呂龍德

橫看成嶺側(cè)成峰。工業(yè)化給人類社會(huì)帶來(lái)了巨大進(jìn)步，但隨著其瘋狂發(fā)展，二氧化碳排放不斷增加，溫室效應(yīng)越來(lái)越嚴(yán)重，全球氣候變暖加速，人類賴以生存的環(huán)境面臨空前嚴(yán)重威脅。近日，聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)在評(píng)估報(bào)告《氣候變化2021：自然科學(xué)基礎(chǔ)》中指出，極端天氣或?qū)⒏l繁，若是人類盡快實(shí)現(xiàn)二氧化碳凈零排放，氣候變化帶來(lái)的影響也許可逆。當(dāng)前，減碳已成為了全人類的共同任務(wù)，國(guó)際組織和許多國(guó)家及各行業(yè)都積極實(shí)施溫室氣體減排戰(zhàn)略，攜手維護(hù)地球氣候正?；?。對(duì)此，除了采取強(qiáng)制措施減少二氧化碳排放，針對(duì)各種生產(chǎn)和生活活動(dòng)中產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行捕捉、轉(zhuǎn)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(gè)重要手段。正是這樣，二氧化碳運(yùn)輸船應(yīng)運(yùn)而生，而且很可能在“雙碳”要求日益升級(jí)的態(tài)勢(shì)下迎來(lái)廣闊市場(chǎng)。

“雙碳”目標(biāo)加速碳捕集和封存

不加節(jié)制排放二氧化碳的直接結(jié)果就是：全球在“溫室效應(yīng)”推動(dòng)下變暖，而全球變暖的危害性顯而易見(jiàn)，不僅對(duì)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(zhǎng)季節(jié)延長(zhǎng)、動(dòng)植物數(shù)量減少、部分植物開(kāi)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(yīng)和居住環(huán)境。據(jù)國(guó)際能源署分析報(bào)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(dá)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(shí)有反彈的可能。

越來(lái)越嚴(yán)峻的形勢(shì)迫使人類達(dá)成共識(shí)，不斷孜孜探索減少碳排放路徑，最終提出了碳達(dá)峰、碳中和“雙碳”目標(biāo)?；仡欉@一歷程，《巴黎協(xié)議》無(wú)疑是人類應(yīng)對(duì)氣候變化里程碑式的國(guó)際性法律文件。該協(xié)議在2016年由170多個(gè)國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人共同簽署，并于同年11月正式生效，其目標(biāo)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(jì)下半葉實(shí)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(gè)國(guó)家和地區(qū)提出了碳中和目標(biāo)，有的更是寫(xiě)進(jìn)了法律。我國(guó)也把“雙碳”目標(biāo)寫(xiě)入了政府工作報(bào)告，體現(xiàn)了大國(guó)擔(dān)當(dāng)，為推動(dòng)全球減排起到了表率作用。

也許有人會(huì)認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，只要減少人為碳排放量就可以了。其實(shí)，除了盡量減少生產(chǎn)生活活動(dòng)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(fù)排放的技術(shù)手段，就是將生產(chǎn)生活活動(dòng)中產(chǎn)生的二氧化碳等溫室氣體消除掉或收集起來(lái)，避免對(duì)地球大氣環(huán)境產(chǎn)生危害。在這類技術(shù)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(zhuǎn)移到枯竭油田、海底或其它安全地下場(chǎng)所進(jìn)行封存利用。之所以要采用這一技術(shù)，是因?yàn)槟壳坝刑既剂线€不能完全被零碳能源所替代。此外，該技術(shù)也較為成熟，已有應(yīng)用先例，目前全球共有65個(gè)商業(yè)碳封存項(xiàng)目，每年封存約4000萬(wàn)噸二氧化碳。日前，中海油也啟動(dòng)了我國(guó)首個(gè)海上二氧化碳封存示范工程，將在珠江口盆地海底儲(chǔ)層永久封存二氧化碳146萬(wàn)噸以上。隨著減排要求不斷推進(jìn)，碳捕集和封存必然得到更加深入的推廣應(yīng)用，國(guó)際能源署就要求該技術(shù)在實(shí)現(xiàn)碳中和時(shí)承擔(dān)起每年69億噸的減碳任務(wù)，而且未來(lái)將更多地由陸地封存轉(zhuǎn)向海底封存。這一技術(shù)全面鋪開(kāi)，必將為相應(yīng)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大的商機(jī)。

