须为35%。“在我们看来，EEXI是直接的驱动力，因为它是一个可衡量的指标，”C-LNGSolutions的研究人员范洪军表示。MAN能源系统公司表示，主引擎的双燃料改造项目可以降低20-25%的EEXI。MAN的项目和PVU销售主管KlausRasmussen表示：在covid-19之前的石油和天然气价格下，LNG改造的回报期限是5年改造为LNG燃料最容易达到EEXI标准。于2021年6月将在MEPC76通过的《防污公约规范》附则六（MarpolAnnexVI）修正案草案，要求现有液化天然气运输船在现有基础上提高30%的效率，该要求将从2023年生效。集装箱船是此次的主要改造目标，可以通过转换为LNG燃料来满足。运力中信期货专题报告（燃料油）23/39图30：船舶分类资料来源：IMO中信期货研究所运力变动影响燃料消耗影响二氧化碳排放，而运力的变动与全球经济增速高度相关，随着全球经济增速放缓，海运需求逐步触顶回落概率提升，意味着燃油消耗（二氧化碳排放）或达到高位，但航运碳达峰距离降碳目标仍需要采取进一步的降碳措施。2018-2030年间，天然气需求呈现较高增速，集装箱和产品油需求增速也维持在高位；2030-2050年间，原油需求、干散货需求呈现负增长，天然气需求仍然维持较高增速，意味着未来天然气的需求将是驱动全球航运贸易的主要主要增量。图31：全球各船型海运需求（吨英里）增速贸易类型2010-20182018-20302030-2050原油2.3%1.5%-2.1%产品油2.4%2.9%0.0%天然气6.1%7.2%3.2%干散货4.3%1.7%-0.1%集装箱2.4%3.6%1.5%其他2.4%2.2%0.6%平均3.7%2.3%0.3%资料来源：UNCTAD中信期货研究所中信期货专题报告（燃料油）24/39图32：全球各大宗商品海运需求单位：吉吨海里/年资料来源：DNV中信期货研究所图33：航运贸易量单位：十亿吨英里资料来源：UNCTAD中信期货研究所中信期货专题报告（燃料油）25/39图34：1971-2017经济增速与燃料油消耗关系资料来源：IMO中信期货研究所2050年DNV预测全球海运需求，以吨英里为例，将较2018年增长39%，大部分的需求增长出现在2030年前，年均增长率2.3%，之后全球海运需求将增速维稳，天然气和集装箱贸易将超过平均增速，随着全球煤炭、原油需求触顶，其贸易也将触顶，较2018年分别下降2/3和1/3。DNV预计2018-2025年全球航运的能量使用将从10.6EJ提升至11.6EJ（10^18J）,2050年下降至9-9.5EJ，尽管考虑上39%的航运贸易增量，2050年总能量使用约为2.1亿吨油当量，其中23%集装箱、16%散货以及13%油轮。液化甲烷将在2050年占船用燃料比重40%-80%，甲烷的来源可能是化石燃料、生物燃料和其他可再生，碳中和燃料贡献将达到30%-40%。从2040年开始，LBG（LiquefiedBioGas）和复合甲烷（syntheticmethane、electrofuel）需求开始启动，因此2050年混合燃料70%是化石LNG，13%是碳中和甲烷、17%是其他碳中和燃料。高硫燃油和脱硫塔的需求依赖于高硫和低硫燃油、MGO、LNG之间的价差。DNV预计低价驱动下，脱硫塔高硫燃油需求将在2050年仍燃油10%的份额，主要是在深海领域。继2020IMO限硫令之后，2050GHG减排政策将改变整个航运行业，加速CO₂、NOX以及颗粒物的减排工作。LNG、LPG、甲醇、生物燃料以及氢气成为航运业最有潜力的替代燃料。