在全球
碳減排發(fā)展史上,上海又留下重要一筆。
在崇明區(qū)長興島南岸毗鄰長江的一個碼頭上,一只白色的20英尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱形儲罐引人注目。它所裝載的液態(tài)二氧化碳,普通又不普通。
這是全球第一罐從大型遠(yuǎn)洋船舶排放的煙氣中捕集并在船上完成液化、存儲的二氧化碳。上月底,在隨船靠泊洋山港期間,它完成卸岸,幾天前又被運(yùn)到長興島,將由當(dāng)?shù)刂圃鞓I(yè)企業(yè)用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)??紤]到這套船用
碳捕集裝置的研發(fā)、制造,包括后續(xù)二氧化碳的卸岸、運(yùn)輸及應(yīng)用,主要都由滬上相關(guān)單位牽頭實(shí)現(xiàn),這也意味著上海已在全球率先構(gòu)建起船舶
碳捕集、存儲、利用的完整閉環(huán)。
一艘大型遠(yuǎn)洋船每年排放的二氧化碳,相當(dāng)于數(shù)萬輛機(jī)動車年度
碳排放量的總和;整個航運(yùn)業(yè)的
碳排放量約占全球排放的3%。在各國越來越關(guān)注氣候變化的背景下,航運(yùn)業(yè)亟需找到實(shí)用、高效的降碳技術(shù)。上海此次探索,可以說為全球航運(yùn)業(yè)大規(guī)模脫碳樹立了標(biāo)桿。
多項(xiàng)“首創(chuàng)”,啟示降碳新方向
相比于每年全球航運(yùn)業(yè)逾10億噸的碳排放量,長興島上這個碳儲罐的最大容量只有20噸左右,但它凝結(jié)著多項(xiàng)“首創(chuàng)”,為航運(yùn)業(yè)降碳帶來重要啟示。
首先,捕集這罐二氧化碳的是全球首套全流程船用碳捕集系統(tǒng),由中國船舶集團(tuán)所屬上海齊耀環(huán)??萍加邢薰咀灾餮兄?。請留意“全流程”這個關(guān)鍵詞,齊耀環(huán)??偨?jīng)理蘇毅告訴記者,此前曾有其他國家嘗試開發(fā)船舶碳捕集裝置,但功能僅限于“捕集”,無法儲存。運(yùn)行數(shù)小時后,系統(tǒng)會因?yàn)?ldquo;吃得太飽”而無法再捕集更多碳。齊耀環(huán)保此次為航運(yùn)巨頭長榮海運(yùn)旗下“長頂”號集裝箱船打造的系統(tǒng),除了捕集碳之外,還能在船上完成二氧化碳的提純、液化、存儲等全流程加工工序。當(dāng)這罐二氧化碳卸岸時,整艘船上的捕集系統(tǒng)實(shí)際上已持續(xù)運(yùn)行3個多月。
其次,這是全球首次從船上將捕集到的二氧化碳完成船岸卸載轉(zhuǎn)移。要做到這一點(diǎn),既有技術(shù)難度,也要突破制度空白。負(fù)責(zé)此次卸岸和運(yùn)輸工作的上港物流公司董事長任海平告訴記者,由于這是破天荒的第一次,如何定義這罐二氧化碳的“身份”都曾經(jīng)歷過爭議——它算不算廢棄物?是否要作為進(jìn)口貨物通關(guān)?要不要按危險化學(xué)品實(shí)施監(jiān)管?這些難點(diǎn),只有經(jīng)歷實(shí)戰(zhàn)才會充分暴露,才有機(jī)會解決。最終,在海事、海關(guān)、邊檢等部門積極配合下,上海此次首度卸岸操作,為行業(yè)積累了經(jīng)驗(yàn),為后續(xù)完善制度提供了契機(jī)。
此外,從船上捕集的碳,必須找到合適的“歸宿”。而這罐碳的純度高達(dá)99.7%,完全符合工業(yè)用氣標(biāo)準(zhǔn),卸岸后可直接供長興島上的工業(yè)企業(yè)用于焊接、冷卻等作業(yè)。由此,船舶碳捕集也首次打通碳利用閉環(huán)的“最后一公里”,進(jìn)一步凸顯出此次探索對減排的意義。
率先突破,背后是創(chuàng)新與眼光
船舶碳減排的話題近年迅速升溫。上海之所以能率先實(shí)現(xiàn)突破,關(guān)鍵在于本地各參與方的創(chuàng)新精神和戰(zhàn)略眼光。
蘇毅告訴記者,早在2018年,他們就察覺到了船舶減碳的潛力,并從諸多技術(shù)路線中篩選出船舶碳捕集方向啟動研發(fā)。6年來,他們從工程樣機(jī)開始,經(jīng)過不斷測試、優(yōu)化、迭代,歷經(jīng)中試、產(chǎn)品系列化等開發(fā),最終在2023年實(shí)現(xiàn)實(shí)船訂單突破。
和陸上同類技術(shù)相比,在海上捕集碳受更多因素制約——船舶煙氣含碳量只有火電廠的約三分之一,捕集起來更困難;船上能源供應(yīng)緊張,而且空間受限,意味著碳捕集系統(tǒng)必須擁有極高的效率。針對這些挑戰(zhàn),齊耀環(huán)保完成了高效吸收劑、低能耗解吸系統(tǒng)、超臨界液化系統(tǒng)、模塊化設(shè)計等一系列達(dá)到世界領(lǐng)先水平的技術(shù)創(chuàng)新,而且可以根據(jù)船東需求和痛點(diǎn),為不同的船量身定制相關(guān)裝置。
