CCUS技術是當前實現(xiàn)低碳、零碳以及負碳的重要技術路線。未來若在航運領域大規(guī)模應用，將可與低碳、零碳綠色動力技術一起成為航運業(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，山東海洋集團有限公司旗下山東海運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。這將是國內首次將CCUS技術應用到造船領域。
中國船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計信息工作部副主任曹博認為，CCUS技術是當前實現(xiàn)低碳、零碳以及負碳的重要技術路線。未來若在航運領域大規(guī)模應用，將可與低碳、零碳綠色動力技術一起成為航運業(yè)加快脫碳的重要方式。
老船改造更需要
為實現(xiàn)國際航運溫室氣體減排戰(zhàn)略目標，2021年，國際海事組織對國際航行船舶提出技術能效指數(shù)限值要求和營運船舶碳強度評級要求，并已于今年1月1日開始實施。在此要求下，全球新造船和現(xiàn)有船隊均在做調整。
“許多新造船和現(xiàn)有船舶正在通過動力轉換、線型優(yōu)化、空氣減阻等節(jié)能技術和輔助動力減碳。”曹博表示，“2022年，世界新船訂單中近40%的船舶使用了綠色動力?！?/p>
不過，綠色動力船舶發(fā)展依賴上游能源產業(yè)綠色甲醇、綠氨等燃料的供應能力，加之儲運等基礎設施和政策法規(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，多種減排手段共同參與是大趨勢。”曹博認為，要實現(xiàn)更高層次的碳減排，既要把好動力燃料“入口”，也要把好碳排放“出口”。
科技部中國21世紀議程管理中心社會事業(yè)處處長張賢表示：“船舶加裝CCUS裝置后，最大減碳率可達80%以上，并可根據(jù)需求調整減排能力，為短期內航運減排提供靈活可行的技術解決方案?！?/p>
與此同時，老船加裝CCUS裝置對船體造型的改變相對較小，與綠色動力、船體設計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)部相關負責人介紹：“船舶安裝CCUS設備主要是在船舶排氣側進行相關技術改造，捕集船舶煙氣中的二氧化碳并儲存。這種改造可以與現(xiàn)有船舶結構兼容，不需大規(guī)模改變船體造型，可廣泛應用于現(xiàn)有營運中的傳統(tǒng)動力船舶?！?/p>
需適合船上應用環(huán)境
上述相關負責人還透露：“船舶的CCUS技術需要考慮裝置體積和重量。相對于陸地CCUS項目，船舶的空間和承重都十分有限，因此，裝置設計必須更加緊湊和精細，還要確保不影響船舶的性能和穩(wěn)定性。”
此外，CCUS裝置普遍存在難適應低濃度二氧化碳排氣工況問題，能耗也高。張賢表示：“航運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技術需突破的難點。同時，船舶本身就具有高能耗特點，怎樣減少加裝CCUS裝置后的額外能源消耗，還需關注?！?/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合吸收劑設計、低能耗二氧化碳解吸分離、低溫二氧化碳透平連動式液化和高密度存儲等關鍵技術，在提高二氧化碳捕集率的同時，降低與縮小了系統(tǒng)能耗和體積，滿足實船應用要求。
“本次應用的新技術新裝備覆蓋了二氧化碳捕集、分離、提純、液化全工藝流程，在國際新造船試點工程中也屬首例，所形成的示范效應有助于推動行業(yè)標準建設，加速實現(xiàn)該技術裝備產業(yè)化及應用推廣，為未來大規(guī)模組建‘綠色船隊’提供技術和裝備支撐。同時，本次應用的新技術新裝備也是整個海洋CCUS循環(huán)鏈的重要一環(huán)，此次成功試點不僅能夠補全海洋CCUS產業(yè)技術鏈條，還能進一步輻射并帶動上下游產業(yè)發(fā)展，推動海洋CCUS循環(huán)鏈建設進程?！鄙鲜鱿嚓P負責人表示。
還需多方發(fā)力
事實上，CCUS船用領域的應用在世界范圍內仍處起步階段。據(jù)曹博表示，船用CCUS技術能否大規(guī)模商業(yè)化應用，重點還在經濟性。“這取決于多個方面。比如，未來國際碳稅價格水平、航運排放激勵機制、單船應用效費比、技術成熟度及運營模式等。上述每一個因素的變化都需要政策、市場、技術以及產業(yè)等多方面共同迭代與推動?！?/p>
上述相關負責人認為，要各方共同努力，通過多種手段尋找解決方案，不斷推動技術革新和市場化機制發(fā)展，實現(xiàn)CCUS技術可持續(xù)應用與普及。“例如，可通過碳排放交易市場和碳稅等市場化機制，促進CCUS技術發(fā)展，降低成本。”
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，并進行大規(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)標準，為該工藝技術產業(yè)化和應用提供可行基礎。”
此外，船舶CCUS全產業(yè)鏈相關配套岸基設備不足，特別是捕集后二氧化碳的消納配套設施仍存在極大缺口。張賢建議繼續(xù)統(tǒng)籌考慮CCUS產業(yè)鏈情況，打通海洋CCUS產業(yè)鏈鏈條，同時探索與海底碳封存相結合的實施路徑。
自然資源部海洋一所海岸帶科學與海洋戰(zhàn)略中心主任劉大海認為，或可利用海洋固碳儲碳潛力，為船舶CCUS技術提供碳封存空間。“相對于陸地來說，海底碳封存成本更低、碳儲存空間更大，為船舶碳減排提供了一種可能的解決方案，也對全球航運界綠色低碳轉型具有重要探索意義?！?/p>
