二氧化碳运输船或迎广阔市场

吕龙德

横看成岭侧成峰。工业化给人类社会带来了巨大进步，但随着其疯狂发展，二氧化碳排放不断增加，温室效应越来越严重，全球气候变暖加速，人类赖以生存的环境面临空前严重威胁。近日，联合国政府间气候变化专门委员会在评估报告《气候变化2021：自然科学基础》中指出，极端天气或将更频繁，若是人类尽快实现二氧化碳净零排放，气候变化带来的影响也许可逆。当前，减碳已成为了全人类的共同任务，国际组织和许多国家及各行业都积极实施温室气体减排战略，携手维护地球气候正常化。对此，除了采取强制措施减少二氧化碳排放，针对各种生产和生活活动中产生的二氧化碳进行捕捉、转移和封存，以避免危害大气环境，也被视为大规模减碳的一个重要手段。正是这样，二氧化碳运输船应运而生，而且很可能在“双碳”要求日益升级的态势下迎来广阔市场。

“双碳”目标加速碳捕集和封存

不加节制排放二氧化碳的直接结果就是：全球在“温室效应”推动下变暖，而全球变暖的危害性显而易见，不仅对自然生态系统产生失衡影响，如气候异常、海平面升高、冰川退缩、冻土融化、河湖冰迟冻与早融、植物生长季节延长、动植物数量减少、部分植物开花期提前等，而且增加空气污染物，影响耕地利用，威胁人类的食物供应和居住环境。据国际能源署分析报告，1990年全球能源消耗产生二氧化碳排放总量205亿吨，2018年达到335亿吨，28年间增幅63.4%。近年碳排放总量虽然有所下降，但降幅很小，且随时有反弹的可能。

越来越严峻的形勢迫使人类达成共识，不断孜孜探索减少碳排放路径，最终提出了碳达峰、碳中和“双碳”目标。回顾这一历程，《巴黎协议》无疑是人类应对气候变化里程碑式的国际性法律文件。该协议在2016年由170多个国家领导人共同签署，并于同年11月正式生效，其目标是把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2摄氏度之内，并为把升温控制在1.5摄氏度之内努力，本世纪下半叶实现温室气体源的人为排放与汇的清除之间的平衡。截止2020年底，全球已有126个国家和地区提出了碳中和目标，有的更是写进了法律。我国也把“双碳”目标写入了政府工作报告，体现了大国担当，为推动全球减排起到了表率作用。

也许有人会认为，要实现“双碳”目标，只要减少人为碳排放量就可以了。其实，除了尽量减少生产生活活动中温室气体排放，比如减少煤炭、石油等化石能源消耗，更多使用清洁绿色能源，还有一种叫负排放的技术手段，就是将生产生活活动中产生的二氧化碳等温室气体消除掉或收集起来，避免对地球大气环境产生危害。在这类技术手段中，碳捕集和封存是最主要一种。碳捕集和封存就是捕捉释放大气中的二氧化碳经压缩后，转移到枯竭油田、海底或其它安全地下场所进行封存利用。之所以要采用这一技术，是因为目前有碳燃料还不能完全被零碳能源所替代。此外，该技术也较为成熟，已有应用先例，目前全球共有65个商业碳封存项目，每年封存约4000万吨二氧化碳。日前，中海油也启动了我国首个海上二氧化碳封存示范工程，将在珠江口盆地海底储层永久封存二氧化碳146万吨以上。随着减排要求不断推进，碳捕集和封存必然得到更加深入的推广应用，国际能源署就要求该技术在实现碳中和时承担起每年69亿吨的减碳任务，而且未来将更多地由陆地封存转向海底封存。这一技术全面铺开，必将为相应产业带来巨大的商机。

二氧化碳运输船市场将起势

近日，中国船舶集团江南造船推出了“零碳”型氨燃料液化二氧化碳运输船设计方案，并获得船级社原则性认可，引起了业内不小轰动。这究竟是怎样一种船舶？顾名思义，二氧化碳运输船就是将捕集的二氧化碳运送到指定地点进行封存的一种船舶。碳捕集和封存离不开转移和运输等基础设施，而二氧化碳运输船正是其中重要一种，尤其是海底碳封存的必备运载装备。“双碳”目标推动碳捕集和封存产业发展，无疑为造船业掀起新的发展风口，促使二氧化碳运输船舶建造迎来重要发展期和广阔市场。目前，全球只有4艘二氧化碳运输船投入运营，主要用于食品行业服务，譬如为可乐等饮料提供泡沫，还没有形成大规模运输二氧化碳进行地下或海底封存的气候。未来随着全球海底碳封存项目逐渐增多，二氧化碳运输船的需求激增必定是水到渠成和大势所趋。

