綠色能源轉型如何重塑了港口

上圖是從國際太空站拍攝的勒阿弗爾(Le Havre)。在勒阿弗爾市的 Quai Hermann du Pasquier 附近,一座離岸風場即將完工,並於 2022 年啟用,該離岸風場被譽為「法國最大規模的工業再生能源專案」

在實踐能源轉型時,海事政策是拉鋸的關鍵戰場之一。但是在許多港口,人們已經意識到它們在生態和經濟方面的脆弱性,因此各方已積極致力於布局永續發展策略。
根據最新的研究,海平面到了2100年將大幅上升(平均從 1.1 公尺上升到 2 公尺),使世界上大約 14% 的主要海港都面臨沿海水災與侵蝕的風險。法國的港口,包括了 66 座主要業務為海上貿易的海港,也都無法倖免於此威脅,因而必須重新調整其基礎設施。
海上運輸約佔全球商品貿易量的 80%,航運業則佔有全球二氧化碳排放量的 3%,而在過去 20 年中,航運業的二氧化碳排放量更是比原本增加了 32%。若人們毫無所作為,2050 年時航運業的碳排放量恐將攀升至全球的 17%。
我們必須進入「未來港口」的時代。港口統御著全球化的經濟活動,是真正的「能源樞紐」,集各種運輸(海路、陸路、水路和航空)之大成。現在港口的經營目標,是減少房地產,對環境更加友善,並且以更好的方式融入城市,特別是透過「都會區港埠」的概念進行改變。

一、 免用石油
我們至少需在2030 年至 2050 年間注入 1 兆美元的投資,才可能在 2050 年前將航運的碳足跡減少 50%。截至去年為止,石油衍生燃料佔了運輸能源消耗的 95%。預測同時指出,此二十年間的海上交通量將增加 35% 至 40%。
在新的環境政策標準下,海運產業對於碳氫化合物的高度依賴,也使其經濟上的脆弱性嶄露無遺。
自 2009 年以來,法國的液體散貨運輸量,除了 2017 年略升(2.1%),每年都在持續下降(自 2016 年以來平均下降 3%)。而燃料運輸(占主要海港運輸重量的 50%)更是自 2008 年以來減少了 25%。
鑑於石油日漸匱乏,且對環境影響甚鉅,石油的黃金時代將無法持久。隨著碳氫化合物和煤炭的消耗量下降,我們也將目睹燃料運輸量穩定地減少。
法國政府制定的國家低碳策略(「Stratégie nationale bas carbone」或 SNBC)目標是在 2030 年時,將工業性碳排放量減少 35%,到了 2050 年則須減少 81%。這將意味著海運幾乎必須完全脫碳化,為該產業帶來真正的技術挑戰。
為了實現這些目標,各處港口正在透過重新設計其物流營運(流程管理)與生產方式(價值創造)以實現碳中和,作為達成產業轉型的策略。他們仰賴新的環境友善技術,以建立永續環境和經濟的雙重紅利。
有三個錦囊妙計能幫助人們朝這些目標邁進:能源效率改良、再生能源生產與工業生態學。

二、 打造未來的船舶
實現零排放聯盟(Getting to Zero coalition)在 2021 的一項研究發現,到了2030 年,國際航運業使用燃料中的零碳燃料必須至少佔有 5%,才有機會遵守《巴黎協定》。據專攻液化天然氣 (LNG) 運輸與儲存的GTT公司說法,約有 100,000 艘商船將受到此能源轉型的影響。
為此,一項雄心勃勃的環境認證計劃:歐洲綠色海事(Green Marine Europe),於2020 年啟動,以構築未來的歐洲海運業。
為了使整體產業變得更環保,碳足跡較小的新式燃料成為必需品,例如液化天然氣、氨和乙醇,更環保的替代推進系統也必須被加速採納。

2020 年,上圖波爾多的港口配備了一艘LNG動力的挖泥船,其注水疏浚機制使該挖泥船的耗能更低,且更加環保。

以中期來看,氫燃料(最初被視為「灰色」,現在越來越接近「綠色」)是另一種可行替代方案的代表,適用於頻繁輪換的船隊。儘管該專案尚處於早期階段(目前只進行到 60-80 個座位的小型船舶),但更具雄心的計劃也已經啟動,例如正在為安特衛普港建造的氫動力拖船Hydrotug。
蒸汽動力引擎的問世,終結了 1800 年代末期大型風力快速帆船的使用。但是利用風力的技術可能會捲土重來,因為船舶可利用風帆和風箏來減少燃料用量。