二氧化碳運(yùn)輸船市場(chǎng)將起勢(shì)

近日，中國(guó)船舶集團(tuán)江南造船推出了“零碳”型氨燃料液化二氧化碳運(yùn)輸船設(shè)計(jì)方案，并獲得船級(jí)社原則性認(rèn)可，引起了業(yè)內(nèi)不小轟動(dòng)。這究竟是怎樣一種船舶？顧名思義，二氧化碳運(yùn)輸船就是將捕集的二氧化碳運(yùn)送到指定地點(diǎn)進(jìn)行封存的一種船舶。碳捕集和封存離不開(kāi)轉(zhuǎn)移和運(yùn)輸?shù)然A(chǔ)設(shè)施，而二氧化碳運(yùn)輸船正是其中重要一種，尤其是海底碳封存的必備運(yùn)載裝備?！半p碳”目標(biāo)推動(dòng)碳捕集和封存產(chǎn)業(yè)發(fā)展，無(wú)疑為造船業(yè)掀起新的發(fā)展風(fēng)口，促使二氧化碳運(yùn)輸船舶建造迎來(lái)重要發(fā)展期和廣闊市場(chǎng)。目前，全球只有4艘二氧化碳運(yùn)輸船投入運(yùn)營(yíng)，主要用于食品行業(yè)服務(wù)，譬如為可樂(lè)等飲料提供泡沫，還沒(méi)有形成大規(guī)模運(yùn)輸二氧化碳進(jìn)行地下或海底封存的氣候。未來(lái)隨著全球海底碳封存項(xiàng)目逐漸增多，二氧化碳運(yùn)輸船的需求激增必定是水到渠成和大勢(shì)所趨。

正是出于對(duì)減排的責(zé)任和未來(lái)市場(chǎng)的憧憬，國(guó)外許多船企將更多關(guān)注和精力投到了二氧化碳運(yùn)輸船開(kāi)發(fā)上，不但體現(xiàn)了極高熱情，而且取得了較大的技術(shù)突破，各種二氧化碳運(yùn)輸船研發(fā)項(xiàng)目層出不窮。今年4月，日本新來(lái)島造船主導(dǎo)開(kāi)發(fā)了二氧化碳運(yùn)輸船概念設(shè)計(jì)，成為全球首個(gè)獲得船級(jí)社原則性認(rèn)可的液化二氧化碳運(yùn)輸船設(shè)計(jì);6月，商船三井與川崎汽船啟動(dòng)了大型二氧化碳運(yùn)輸船研究項(xiàng)目;8月，三菱造船與法國(guó)一能源公司聯(lián)合開(kāi)展了一項(xiàng)有關(guān)二氧化碳運(yùn)輸船開(kāi)發(fā)的可行性研究。韓國(guó)船企也不甘落后，積極介入該船型設(shè)計(jì)、建造，如韓國(guó)造船海洋、現(xiàn)代尾浦造船與馬紹島海事管理局聯(lián)合開(kāi)發(fā)能儲(chǔ)存的大型二氧化碳運(yùn)輸船，浦項(xiàng)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(yùn)輸船。此外，丹麥船東成立了全球第一家專門從事海運(yùn)二氧化碳的航運(yùn)公司，將打造一批專門用于二氧化碳運(yùn)輸?shù)拇啊?/p>

“雙碳”目標(biāo)下，二氧化碳運(yùn)輸船的作用將是舉足輕重的，也是不可代替的。業(yè)界認(rèn)為，碳捕集和封存能對(duì)全球航運(yùn)業(yè)的減排戰(zhàn)略做出重大貢獻(xiàn)，所以安全高效地運(yùn)輸液化二氧化碳將是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的關(guān)鍵。反過(guò)來(lái)，碳捕集、封存是零碳戰(zhàn)略的基石，新一代液化二氧化碳運(yùn)輸船的發(fā)展將加速該技術(shù)創(chuàng)新和采用，促進(jìn)零碳排放戰(zhàn)略順利實(shí)施?？梢灶A(yù)料，全球減排戰(zhàn)略帶動(dòng)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(yùn)輸船市場(chǎng)。廣大船企在感受驚喜的同時(shí)，是否做好了迎接和擁抱市場(chǎng)的準(zhǔn)備？

