二氧化碳運輸船或迎廣闊市場

呂龍德

橫看成嶺側成峰。工業(yè)化給人類社會帶來了巨大進步，但隨著其瘋狂發(fā)展，二氧化碳排放不斷增加，溫室效應越來越嚴重，全球氣候變暖加速，人類賴以生存的環(huán)境面臨空前嚴重威脅。近日，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會在評估報告《氣候變化2021：自然科學基礎》中指出，極端天氣或?qū)⒏l繁，若是人類盡快實現(xiàn)二氧化碳凈零排放，氣候變化帶來的影響也許可逆。當前，減碳已成為了全人類的共同任務，國際組織和許多國家及各行業(yè)都積極實施溫室氣體減排戰(zhàn)略，攜手維護地球氣候正?；?。對此，除了采取強制措施減少二氧化碳排放，針對各種生產(chǎn)和生活活動中產(chǎn)生的二氧化碳進行捕捉、轉移和封存，以避免危害大氣環(huán)境，也被視為大規(guī)模減碳的一個重要手段。正是這樣，二氧化碳運輸船應運而生，而且很可能在“雙碳”要求日益升級的態(tài)勢下迎來廣闊市場。

“雙碳”目標加速碳捕集和封存

不加節(jié)制排放二氧化碳的直接結果就是：全球在“溫室效應”推動下變暖，而全球變暖的危害性顯而易見，不僅對自然生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生失衡影響，如氣候異常、海平面升高、冰川退縮、凍土融化、河湖冰遲凍與早融、植物生長季節(jié)延長、動植物數(shù)量減少、部分植物開花期提前等，而且增加空氣污染物，影響耕地利用，威脅人類的食物供應和居住環(huán)境。據(jù)國際能源署分析報告，1990年全球能源消耗產(chǎn)生二氧化碳排放總量205億噸，2018年達到335億噸，28年間增幅63.4%。近年碳排放總量雖然有所下降，但降幅很小，且隨時有反彈的可能。

越來越嚴峻的形勢迫使人類達成共識，不斷孜孜探索減少碳排放路徑，最終提出了碳達峰、碳中和“雙碳”目標。回顧這一歷程，《巴黎協(xié)議》無疑是人類應對氣候變化里程碑式的國際性法律文件。該協(xié)議在2016年由170多個國家領導人共同簽署，并于同年11月正式生效，其目標是把全球平均氣溫較工業(yè)化前水平升高控制在2攝氏度之內(nèi)，并為把升溫控制在1.5攝氏度之內(nèi)努力，本世紀下半葉實現(xiàn)溫室氣體源的人為排放與匯的清除之間的平衡。截止2020年底，全球已有126個國家和地區(qū)提出了碳中和目標，有的更是寫進了法律。我國也把“雙碳”目標寫入了政府工作報告，體現(xiàn)了大國擔當，為推動全球減排起到了表率作用。

也許有人會認為，要實現(xiàn)“雙碳”目標，只要減少人為碳排放量就可以了。其實，除了盡量減少生產(chǎn)生活活動中溫室氣體排放，比如減少煤炭、石油等化石能源消耗，更多使用清潔綠色能源，還有一種叫負排放的技術手段，就是將生產(chǎn)生活活動中產(chǎn)生的二氧化碳等溫室氣體消除掉或收集起來，避免對地球大氣環(huán)境產(chǎn)生危害。在這類技術手段中，碳捕集和封存是最主要一種。碳捕集和封存就是捕捉釋放大氣中的二氧化碳經(jīng)壓縮后，轉移到枯竭油田、海底或其它安全地下場所進行封存利用。之所以要采用這一技術，是因為目前有碳燃料還不能完全被零碳能源所替代。此外，該技術也較為成熟，已有應用先例，目前全球共有65個商業(yè)碳封存項目，每年封存約4000萬噸二氧化碳。日前，中海油也啟動了我國首個海上二氧化碳封存示范工程，將在珠江口盆地海底儲層永久封存二氧化碳146萬噸以上。隨著減排要求不斷推進，碳捕集和封存必然得到更加深入的推廣應用，國際能源署就要求該技術在實現(xiàn)碳中和時承擔起每年69億噸的減碳任務，而且未來將更多地由陸地封存轉向海底封存。這一技術全面鋪開，必將為相應產(chǎn)業(yè)帶來巨大的商機。

二氧化碳運輸船市場將起勢

近日，中國船舶集團江南造船推出了“零碳”型氨燃料液化二氧化碳運輸船設計方案，并獲得船級社原則性認可，引起了業(yè)內(nèi)不小轟動。這究竟是怎樣一種船舶？顧名思義，二氧化碳運輸船就是將捕集的二氧化碳運送到指定地點進行封存的一種船舶。碳捕集和封存離不開轉移和運輸?shù)然A設施，而二氧化碳運輸船正是其中重要一種，尤其是海底碳封存的必備運載裝備?！半p碳”目標推動碳捕集和封存產(chǎn)業(yè)發(fā)展，無疑為造船業(yè)掀起新的發(fā)展風口，促使二氧化碳運輸船舶建造迎來重要發(fā)展期和廣闊市場。目前，全球只有4艘二氧化碳運輸船投入運營，主要用于食品行業(yè)服務，譬如為可樂等飲料提供泡沫，還沒有形成大規(guī)模運輸二氧化碳進行地下或海底封存的氣候。未來隨著全球海底碳封存項目逐漸增多，二氧化碳運輸船的需求激增必定是水到渠成和大勢所趨。

