向歐洲北海地區(qū)廢棄的油氣田中注入二氧化碳，是保護(hù)大氣環(huán)境的絕佳方法之一。而將二氧化碳運(yùn)送到那里的方式，我們最先能想到的就是海運(yùn)。在日前召開(kāi)的題為“關(guān)于迎接大規(guī)模二氧化碳運(yùn)輸和港口技術(shù)挑戰(zhàn)”論壇上，與會(huì)專(zhuān)家重點(diǎn)討論了航運(yùn)在碳捕獲過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題。

此前，二氧化碳多為管道運(yùn)輸，但這是一項(xiàng)高成本投資，且只是在少量運(yùn)輸?shù)那闆r下可行。相關(guān)計(jì)算顯示，運(yùn)距在650公里之內(nèi)，二氧化碳管道運(yùn)輸具有一定的成本效益，超出這個(gè)距離，就需要另尋他法。從不同國(guó)家或地區(qū)在全球貿(mào)易供應(yīng)鏈中“各司其職”的趨勢(shì)來(lái)看，二氧化碳運(yùn)輸船將替代管道運(yùn)輸。

Element Energy公司高級(jí)顧問(wèn)Michael Joos和任職于Anthony Veder集團(tuán)的船舶工藝工程師Karin Kuipers均表示，二氧化碳運(yùn)輸船的研發(fā)需要重點(diǎn)考慮設(shè)計(jì)技術(shù)要求、發(fā)動(dòng)機(jī)/燃料選擇、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。“我們需要一種可持續(xù)的商業(yè)模式和流程來(lái)優(yōu)化船舶設(shè)計(jì)。在決定這些問(wèn)題之前，需要明確二氧化碳的狀況——加壓使其成為液態(tài)。有三個(gè)可接受標(biāo)準(zhǔn)：低壓和-50℃，中壓(17巴)和-25℃，高壓(45巴)和10℃。一項(xiàng)調(diào)查顯示，選擇前兩種標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)站91%。

瓦錫蘭氣體解決方案公司銷(xiāo)售總經(jīng)理Pål Steinnes就表示：“液態(tài)二氧化碳在降低溫室氣體排放和促進(jìn)綠色未來(lái)發(fā)展方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，也是整個(gè)碳捕獲基礎(chǔ)設(shè)施價(jià)值鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在液態(tài)二氧化碳運(yùn)輸船的貨物密封和貨物處理要求中，我們的設(shè)計(jì)理念是在一艘總載貨量為7500立方米的船上配備兩個(gè)密封罐，每個(gè)罐體容量為3750立方米�？紤]到液態(tài)二氧化碳的特殊性質(zhì)，我們會(huì)進(jìn)行集中的工程分析，進(jìn)而保證對(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)。

日本新來(lái)島造船(Sanoyas)設(shè)計(jì)的新型船舶不僅可運(yùn)輸二氧化碳，而且在二氧化碳貨艙前配備了專(zhuān)門(mén)用于壓入的系統(tǒng)空間，可滿(mǎn)足將二氧化碳?jí)喝牒４卜獯嫘枰�。該船主推進(jìn)系統(tǒng)采用雙軸全回轉(zhuǎn)推進(jìn)方式，船尾設(shè)計(jì)為可以減少船體阻力的Buttock-Flow型，既滿(mǎn)足在海上進(jìn)行二氧化碳?jí)喝胱鳂I(yè)所需的位置穩(wěn)定要求，又保證了適合遠(yuǎn)洋航行的推進(jìn)性能。由于二氧化碳需要保持液化狀態(tài)，新來(lái)島造船于是利用LPG儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，開(kāi)發(fā)出了適用于從陸上工廠接收、運(yùn)輸二氧化碳并將其供應(yīng)給壓入設(shè)備的獨(dú)立型圓筒“C型”儲(chǔ)罐。

在談及提高效率以降低運(yùn)輸成本時(shí)，Michael Joos說(shuō)，二氧化碳運(yùn)輸船的運(yùn)營(yíng)成本及維持液化二氧化碳所需燃料成本，約占整個(gè)碳捕獲成本的80%。在總結(jié)優(yōu)化運(yùn)輸過(guò)程挑戰(zhàn)時(shí)，最有效的解決方案將取決于大型船舶提供的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益及運(yùn)營(yíng)支持(如進(jìn)入港口所需的時(shí)間)。

在Karin Kuipers看來(lái)，從“捕獲碳”到“注入碳”的過(guò)程具有很強(qiáng)的挑戰(zhàn)性，第一在于幾個(gè)相互依賴(lài)的處理層和基礎(chǔ)設(shè)施層，相關(guān)方必須順利合作，第二在于存儲(chǔ)可用性、排放變化和技術(shù)兼容性，第三是確定最佳運(yùn)輸條件并制定二氧化碳運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)，第四是必須管理港口基礎(chǔ)設(shè)施限制，如可容納的最大船舶吃水深度、長(zhǎng)度及碼頭可用性。

二氧化碳運(yùn)輸船設(shè)計(jì)的另一個(gè)實(shí)際問(wèn)題是如何調(diào)節(jié)所載二氧化碳以使其保持低含水量，或者這是在“接收和注入”階段需解決的問(wèn)題？Karin Kuipers認(rèn)為，這是各方都需關(guān)注的，在船上需要解決低溫、儲(chǔ)存，在碼頭需要解決裝載臂的問(wèn)題。比如在歐洲北海地區(qū)作業(yè)可能需要在浮標(biāo)處卸貨，這將需要不同的船舶設(shè)計(jì)。“然后，我們還要關(guān)注船舶本身的排放問(wèn)題。在運(yùn)輸二氧化碳時(shí)排放二氧化碳公平嗎？答案肯定是否定的。因此，二氧化碳運(yùn)輸船要考慮氨或氫作為其燃料。這是整體減排和船舶設(shè)計(jì)的一部分。”

Michael Joos說(shuō)：“在我看來(lái)，未來(lái)5-10年內(nèi)，二氧化碳運(yùn)輸船的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化將發(fā)生轉(zhuǎn)變，這在很大程度上也是工業(yè)和航運(yùn)業(yè)共同面臨的挑戰(zhàn)。”