CCUS技術(shù)是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)低碳、零碳以及負(fù)碳的重要技術(shù)路線。未來若在航運(yùn)領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用，將可與低碳、零碳綠色動(dòng)力技術(shù)一起成為航運(yùn)業(yè)加快脫碳的重要方式。
▲七一一所研發(fā)的船舶碳捕集裝置模型圖
近日，山東海洋集團(tuán)有限公司旗下山東海運(yùn)股份有限公司與新韓通船舶重工有限公司正式簽訂12艘散貨船合同，其中將至少在一艘船上安裝由中國船舶集團(tuán)旗下第七一一研究所（以下簡稱“七一一所”）自主研發(fā)的二氧化碳捕集、利用與封存(CCUS)裝置。這將是國內(nèi)首次將CCUS技術(shù)應(yīng)用到造船領(lǐng)域。
中國船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)信息工作部副主任曹博認(rèn)為，CCUS技術(shù)是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)低碳、零碳以及負(fù)碳的重要技術(shù)路線。未來若在航運(yùn)領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用，將可與低碳、零碳綠色動(dòng)力技術(shù)一起成為航運(yùn)業(yè)加快脫碳的重要方式。
老船改造更需要
為實(shí)現(xiàn)國際航運(yùn)溫室氣體減排戰(zhàn)略目標(biāo)，2021年，國際海事組織對國際航行船舶提出技術(shù)能效指數(shù)限值要求和營運(yùn)船舶碳強(qiáng)度評級要求，并已于今年1月1日開始實(shí)施。在此要求下，全球新造船和現(xiàn)有船隊(duì)均在做調(diào)整。
“許多新造船和現(xiàn)有船舶正在通過動(dòng)力轉(zhuǎn)換、線型優(yōu)化、空氣減阻等節(jié)能技術(shù)和輔助動(dòng)力減碳?！辈懿┍硎?，“2022年，世界新船訂單中近40%的船舶使用了綠色動(dòng)力?！?/p>
不過，綠色動(dòng)力船舶發(fā)展依賴上游能源產(chǎn)業(yè)綠色甲醇、綠氨等燃料的供應(yīng)能力，加之儲(chǔ)運(yùn)等基礎(chǔ)設(shè)施和政策法規(guī)體系還需完善，現(xiàn)階段大規(guī)模替代仍存掣肘。
“未來碳減排要求趨嚴(yán)，多種減排手段共同參與是大趨勢。”曹博認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)更高層次的碳減排，既要把好動(dòng)力燃料“入口”，也要把好碳排放“出口”。
科技部中國21世紀(jì)議程管理中心社會(huì)事業(yè)處處長張賢表示：“船舶加裝CCUS裝置后，最大減碳率可達(dá)80%以上，并可根據(jù)需求調(diào)整減排能力，為短期內(nèi)航運(yùn)減排提供靈活可行的技術(shù)解決方案。”
與此同時(shí)，老船加裝CCUS裝置對船體造型的改變相對較小，與綠色動(dòng)力、船體設(shè)計(jì)改造相比具有一定優(yōu)勢。據(jù)七一一所環(huán)保裝備事業(yè)部相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹：“船舶安裝CCUS設(shè)備主要是在船舶排氣側(cè)進(jìn)行相關(guān)技術(shù)改造，捕集船舶煙氣中的二氧化碳并儲(chǔ)存。這種改造可以與現(xiàn)有船舶結(jié)構(gòu)兼容，不需大規(guī)模改變船體造型，可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)有營運(yùn)中的傳統(tǒng)動(dòng)力船舶?！?/p>
需適合船上應(yīng)用環(huán)境
上述相關(guān)負(fù)責(zé)人還透露：“船舶的CCUS技術(shù)需要考慮裝置體積和重量。相對于陸地CCUS項(xiàng)目，船舶的空間和承重都十分有限，因此，裝置設(shè)計(jì)必須更加緊湊和精細(xì)，還要確保不影響船舶的性能和穩(wěn)定性?！?/p>