正是出于對減排的責任和未來市場的憧憬，國外許多船企將更多關注和精力投到了二氧化碳運輸船開發(fā)上，不但體現(xiàn)了極高熱情，而且取得了較大的技術突破，各種二氧化碳運輸船研發(fā)項目層出不窮。今年4月，日本新來島造船主導開發(fā)了二氧化碳運輸船概念設計，成為全球首個獲得船級社原則性認可的液化二氧化碳運輸船設計;6月，商船三井與川崎汽船啟動了大型二氧化碳運輸船研究項目;8月，三菱造船與法國一能源公司聯(lián)合開展了一項有關二氧化碳運輸船開發(fā)的可行性研究。韓國船企也不甘落后，積極介入該船型設計、建造，如韓國造船海洋、現(xiàn)代尾浦造船與馬紹島海事管理局聯(lián)合開發(fā)能儲存的大型二氧化碳運輸船，浦項制鐵等船企也宣布2025年將推出一艘20000立方米液化二氧化碳運輸船。此外，丹麥船東成立了全球第一家專門從事海運二氧化碳的航運公司，將打造一批專門用于二氧化碳運輸?shù)拇啊?/p>

“雙碳”目標下，二氧化碳運輸船的作用將是舉足輕重的，也是不可代替的。業(yè)界認為，碳捕集和封存能對全球航運業(yè)的減排戰(zhàn)略做出重大貢獻，所以安全高效地運輸液化二氧化碳將是實現(xiàn)目標的關鍵。反過來，碳捕集、封存是零碳戰(zhàn)略的基石，新一代液化二氧化碳運輸船的發(fā)展將加速該技術創(chuàng)新和采用，促進零碳排放戰(zhàn)略順利實施?？梢灶A料，全球減排戰(zhàn)略帶動碳捕集、封存發(fā)展，而碳捕集、封存又必將催生廣闊的二氧化碳運輸船市場。廣大船企在感受驚喜的同時，是否做好了迎接和擁抱市場的準備？

來自船型設計建造的挑戰(zhàn)

目前，二氧化碳運輸船在設計建造上還存在不少挑戰(zhàn)，而且這種挑戰(zhàn)是動態(tài)的，即未來技術標準可能會發(fā)生轉變，適應條件和要求難度都會越來越大。對比二氧化碳管道運輸，海上運輸既便捷，成本也相對較低，但二氧化碳運輸船作為一種高端船舶，也有其技術和工藝乃至配套設施制約的一面，正如業(yè)內(nèi)人士表示，在“捕獲碳”到“注入碳”的過程中，有幾個問題是必須注意：第一，對于相互依賴的處理層和基礎設施層，相關方必須合作協(xié)調(diào)好;第二，存儲可用性、排放變化和技術兼容性問題;第三，如何確定最佳運輸條件并制定二氧化碳運輸標準;第四，來自管理港口基礎設施的限制，如可容納的最大船舶吃水深度、長度及碼頭可用性。

對于二氧化碳運輸船設計，首先要重點考慮設計技術要求、發(fā)動機和燃料選擇、儲罐設計、能源使用和成本估算，以及貨物安全殼系統(tǒng)和貨物裝卸要求。也就是說，需要保證對船舶的密封系統(tǒng)和貨物處理系統(tǒng)進行最佳的設計，通過優(yōu)化船舶實現(xiàn)可持續(xù)商業(yè)模式和流程支持。其次要調(diào)節(jié)所載二氧化碳使其保持低含水量，解決好船上低溫儲存、碼頭裝載臂等問題。這些都需要在船舶設計時予以考慮并付諸實現(xiàn)。最后要采取低碳或零碳動力設計，因為二氧化碳運輸船作為實施減排戰(zhàn)略的重要載體，其本身的碳排放就備受關注，也對行業(yè)起著微妙影響。很明顯，江南造船液化二氧化碳運輸船設計方案采取氨燃料，就是基于這一共識。只是這種情況下，其隱含的設計難度自然就要比傳統(tǒng)動力的船舶難得多了。在建造上，二氧化碳運輸船除了要高標準配置貨艙、壓入系統(tǒng)等，確保二氧化碳在運輸過程中保持穩(wěn)定狀態(tài)以外，更大的挑戰(zhàn)來自焊接，因為要保持二氧化碳液態(tài)、低溫、高壓，船舶焊接效果要求近乎完美，技術和工藝難度令人咋舌。

機會永遠都是留給有準備的人。二氧化碳運輸船的崛起是人類應對氣候變化的必然產(chǎn)物，也是造船業(yè)在長期低迷中迎來的一道曙光。面對新機遇，唯有提前布局，主動介入，積極開展技術研發(fā)，全力搶占制高點，才會快人一步爭得先機，最終在這場競爭中脫穎而出。請相信，中國造船業(yè)一定會在二氧化碳運輸船設計、建造上取得領先優(yōu)勢，為航運業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標貢獻更多中國力量！