中信期货专题报告（燃料油）26/39图35：全球海运贸易量单位：百万吨年份油轮干散货其他货总197014404487172605198018716081225370419901755988126540082000216311862635598420052422157931087109200626981676332877022007274718113478803620082742191135788231200926411998321878572010275222323423840820112785236436268775201228402564379191952013282827343951951320142825296440549842201529322930416110023201630583009422810295201731463151441910716201832013215460311019201931633218469011071202029183181454910648资料来源：UNCTAD中信期货研究所图36：全球船舶运力（载重吨）增速资料来源：UNCTAD中信期货研究所中信期货专题报告（燃料油）27/39图37：全球船舶数量和载重吨单位：艘，吨资料来源：IMO中信期货研究所2020年，全球商业船队增长3%，100吨以上的达到99800艘。2021年1月，船队产能达到21.3亿载重吨，2020年船舶交付下降12%，部分原因是因为封闭措施导致的劳动力短缺抑制了航运业活动，交付的船只集中在干散货、油轮和集装箱船。船东为应对船舶供应紧张采取了高价购买更多二手船。2020年回收率提升。2020年新订单下降16%，近年来持续下降，2021年船舶公司新订单增多，尤其是集装箱订单创20年以来新高，LNG船只订单也增多。2020年，全球商用船队100吨以上数量增长3%至99800艘，21.34亿吨载重吨，增速自2011创记录11%以来持续下降。图38：全球船队年龄趋势（载重吨占比）资料来源：UNCTAD中信期货研究所中信期货专题报告（燃料油）28/39图39：全球船队船龄资料来源：UNCTAD中信期货研究所全球船队船龄较高，老旧船只效率低排放高，2021年起，30%的船队船龄在5-9年，新船数量下降，10-14年船龄船只稳定增长。中信期货专题报告（燃料油）29/39图40：全球前25船东国籍（按价值）资料来源：UNCTAD中信期货研究所2021年，全球前三船舶归属国是希腊、中国和日本（载重吨和船队价值）。船舶价值取决于大小、类型、建造商、船龄、技术、燃油能效等。2021年船舶价格最高的是散货船占比27%，其次是集装箱船25%，油轮占比22%。船舶订单价值最高的是集装箱船占比30%，其次是油轮20%以及LNG船16%。中信期货专题报告（燃料油）30/39图41：全球船队船东国籍（按载重吨）资料来源：UNCTAD中信期货研究所中信期货专题报告（燃料油）31/39图42：全球船队船旗注册地资料来源：UNCTAD中信期货研究所2021年前三船舶注册地是巴拿马、利比里亚和马绍尔群岛（载重和船舶价值）。船旗国反映的是船舶注册地。船舶挂象征国籍的一面国旗才能在公海上航行，无国籍的船舶在公海上航行会被视为海盗船，各国飞机和军舰均可拦截。因为巴拿马手中握有巴拿马运河，国际商船要想经过巴拿马运河既节省时间，又节省成本，而巴拿马政府为了赚取外汇，同意登记在他们国家的船舶仅仅收取一部分税。很多商船为了节约成本就把商船登记在巴拿马，因此他们也就需要悬挂巴拿马的国旗了。巴拿马是一个对船只注册相对开放的一个国家，不仅准予外国船舶所有人拥有或经营的船舶在本国登记并悬挂本国国旗，还对国外航运所得给予免税或抵税政策，并可随意登记和取消船籍、更换船旗，此外船舶登记费或船舶吨位税较低，政府不能随便征用在本国登记的外国船舶，可以配备外国船员，没有控制外中信期货专题报告（燃料油）32/39国航运管理的立法或任何政策措施，多数船旗国也很少实施管理，但登记船舶可享受船旗国提供的便利条件等等优点都使得巴拿马成为了船只注册的热门选项。对于船东来讲，船舶登记时的费用大大低于在本国登记的费用，相关的税费较低，管理宽松使得成本进一步降低从而提高船舶竞争力。