三、 前景大有可為的解決方案:離岸風機
無論是透過電氣化碼頭,將港口海堤變成能源生產設施,還是開發能運用太陽能、生物能源或海洋動力的電動渡輪,發展電力設施與技術,對於能源轉型而言亦非常重要。
隨著能源轉型的進展,我們將看到更多港口的進步:從大量消耗單一能源,轉變為能同時運用多種能源,甚至自己成為電力生產者。
關於最後一點,離岸風機將在接下來幾年為法國海岸帶來深遠改變。第一批離岸風場站點與港口鄰近(法國第一個擁有80具風機的離岸風力發電場將於 2022 年在聖納澤爾啟動),中期目標是到了 2028 年,讓法國的離岸風電發電量達到 5.2 至 6.5 吉瓦。
當港區正在尋求產業多元化、最佳化房地產收入增進當地的專業知識人才(目的是建置與維護風場營運),離岸風力發電產業為港區注入了新活力。
在勒阿弗爾市的 Quai Hermann du Pasquier 附近,一座離岸風場即將完工,並在 2022 年啟用,該計畫被譽為「法國最大規模的工業再生能源專案」,亦象徵著港口的工業與能源轉型。再者,該地區每日燃煤量220公噸的火力發電廠在服役了53年後,於2021年3月31日關閉。
此外值得注意的是,離岸風場使港口有機會藉由電解海水來生產氫氣。

四、 拉近城市與港口的距離
能源轉型的需求,迫使政府重新考慮城市與港口之間的連結。建構於完全以石油為基礎的經濟開發案,以及廿世紀下半葉海運貨櫃運輸的全球化榮景,導致許多港口在各個層面都與城市脫節。由於空間不足,港口被移除至城市範圍之外,並同時在郊區建立起巨大的工業港口區。
現在,這種分離現象所受到的質疑,或許標誌著港口回歸城市的開始,並將使港口開放為城市其他區域運用的空間。
對於港口城市而言,船舶與居民、工業、企業和旅遊業共存,而如此造成的污染已促使市民付諸行動。地方環保主義為了促進循環經濟和永續產業生態的發展,因此推動港口對城市開放的議題。
許多港口啟動的能源轉型專案,目標便是要改變城港關係。在與當地參與者進行緊密合作之後,港區已被證明是實驗新做法的絕佳環境。
例如在拉羅謝爾(La Rochelle),環境與能源的問題提供了契機,使人們為了都會區的未來而展開共享、協作與討論。拉羅謝爾零碳排版圖專案之目的,係使整個都會區與鄰近地區,到了 2040 年能實現碳中和,而能源轉型正在透過城市與其港口之間的協同規劃展開。該港口致力於實踐新作法,減縮對於能源與環境的影響衝擊,同時又為當地經濟帶來更多利益。
2018 年,拉羅謝爾港潛艇基地的屋頂被安裝了 7,580 塊太陽能電池板。
在勒阿弗爾,如同在波爾多(Bordeaux)和其他地方,這種城港的相互聯結,因為能源相關挑戰與數位化轉型機會的結合,正在不停強化中。
假以時日,此現象將催生出「智慧港口城市」(由「智慧城市」與「未來港口」相連合體),打造出「以創新來融合都會區與工業港區的新模式」。

五、 讓港口成為現代化能源的基地
雖然環境變遷的挑戰巨大而複雜,但能源轉型給了我們機會,將港口重新定義為實驗區域來測試新作法和技術。舉個最佳案例:鹿特丹港在 2016 年至 2020 年間減少了 27% 的二氧化碳排放量。
不論是蒸汽、螺旋槳或金屬船體的時代,港口一直都是工業變革最前沿的展演場。歷史上的港口往往都會採用當代最先進的能源技術,正如卡米耶.畢沙羅(Camille Pissarro)的畫作「勒阿弗爾港」(The Posrt of Le Harve)所呈現的一樣。

現在,港口也正沿續過去追求時代尖端的精神,逐漸轉變為通往永續和更富彈性經濟的門戶。

資料來源:The Maritime Executive,2021/6/20