此外，CCUS裝置普遍存在難適應(yīng)低濃度二氧化碳排氣工況問題，能耗也高。張賢表示：“航運(yùn)碳排屬于低濃度二氧化碳，如何在航行過程中穩(wěn)定捕集二氧化碳是船舶CCUS技術(shù)需突破的難點(diǎn)。同時(shí)，船舶本身就具有高能耗特點(diǎn)，怎樣減少加裝CCUS裝置后的額外能源消耗，還需關(guān)注?！?/p>
值得一提的是，此次七一一所研發(fā)的船舶CCUS裝置先后突破了船用煙氣低濃度二氧化碳高效復(fù)合吸收劑設(shè)計(jì)、低能耗二氧化碳解吸分離、低溫二氧化碳透平連動(dòng)式液化和高密度存儲(chǔ)等關(guān)鍵技術(shù)，在提高二氧化碳捕集率的同時(shí)，降低與縮小了系統(tǒng)能耗和體積，滿足實(shí)船應(yīng)用要求。
“本次應(yīng)用的新技術(shù)新裝備覆蓋了二氧化碳捕集、分離、提純、液化全工藝流程，在國際新造船試點(diǎn)工程中也屬首例，所形成的示范效應(yīng)有助于推動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，加速實(shí)現(xiàn)該技術(shù)裝備產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用推廣，為未來大規(guī)模組建‘綠色船隊(duì)’提供技術(shù)和裝備支撐。同時(shí)，本次應(yīng)用的新技術(shù)新裝備也是整個(gè)海洋CCUS循環(huán)鏈的重要一環(huán)，此次成功試點(diǎn)不僅能夠補(bǔ)全海洋CCUS產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈條，還能進(jìn)一步輻射并帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動(dòng)海洋CCUS循環(huán)鏈建設(shè)進(jìn)程?！鄙鲜鱿嚓P(guān)負(fù)責(zé)人表示。
還需多方發(fā)力
事實(shí)上，CCUS船用領(lǐng)域的應(yīng)用在世界范圍內(nèi)仍處起步階段。據(jù)曹博表示，船用CCUS技術(shù)能否大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，重點(diǎn)還在經(jīng)濟(jì)性?！斑@取決于多個(gè)方面。比如，未來國際碳稅價(jià)格水平、航運(yùn)排放激勵(lì)機(jī)制、單船應(yīng)用效費(fèi)比、技術(shù)成熟度及運(yùn)營模式等。上述每一個(gè)因素的變化都需要政策、市場、技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)等多方面共同迭代與推動(dòng)?！?/p>
上述相關(guān)負(fù)責(zé)人認(rèn)為，要各方共同努力，通過多種手段尋找解決方案，不斷推動(dòng)技術(shù)革新和市場化機(jī)制發(fā)展，實(shí)現(xiàn)CCUS技術(shù)可持續(xù)應(yīng)用與普及?！袄纾赏ㄟ^碳排放交易市場和碳稅等市場化機(jī)制，促進(jìn)CCUS技術(shù)發(fā)展，降低成本?！?/p>
張賢表示：“接下來還要繼續(xù)研發(fā)適合船舶工藝的捕集技術(shù)，并進(jìn)行大規(guī)模示范；建立船舶二氧化碳分離、提純和液化全流程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為該工藝技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用提供可行基礎(chǔ)?！?/p>
此外，船舶CCUS全產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)配套岸基設(shè)備不足，特別是捕集后二氧化碳的消納配套設(shè)施仍存在極大缺口。張賢建議繼續(xù)統(tǒng)籌考慮CCUS產(chǎn)業(yè)鏈情況，打通海洋CCUS產(chǎn)業(yè)鏈鏈條，同時(shí)探索與海底碳封存相結(jié)合的實(shí)施路徑。
自然資源部海洋一所海岸帶科學(xué)與海洋戰(zhàn)略中心主任劉大海認(rèn)為，或可利用海洋固碳儲(chǔ)碳潛力，為船舶CCUS技術(shù)提供碳封存空間?！跋鄬τ陉懙貋碚f，海底碳封存成本更低、碳儲(chǔ)存空間更大，為船舶碳減排提供了一種可能的解決方案，也對全球航運(yùn)界綠色低碳轉(zhuǎn)型具有重要探索意義?！?/p>