当然悬挂外国国旗也有很大的弊端，因为悬挂了外国国旗因此祖国的法律无法制约他们，很多船员因此饱受压迫，这些船舶即便是在海上出事，因为悬挂的不是祖国国旗，祖国的政府和军队也爱莫能助。除巴拿马之外，提供方便旗的国家还有直布罗陀、利比里亚、斯里兰卡等。图43：船舶新订单交付单位：千吨资料来源：UNCTAD中信期货研究所中国、韩国和日本已经成为全球船只新订单的主要生产国，中国的订单优势在于干散货船，韩国气船订单优势明显。图44：全球船舶订单增速（载重吨）资料来源：UNCTAD中信期货研究所中信期货专题报告（燃料油）33/39图45：全球船舶订单（分船型）单位：千吨资料来源：UNCTAD中信期货研究所图46：2020年船舶新建、注册和回收国家资料来源：UNCTAD中信期货研究所2020年船舶订单交付下降12%，2018-2019船舶订单交付集中在散货船、油轮和集装箱船，中国占比40%。2020-2021年，全球船舶订单下降16%，其中干散货降幅超过36%，摆渡船、乘用船下降32%，而液化气船增长10%。中长期来看，2011年以来船舶订单持续萎缩，2021年达到1.65亿吨，近十年最低水平。2021年以来，新订单开始增加，主要受疫情以来复苏以及严重的运力受限驱动。中信期货专题报告（燃料油）34/39图47：2020全球船舶回收单位：千吨资料来源：UNCTAD中信期货研究所2020新冠疫情期间，船舶回收增长44%，达到1740万载重吨，因为废旧金属较高的价格，船东相信经营老旧船只仍然有利可图。2020年船舶回收一半集中在散货船，反映出干散货运费低迷以及船龄偏大。2020年2/3的拆船发生在孟加拉和印度，除此之外还有巴基斯坦和土耳其，前四国家占比93%。船舶的回收考虑到几个因素：船龄、运费以及贸易模式，船东考虑到新的环保法规，例如IMO硫含量限制，IMO压载水管理条例以及IMO脱碳的法规，当老旧船舶改装资本开支超过投资回报时，船东倾向于回收。船东当前要决定在当前不确定的环境下何种类型船只来帮助扩张、更新船队，尤其要考虑跟脱碳、零排放环境法规的变化，因此航运业需要提高船舶能效：轻质材料、轻船体设计、推进改进、球鼻艏、空气润滑系统、先进的船舱涂层、压载水系统设计、引擎主动力和辅助动力系统改进、高能效标准。图48：集装箱船体型趋势单位：TEU图49：集装箱船数量趋势资料来源：IMO中信期货研究所资料来源：IMO中信期货研究所中信期货专题报告（燃料油）35/39随着集装箱船体型逐步提升船舶数量明显下降。图50：油轮体型趋势图51：油轮体型数量趋势资料来源：IMO中信期货研究所资料来源：IMO中信期货研究所对油轮来说，尽管大型船只占比不断提升但数量少，小型油轮数量众多。图52：干散货船体型趋势图53：干散货船数量趋势资料来源：IMO中信期货研究所资料来源：DNV中信期货研究所对干散货船来说，小型船只载重吨、数量占比不断下降，船舶大型化特点在干散货船只上面体现较明显。中信期货专题报告（燃料油）36/39图54：干散货船体型趋势单位：吨图55：干散货船数量趋势资料来源：IMO中信期货研究所资料来源：IMO中信期货研究所图56：全球船舶新技术应用比例资料来源：UNCTAD中信期货研究所智能发动机是由Ecology（环保），Conservation（节能）和Optimization（动力）三个词合成而得，昭示着基于动力、环保和燃油经济性的发动机研发理念完全依照最低燃油消耗的模式工作，2020年6月24日，全球首台6S35ME-B9.5EcoEGR主机在中国船舶所属中国船柴总装厂顺利通过出厂试验。该主机装配的EGR（废气再循环）系统，正常运行时主机可达到国际海事组织TierⅢ排放要求，运行EcoEGR时可达到TierⅡ排放要求，相比于标准EGR系统，EcoEGR在TierⅡ模式下能降低油耗5.5-6g/kWh。有很多提升航运能效或者碳排放强度的方法，主要涉及四方面的44项技术：节能技术、可再生能源使用、替代燃料以及降速。2025年起假设新造船只应用以上技术，2050年CO₂减排中期和长期的目标将能极有可能实现。