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。而將二氧化碳運送到那里的方式，我們最先能想到的就是海運。在日前召開的題為“關(guān)于迎接大規(guī)模二氧化碳運輸和港口技術(shù)挑戰(zhàn)”論壇上，與會專家重點討論了航運在碳捕獲過程中的關(guān)鍵問題。

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

Element Energy公司高級顧問Michael Joos和任職于Anthony Veder集團(tuán)的船舶工藝工程師Karin Kuipers均表示，二氧化碳運輸船的研發(fā)需要重點考慮設(shè)計技術(shù)要求、發(fā)動機(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)模式和流程來優(yōu)化船舶設(shè)計。在決定這些問題之前，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)綠色未來發(fā)展方面發(fā)揮著越來越重要的作用，也是整個碳捕獲基礎(chǔ)設(shè)施價值鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在液態(tài)二氧化碳運輸船的貨物密封和貨物處理要求中，我們的設(shè)計理念是在一艘總載貨量為7500立方米的船上配備兩個密封罐，每個罐體容量為3750立方米。考慮到液態(tài)二氧化碳的特殊性質(zhì)，我們會進(jìn)行集中的工程分析，進(jìn)而保證對船舶的密封系統(tǒng)和貨物處理系統(tǒng)進(jìn)行最佳的設(shè)計。

日本新來島造船(Sanoyas)設(shè)計的新型船舶不僅可運輸二氧化碳，而且在二氧化碳貨艙前配備了專門用于壓入的系統(tǒng)空間，可滿足將二氧化碳壓入海床封存需要。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)計為可以減少船體阻力的Buttock-Flow型，既滿足在海上進(jìn)行二氧化碳壓入作業(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)，新來島造船于是利用LPG儲罐設(shè)計和制造技術(shù)，開發(fā)出了適用于從陸上工廠接收、運輸二氧化碳并將其供應(yīng)給壓入設(shè)備的獨立型圓筒“C型”儲罐。

在談及提高效率以降低運輸成本時，Michael Joos說，二氧化碳運輸船的運營成本及維持液化二氧化碳所需燃料成本，約占整個碳捕獲成本的80%。在總結(jié)優(yōu)化運輸過程挑戰(zhàn)時，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)效益及運營支持(如進(jìn)入港口所需的時間)。

在Karin Kuipers看來，從“捕獲碳”到“注入碳”的過程具有很強(qiáng)的挑戰(zhàn)性，第一在于幾個相互依賴的處理層和基礎(chǔ)設(shè)施層，相關(guān)方必須順利合作，第二在于存儲可用性、排放變化和技術(shù)兼容性，第三是確定最佳運輸條件并制定二氧化碳運輸標(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、長度及碼頭可用性。

二氧化碳運輸船設(shè)計的另一個實際問題是如何調(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、儲存，在碼頭需要解決裝載臂的問題。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。“然后，我們還要關(guān)注船舶本身的排放問題。在運輸二氧化碳時排放二氧化碳公平嗎?答案肯定是否定的。因此，二氧化碳運輸船要考慮氨或氫作為其燃料。這是整體減排和船舶設(shè)計的一部分。”

Michael Joos說：“在我看來，未來5-10年內(nèi)，二氧化碳運輸船的技術(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)和航運業(yè)共同面臨的挑戰(zhàn)。”

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