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背景
航运业占世界温室气体排放总量的近3%，产生的人造二氧化碳相当于美国所有燃煤发电厂的总和。尽管如此，它在整个运输部门中的产量相对较小，占全球温室气体年排放量的37%。
然而，随着国际贸易持续增长，并严重依赖远洋船只运输货物-目前远洋船只运载了80%以上的货物-一些科学家警告说，到2050年，海运可能会产生17%的温室气体。
这就是为什么在多年的脱碳努力乏善可陈之后，该行业的监管机构开始参与进来。2018年，总部位于伦敦的联合国机构国际海事组织（IMO）采纳了一项战略，到2050年将温室气体排放量比2008年减少50%。该组织由175个成员国组成，其中许多成员国的代表与抵制减排的企业直接相关。
批评人士认为，这一目标太小，太晚了，坚持国际海事组织将其目标重新设定为到本世纪中叶实现100%的脱碳，或者更早。
“在制定气候措施和制定战略方面，国际海事组织已经相当晚了，”海洋风险航运政策官员、清洁航运联盟（Clean shipping Coalition）董事会成员露西·吉利亚姆（Lucy Gilliam）说，这两个组织都是环保非政府组织。她列举了《巴黎气候协定》没有包括国际航运的事实。此外，最近的一项研究发现，94家最大的航运公司中只有33家明确表示了到2050年实现净零排放的政策和/或承诺实现国际海事组织的目标。
最简单的绿色运输解决方案
尽管如此，私营部门正在采取一些举措来减轻其气候影响。最简单的解决方案是船只简单地减速，从而使用更少的碳排放燃料。造船厂也在试验涂有气泡以减少阻力的船体，以及更光滑的船首、更高效的发动机、螺旋桨和推进器以及人工智能辅助导航系统。
与此同时，该行业开始建立绿色走廊，或支持零排放解决方案和政策的特定航运路线和港口。金融界也加入了脱碳运动，29家机构签署了《波塞冬原则》，这是一项在向航运公司贷款时考虑减少温室气体排放的协议。签署国代表了超过1850亿美元的国际航运贷款，几乎占全球船舶融资组合的一半。
但是，由于全球供应链旨在实现快速交付，人们在开发低排放或零排放燃料-包括绿色甲醇、氢气、液态天然气（LNG）和氨气-上下了重大突破性赌注，以减少或取代为大多数船舶大型柴油机提供燃料的糖蜜浓、有毒的船用燃料。
这些努力包括电力推进、几种风力发电技术和核能，自20世纪50年代中期以来，核能一直驱动着军舰，并因其产生零排放而受到关注，尽管安全和安保问题是主要障碍。
以下是海运业在低碳和无碳突破上的方法概述。
绿色甲醇
丹麦的A.P.Moller-Maersk运输着世界上17%的集装箱，从韩国现代重工业公司订购了13艘使用绿色甲醇的船舶。马士基北美环境与可持续发展部负责人李·金伯格（Lee Kindberg）表示，第一艘小型船舶将于明年下水，在波罗的海和北欧运营，其容量将达到2000个集装箱（最大的此类船舶可运输24000个集装箱）。
“从2024年开始，我们将每季度发射两艘16000标准箱的船只，它们将在跨太平洋航线上运行，”她说，使用20英尺当量单位（20英尺长集装箱的标准计量单位）的物流首字母缩写。“我们目前的承诺是到2040年实现净零碳航运。”
马士基
今天生产的大部分甲醇来自化石燃料，但马士基、CMA CGM和其他领先的航运公司正在测试两种不同的绿色、碳中性版本。一种是从农业和森林残留物以及农业和家禽废物中提取的固体和液体生物质。另一种是e-甲醇，通过使用可再生电力将二氧化碳与水产生的氢气结合而制成。这两种液体都可以在环境温度下安全地储存在非加压罐中。尽管绿色甲醇比船用燃料更昂贵，而且供应有限，但它可以与双燃料发动机中的船用燃料混合，以有效降低碳排放。
液态氢