正是出于对减排的责任和未来市场的憧憬，国外许多船企将更多关注和精力投到了二氧化碳运输船开发上，不但体现了极高热情，而且取得了较大的技术突破，各种二氧化碳运输船研发项目层出不穷。今年4月，日本新来岛造船主导开发了二氧化碳运输船概念设计，成为全球首个获得船级社原则性认可的液化二氧化碳运输船设计;6月，商船三井与川崎汽船启动了大型二氧化碳运输船研究项目;8月，三菱造船与法国一能源公司联合开展了一项有关二氧化碳运输船开发的可行性研究。韩国船企也不甘落后，积极介入该船型设计、建造，如韩国造船海洋、现代尾浦造船与马绍岛海事管理局联合开发能储存的大型二氧化碳运输船，浦项制铁等船企也宣布2025年将推出一艘20000立方米液化二氧化碳运输船。此外，丹麦船东成立了全球第一家专门从事海运二氧化碳的航运公司，将打造一批专门用于二氧化碳运输的船舶。

“双碳”目标下，二氧化碳运输船的作用将是举足轻重的，也是不可代替的。业界认为，碳捕集和封存能对全球航运业的减排战略做出重大贡献，所以安全高效地运输液化二氧化碳将是实现目标的关键。反过来，碳捕集、封存是零碳战略的基石，新一代液化二氧化碳运输船的发展将加速该技术创新和采用，促进零碳排放战略顺利实施。可以预料，全球减排战略带动碳捕集、封存发展，而碳捕集、封存又必将催生广阔的二氧化碳运输船市场。广大船企在感受惊喜的同时，是否做好了迎接和拥抱市场的准备？

来自船型设计建造的挑战

目前，二氧化碳运输船在设计建造上还存在不少挑战，而且这种挑战是动态的，即未来技术标准可能会发生转变，适应条件和要求难度都会越来越大。对比二氧化碳管道运输，海上运输既便捷，成本也相对较低，但二氧化碳运输船作为一种高端船舶，也有其技术和工艺乃至配套设施制约的一面，正如业内人士表示，在“捕获碳”到“注入碳”的过程中，有几个问题是必须注意：第一，对于相互依赖的处理层和基础设施层，相关方必须合作协调好;第二，存储可用性、排放变化和技术兼容性问题;第三，如何确定最佳运输条件并制定二氧化碳运输标准;第四，来自管理港口基础设施的限制，如可容纳的最大船舶吃水深度、长度及码头可用性。

对于二氧化碳运输船设计，首先要重点考虑设计技术要求、发动机和燃料选择、储罐设计、能源使用和成本估算，以及货物安全壳系统和货物装卸要求。也就是说，需要保证对船舶的密封系统和货物处理系统进行最佳的设计，通过优化船舶实现可持续商业模式和流程支持。其次要调节所载二氧化碳使其保持低含水量，解决好船上低温储存、码头装载臂等问题。这些都需要在船舶设计时予以考虑并付诸实现。最后要采取低碳或零碳动力设计，因为二氧化碳运输船作为实施减排战略的重要载体，其本身的碳排放就备受关注，也对行业起着微妙影响。很明显，江南造船液化二氧化碳运输船设计方案采取氨燃料，就是基于这一共识。只是这种情况下，其隐含的设计难度自然就要比传统动力的船舶难得多了。在建造上，二氧化碳运输船除了要高标准配置货舱、压入系统等，确保二氧化碳在运输过程中保持稳定状态以外，更大的挑战来自焊接，因为要保持二氧化碳液态、低温、高压，船舶焊接效果要求近乎完美，技术和工艺难度令人咋舌。

机会永远都是留给有准备的人。二氧化碳运输船的崛起是人类应对气候变化的必然产物，也是造船业在长期低迷中迎来的一道曙光。面对新机遇，唯有提前布局，主动介入，积极开展技术研发，全力抢占制高点，才会快人一步争得先机，最终在这场竞争中脱颖而出。请相信，中国造船业一定会在二氧化碳运输船设计、建造上取得领先优势，为航运业实现“双碳”目标贡献更多中国力量！