正因?yàn)橛腥绱硕嗟膬?yōu)勢,該方案得到長榮海運(yùn)的認(rèn)可,并應(yīng)用于1.4萬標(biāo)箱大型集裝箱船“長頂”號。2023年,齊耀環(huán)保、長榮海運(yùn)以及船舶設(shè)計方、船級社等相關(guān)單位展開合作,歷時10個月完成系統(tǒng)設(shè)計、船級社認(rèn)證、設(shè)備加工等工作;等到11月,趁著“長頂”號入塢檢修的檔期,僅用2個月就完成碳捕集裝置安裝。今年1月中旬,該系統(tǒng)交付后,齊耀環(huán)保派出資深工程師隨船出海,保駕護(hù)航。到4月底,“長頂”號靠泊洋山港,整個系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行超過3個月。
如果說碳捕集主要靠技術(shù)牽引,那么,碳循環(huán)則更強(qiáng)調(diào)上下游協(xié)同。
物流方面,上港物流不僅為此次二氧化碳運(yùn)輸精心準(zhǔn)備,甚至開始為上海港構(gòu)筑二氧化碳物流體系進(jìn)行全盤謀劃。任海平表示,考慮到未來不同應(yīng)用場景,他們可能會嘗試船舶、集卡、火車等多種物流方式。而在碳應(yīng)用方面,國電投上海電力積極參與,發(fā)揮旗下長興熱電公司的資源優(yōu)勢,利用其在長興島上已建成的碳輸送管路體系,可以直接將船舶捕集碳送到工業(yè)用戶廠區(qū)門口。
絕非“盆景”,將打開碳循環(huán)世界
跳出這個碳儲罐“首次”“首創(chuàng)”等光環(huán),可以說,上海此次并非只是打造了一個“盆景”,而是整個體系已具備推廣、復(fù)制的條件。
蘇毅給記者算了一筆賬。加裝碳捕集裝置的“長頂”號,船齡超過10年,動力系統(tǒng)比較陳舊,為滿足國際環(huán)保排放要求,不得不使用高質(zhì)量燃油;但加裝后,他們一方面可以用更低成本的普通燃油實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放;另一方面,每年最多可減碳4萬噸以上,從而在
碳稅方面獲得收入。綜合起來看,這套碳捕集裝置每年能為船東帶來約800萬美元收益,而整個改造投入則在千萬美元左右。這意味著,該方案在目前就已具備足夠吸引力。
更何況,對照國際海事組織的碳減排路線圖,包括“長頂”號在內(nèi),有一批老舊船只因?yàn)樘寂欧艔?qiáng)度過大,面臨著強(qiáng)制提前退役的風(fēng)險;加裝碳捕集系統(tǒng)能讓這些船的使用年限延長10年甚至更久,其中的收益就更為可觀。
事實(shí)上,需要碳捕集技術(shù)的遠(yuǎn)非只有老舊船只。由于
綠色甲醇、綠氨等減碳方案
價格高,供應(yīng)不足,技術(shù)不成熟,根據(jù)美國船級社的預(yù)測,到2050年,含碳燃料在航運(yùn)業(yè)的占比仍將超過三分之二,換句話說,航運(yùn)體系對碳捕集的需求將長期存在。
如果將眼光放長遠(yuǎn),船舶碳捕集有望成為一把“鑰匙”,打開一個更宏大的碳循環(huán)世界。上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院副院長朱磊透露,目前正與上海長興島熱電有限責(zé)任公司等合作,研究用綠電催化二氧化碳制備合成燃料;一旦取得成功,船舶上捕集的碳就會變身為綠色燃料,直接用于交通和工業(yè)領(lǐng)域。中國科學(xué)院上海高等研究院副院長魏偉則表示,未來捕集自遠(yuǎn)洋船舶的碳可與海上風(fēng)電相結(jié)合,利用風(fēng)電將海水、碳制備出綠色甲醇和綠色燃料,從而在遠(yuǎn)海直接打造大規(guī)模的綠色化工廠。據(jù)測算,由此制備的綠色化工產(chǎn)品,在價格上極具競爭力。
無論從哪個角度看,上海此次“碳”索極具戰(zhàn)略意義,既為上海港打開了成為全球“碳樞紐”的想象空間,更可為發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力注入大量創(chuàng)新和綠色元素。
蘇毅透露,上月舉行的國際海事組織MEPC(海上環(huán)保委員會)第81次
會議明確,將船舶碳捕集納入航運(yùn)業(yè)減碳路徑并成立了相關(guān)工作組。下一步,已加入該小組的齊耀環(huán)保將在不斷完善產(chǎn)業(yè)鏈合作、拓展技術(shù)應(yīng)用的同時,積極參與全球合作,推動船舶碳捕集認(rèn)證、監(jiān)管和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。
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