液态氢是另一种燃料选择，经常被吹捧，因为它燃烧时几乎不产生碳排放。然而，约95%的氢气是通过重整天然气或其他化石燃料产生的。然而，它可以通过利用太阳能、风能、核能和水力发电来分解水来实现可再生。绿色氢可用于船舶的内燃机或产生无排放电力的燃料电池。由于《减少通货膨胀法》中包含的生产税抵免，它可能成为更便宜、更具吸引力的替代品。
总部位于华盛顿特区的国际清洁运输理事会（International Council on Clean Transportation）于2020年进行了一项研究，探讨了使用可再生氢燃料电池为集装箱船提供动力的可能性，这些集装箱船服务于中国与洛杉矶附近圣佩德罗湾（San Pedro Bay）之间繁忙的走廊。该非营利组织的高级海洋研究员毛晓丽（Xiaoli Mao）表示：“在不对船只进行任何其他改动的情况下，2015年约43%的航行都可以使用该技术。”。“只要对船舶设计稍作调整或再增加一个加油站，99%的目标就可以实现。”
液化天然气作为替代燃料来源
根据伦敦航运分析公司克拉克森研究公司（Clarksons Research）的数据，液化天然气是目前商业船舶（包括一些大型集装箱船）使用的替代燃料的首选。虽然目前约55000艘船舶中只有不到5%可以使用低排放燃料，但38%的新船将有此选择，高于一年前的28%和五年前的12%。LNG将为近三分之一（741艘）的新船提供动力，24艘将使用甲醇，6艘使用氢气。
液化天然气对航运的影响在于，它仍然是一种排放甲烷的化石燃料，需要大量的资本投资来改造现有的发动机和燃料箱。此外，它将使碳基燃料的使用寿命至少再延长20年，这是大型船舶的典型寿命。
绿色氨
氨也引起了人们的注意。它供应充足，可用于双燃料发动机和燃料电池。与氢一样，大多数氨来自化石燃料，其生产会释放大量二氧化碳，尽管通过将绿色氢与空气中的氮结合起来，可以使其对环境友好。安全是最大的问题，因为氨对人类和海洋生物具有危险的毒性，这可能会阻止港口储存氨。
去年12月，新加坡胜科海事的子公司LMG Marin同意为挪威格里格海事集团的一个单位设计一艘被称为第一艘绿色氨燃料油轮。计划于2024年发射的MS绿色氨将适当地运输绿色氨。
在更大的规模上，6月，三菱重工的一部分三菱造船公司宣布完成一艘超大型气体运输船（VLGC）的概念设计，该船最初由液化石油气（LPG）提供动力，但适用于未来使用氨作为主要燃料。这家总部位于东京的造船厂此前建造了80多艘超大型油轮，新的设计将允许对这些船舶进行改装，以使用氨。
电动机器人船
三菱的设计人员也在开发一艘名为“Roboship”的电动船舶，该船将由本田重工建造，并于明年下水。这艘重达550吨的船将用混合电力系统取代传统的柴油发动机，包括蓄电池、螺旋桨、电机、配电盘和发电机。用于控制电力推进设备的数字平台由e5实验室开发，e5实验室是东京一家促进电力推进和船舶数字化的初创公司。
e5正与另一家日本造船厂朝日油轮合作，建造一对全电动零排放油轮，由大容量锂离子电池供电。自动设备和数字工具将减轻燃料船船员的工作量。第一种型号于4月在东京湾向船只运送船用燃料，第二种计划于明年开始运行。
与电动汽车一样，航程和电池充电是电子船的问题，因此它们被设计用于短途、本地航行。日本、瑞典和丹麦的港口和港口出现了电动渡轮、领航船和游轮。
Yara Birkeland被称为第一艘全电动和自动集装箱船，去年春天开始在挪威运输少量肥料。在最初的两年中，该船将全员运行，同时逐步过渡到完全自主，包括无人导航、装载、卸载和系泊。为能够穿越更长区域航线的更大TEU容量集装箱船通电，将需要更低成本的电池储存和扩大岸上充电基础设施。
风力货船的回归
航运业风力发电公司Anemoia使用的Flettner转子系统由德国工程师Anton Flettner在20世纪20年代发明。它的特点是安装在船甲板上的烟囱状气缸，可以随风快速旋转，产生推力。