來(lái)自船型設(shè)計(jì)建造的挑戰(zhàn)

目前，二氧化碳運(yùn)輸船在設(shè)計(jì)建造上還存在不少挑戰(zhàn)，而且這種挑戰(zhàn)是動(dòng)態(tài)的，即未來(lái)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，適應(yīng)條件和要求難度都會(huì)越來(lái)越大。對(duì)比二氧化碳管道運(yùn)輸，海上運(yùn)輸既便捷，成本也相對(duì)較低，但二氧化碳運(yùn)輸船作為一種高端船舶，也有其技術(shù)和工藝乃至配套設(shè)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(guò)程中，有幾個(gè)問(wèn)題是必須注意：第一，對(duì)于相互依賴的處理層和基礎(chǔ)設(shè)施層，相關(guān)方必須合作協(xié)調(diào)好;第二，存儲(chǔ)可用性、排放變化和技術(shù)兼容性問(wèn)題;第三，如何確定最佳運(yùn)輸條件并制定二氧化碳運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn);第四，來(lái)自管理港口基礎(chǔ)設(shè)施的限制，如可容納的最大船舶吃水深度、長(zhǎng)度及碼頭可用性。

對(duì)于二氧化碳運(yùn)輸船設(shè)計(jì)，首先要重點(diǎn)考慮設(shè)計(jì)技術(shù)要求、發(fā)動(dòng)機(jī)和燃料選擇、儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)、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(shuō)，需要保證對(duì)船舶的密封系統(tǒng)和貨物處理系統(tǒng)進(jìn)行最佳的設(shè)計(jì)，通過(guò)優(yōu)化船舶實(shí)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(chǔ)存、碼頭裝載臂等問(wèn)題。這些都需要在船舶設(shè)計(jì)時(shí)予以考慮并付諸實(shí)現(xiàn)。最后要采取低碳或零碳動(dòng)力設(shè)計(jì)，因?yàn)槎趸歼\(yùn)輸船作為實(shí)施減排戰(zhàn)略的重要載體，其本身的碳排放就備受關(guān)注，也對(duì)行業(yè)起著微妙影響。很明顯，江南造船液化二氧化碳運(yùn)輸船設(shè)計(jì)方案采取氨燃料，就是基于這一共識(shí)。只是這種情況下，其隱含的設(shè)計(jì)難度自然就要比傳統(tǒng)動(dòng)力的船舶難得多了。在建造上，二氧化碳運(yùn)輸船除了要高標(biāo)準(zhǔn)配置貨艙、壓入系統(tǒng)等，確保二氧化碳在運(yùn)輸過(guò)程中保持穩(wěn)定狀態(tài)以外，更大的挑戰(zhàn)來(lái)自焊接，因?yàn)橐３侄趸家簯B(tài)、低溫、高壓，船舶焊接效果要求近乎完美，技術(shù)和工藝難度令人咋舌。

機(jī)會(huì)永遠(yuǎn)都是留給有準(zhǔn)備的人。二氧化碳運(yùn)輸船的崛起是人類應(yīng)對(duì)氣候變化的必然產(chǎn)物，也是造船業(yè)在長(zhǎng)期低迷中迎來(lái)的一道曙光。面對(duì)新機(jī)遇，唯有提前布局，主動(dòng)介入，積極開(kāi)展技術(shù)研發(fā)，全力搶占制高點(diǎn)，才會(huì)快人一步爭(zhēng)得先機(jī)，最終在這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。請(qǐng)相信，中國(guó)造船業(yè)一定會(huì)在二氧化碳運(yùn)輸船設(shè)計(jì)、建造上取得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，為航運(yùn)業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)更多中國(guó)力量！