全球航運(yùn)業(yè)正面臨一場前所未有的環(huán)保大考。國際海事組織（IMO）數(shù)據(jù)顯示，2022年船舶碳排放占全球總量的3%，若將航運(yùn)業(yè)視為一個(gè)國家，其碳排放量將位居全球第六。隨著歐盟碳關(guān)稅（EU ETS）和《燃料歐盟海事條例》（FuelEU Maritime）等政策落地，船舶燃料“去化石化”進(jìn)程加速。在這場變革中，一種名為二甲醚（DME）的化合物，正從實(shí)驗(yàn)室走向港口，成為替代傳統(tǒng)柴油的熱門候選。

航運(yùn)減排困局：綠色燃料的“三重挑戰(zhàn)”

當(dāng)前，99%的船舶依賴內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，而甲醇、氨等新興燃料的推廣面臨多重瓶頸。以甲醇為例，盡管其可通過可再生能源制取，但船舶發(fā)動(dòng)機(jī)需依賴柴油輔助點(diǎn)火，無法實(shí)現(xiàn)全程零碳；氨燃料雖具零碳潛力，卻存在毒性高、燃燒穩(wěn)定性差、氮氧化物排放超標(biāo)等問題。更棘手的是，這兩種燃料均需改造船舶動(dòng)力系統(tǒng)，增加雙燃料供應(yīng)裝置，推高運(yùn)營成本。

“航運(yùn)業(yè)需要一種既能匹配現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)，又能真正實(shí)現(xiàn)凈零排放的燃料?！鄙虾＝煌ù髮W(xué)黃震院士團(tuán)隊(duì)在最新研究中指出，二甲醚的特性恰好填補(bǔ)了這一空白。這種由可再生電力、生物質(zhì)或捕集二氧化碳合成的醚類化合物，不僅無毒環(huán)保，還能直接用于傳統(tǒng)壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)，無需復(fù)雜改造。

二甲醚的“三重優(yōu)勢”：安全、兼容、經(jīng)濟(jì)

環(huán)保性能突出：DME分子中含氧量高，燃燒時(shí)幾乎不產(chǎn)生煙塵，氮氧化物排放比柴油低40%-60%。實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)顯示，使用DME的發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒物排放趨近于零，且全生命周期碳足跡可降至凈零。相比之下，甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)因依賴柴油點(diǎn)火，實(shí)際碳排放難以歸零；氨燃料燃燒產(chǎn)生的未反應(yīng)氨和氧化亞氮（N?O），其溫室效應(yīng)是二氧化碳的298倍。

與現(xiàn)有設(shè)施無縫對接：DME的十六烷值（55-60）與柴油（40-55）接近，可直接用于傳統(tǒng)船用發(fā)動(dòng)機(jī)，省去雙燃料系統(tǒng)的改造成本。而甲醇和氨因辛烷值高，需配備火花點(diǎn)火或復(fù)雜噴射系統(tǒng)，導(dǎo)致船舶建造成本增加30%以上。全球主要港口如鹿特丹、上海已開始建設(shè)DME加注設(shè)施，其儲(chǔ)存條件與液化石油氣（LPG）類似，可利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施快速鋪開。

成本曲線持續(xù)下探：生產(chǎn)1噸綠色DME約需4.5兆瓦時(shí)可再生能源電力，隨著光伏和風(fēng)電成本下降，其價(jià)格已逼近傳統(tǒng)柴油。歐盟碳關(guān)稅政策進(jìn)一步縮小“綠色溢價(jià)”——若計(jì)入碳配額成本，2030年DME有望比柴油便宜15%。馬士基等航運(yùn)巨頭測算，使用DME的船舶在全生命周期內(nèi)的運(yùn)營成本可比氨動(dòng)力船低20%。

從公交車到遠(yuǎn)洋貨輪：中國方案的“落地實(shí)驗(yàn)”

中國在DME應(yīng)用領(lǐng)域已先行一步。2003年，上海交通大學(xué)聯(lián)合上汽集團(tuán)研制出全球首輛DME動(dòng)力公交車；2010年，上海147路公交線實(shí)現(xiàn)DME車隊(duì)商業(yè)化運(yùn)營（見圖）。這些車輛累計(jì)運(yùn)行超百萬公里，驗(yàn)證了DME在極端溫度、高濕度環(huán)境下的可靠性。

海運(yùn)場景中，DME的液態(tài)存儲(chǔ)特性（-24.8℃沸點(diǎn)）顯著優(yōu)于氨（-33.5℃），無需超低溫儲(chǔ)罐即可運(yùn)輸。2024年，國內(nèi)某船廠設(shè)計(jì)的5000標(biāo)箱DME動(dòng)力集裝箱船完成試航，其單燃料發(fā)動(dòng)機(jī)在滿載工況下效率提升12%，且無需攜帶柴油作為引燃劑。“這相當(dāng)于為每艘船騰出3%的載貨空間?！表?xiàng)目負(fù)責(zé)人表示。

全球競賽：誰將主導(dǎo)綠色燃料新秩序？

當(dāng)前，綠色甲醇和氨燃料已吸引大量投資，但DME的產(chǎn)業(yè)化正在加速。歐盟計(jì)劃在2030年前建成5個(gè)大型DME生產(chǎn)樞紐；中國依托西部風(fēng)光電資源，在寧夏、內(nèi)蒙古布局百萬噸級“電制DME”項(xiàng)目，通過捕集煤化工碳排放實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)。

行業(yè)機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2035年，DME將占據(jù)船用綠色燃料市場的35%，成為短途航運(yùn)和近海船舶的主流選擇。正如IMO報(bào)告所述：“航運(yùn)脫碳沒有單一答案，但DME提供了一條兼顧現(xiàn)實(shí)與理想的路徑?！碑?dāng)貨輪的黑煙被清潔燃燒的藍(lán)焰取代，這場靜默的能源革命，正在重塑海洋與天空的顏色。