2050年，64%的CO₂削减将由替代燃料贡献，边际减排成本曲线依赖于零碳燃料的价格。鉴于船只节能技术应用占比不高，预计短时间船舶需要依靠降速实现碳减排概率逐步提升。中信期货专题报告（燃料油）37/39图57：不同船型平均EEOI变动资料来源：IMO中信期货研究所图58：不同船型平均AER变动资料来源：IMO中信期货研究所以2008年为参考，碳排放强度削减最大的是干散货船，2018年EEOI和AER下降了38%和31%，油轮、集装箱EEOI下降了25%-26%。要达成2030年将航运业碳排放强度降低40%，2050年碳排放强度降低70%的目标，航运业需要在未来付出更多努力。中信期货专题报告（燃料油）38/39参考文献：[1]苏玉马.一种船舶经济航速实测方法夏明华[EB/OL].世界海运，2020-05-07[2]DNV.Maritimeforecastto2050energytransitionoutlook[EB/OL]，2022[3]IMO.FourthIMOGHGStudy2020[EB/OL]，2021[4]UNCTAD.ReviewofMaritimeTransport2021[EB/OL]，2022[5]IMO.ReductionofGHGemissionsfromshipsThirdIMOGHGStudy2014-FinalReport[EB/OL]，2014-07-25[6]DNV.Pathwaytonetzeroemissionsenergytransitionoutlook[EB/OL]，2021[7]龙de船人.全球首台6S35ME-B9.5EcoEGR主机在中国船柴顺利交验[EB/OL]，2020-6-26[8]火器营.为何很多中国船只要悬挂巴拿马国旗？方便旗也并不方便！[EB/OL]，2016中信期货专题报告（燃料油）39/39免责声明除非另有说明，中信期货有限公司拥有本报告的版权和/或其他相关知识产权。未经中信期货有限公司事先书面许可，任何单位或个人不得以任何方式复制、转载、引用、刊登、发表、发行、修改、翻译此报告的全部或部分材料、内容。除非另有说明，本报告中使用的所有商标、服务标记及标记均为中信期货有限公司所有或经合法授权被许可使用的商标、服务标记及标记。未经中信期货有限公司或商标所有权人的书面许可，任何单位或个人不得使用该商标、服务标记及标记。如果在任何国家或地区管辖范围内，本报告内容或其适用与任何政府机构、监管机构、自律组织或者清算机构的法律、规则或规定内容相抵触，或者中信期货有限公司未被授权在当地提供这种信息或服务，那么本报告的内容并不意图提供给这些地区的个人或组织，任何个人或组织也不得在当地查看或使用本报告。本报告所载的内容并非适用于所有国家或地区或者适用于所有人。此报告所载的全部内容仅作参考之用。此报告的内容不构成对任何人的投资建议，且中信期货有限公司不会因接收人收到此报告而视其为客户。尽管本报告中所包含的信息是我们于发布之时从我们认为可靠的渠道获得，但中信期货有限公司对于本报告所载的信息、观点以及数据的准确性、可靠性、时效性以及完整性不作任何明确或隐含的保证。因此任何人不得对本报告所载的信息、观点以及数据的准确性、可靠性、时效性及完整性产生任何依赖，且中信期货有限公司不对因使用此报告及所载材料而造成的损失承担任何责任。本报告不应取代个人的独立判断。本报告仅反映编写人的不同设想、见解及分析方法。本报告所载的观点并不代表中信期货有限公司或任何其附属或联营公司的立场。此报告中所指的投资及服务可能不适合阁下。我们建议阁下如有任何疑问应咨询独立投资顾问。此报告不构成任何投资、法律、会计或税务建议，且不担保任何投资及策略适合阁下。此报告并不构成中信期货有限公司给予阁下的任何私人咨询建议。中信期货有限公司深圳总部地址：深圳市福田区中心三路8号卓越时代广场（二期）北座13层1301-1305、14层邮编：518048电话：400-990-8826