當前,碳捕集和封存技術(CCS)正處于技術創新走向規模化應用的“臨界點”,在技術突破、
政策支持與碳
市場推動下,CCS從“可選項”變為“必需品”,尤其是在海運脫碳領域。
6月,中國船舶集團有限公司第七一一研究所(以下簡稱“中船集團七一一所”)自主研發的全球首套全流程船舶碳捕集系統,在上海洋山港順利完成全球首次船對船液態二氧化碳接卸作業,捕集后的二氧化碳以散裝液體形式回收至接收船或海上平臺,標志著形成了“碳捕集—存儲—船對船接卸—轉運—再利用”的完整生態閉環。
事實上,對現有船舶而言,高昂的改造成本、漫長的更新周期、新型燃料基礎設施的匱乏構成
減排“三重壁壘”。在諸多路徑中,船載CCS技術因“即裝即減”且兼容現有船舶動力系統,被視為撬動存量船舶深度脫碳的解決方案之一。
■ 船舶碳捕集技術創新不斷突破
據了解,中船集團七一一所自主研發的船舶碳捕集系統二氧化碳綜合捕集率超80%、捕集純度達99.9%,在經濟效益和減排方面也有亮眼表現。此次作業的1.4萬標準箱集裝箱船,加裝船舶碳捕集系統的改造成本約為1000萬美元,不足甲醇或氨燃料動力改造成本的一半。改造前,每年
碳排放超11萬噸;改裝后,每年可捕集并減排超4.4萬噸二氧化碳,船舶運營壽命延長至少12年。捕集的二氧化碳還能成為可出售的工業原料。綜合考慮碳稅減免和再利用的收益,預計每年可為船東帶來超800萬美元的經濟收益。
無獨有偶,英國碳捕集技術初創公司Seabound研發的船舶緊湊型碳捕集技術近期也取得重大突破。該公司在一艘長240米、可裝載超過3200個標準箱的老舊集裝箱船上啟動了一個原型機,實現78%的二氧化碳捕集率和超過90%的硫排放捕集率,目標是將碳捕集率進一步優化至95%。
原型機體積小巧,僅需幾個標準集裝箱空間,可直接加裝在現有船隊尾氣系統中,模塊化設計使其適用于市面上幾乎所有船型。測試數據顯示,原型機在測試期間每天捕集約一噸二氧化碳,然后將其與生石灰顆粒發生化學反應轉化為石灰石并進行封存,直到船舶返回港口并卸下,以純凈形式出售。石灰石廣泛應用于建筑、農業、
造紙等領域,具備一定市場價值。
■ CCS是海運業脫碳中期解決方案
一直以來,CCS助力海運業減排存在較大爭議,反對者認為,在船舶上采用CCS技術將給海運業長期脫碳方案落地帶來阻礙。有環保人士提出,CCS可以成為幫助現有船舶減排的短期應用技術,但不應該成為延長化石燃料壽命或推遲向真正可持續替代方案轉變的理由。
然而,現有船舶大多缺乏切實可行的改造方案以實現減排目標,相較于依賴可持續燃料或徹底動力系統改造的顛覆性方案,CCS技術“即裝即減”的特性,無疑是船東面對日益嚴苛排放
法規最具操作性的應對策略之一,中期內都將是海運脫碳比較實際的解決方案。
行業機構DNV日前發布預測報告指出,從本世紀40年代起,船舶碳捕集技術將逐步成熟并進入推廣期,這將給海運業脫碳帶來助力。從長遠來看,CCS對
鋼鐵、
水泥等碳密集型行業至關重要,預計從2030年起這些行業將成為CCS增長的主要驅動力,到本世紀中葉這些行業每年二氧化碳捕集量將占碳捕集總量的41%。隨著技術成熟與規?;瘧?,到2050年CCS平均成本將下降40%。
DNV能源系統碳捕集、封存和利用全球業務負責人Jamie Burrows表示:“CCS技術進入關鍵的10年,正邁入產業化拐點,部署決心和投資規模必須大幅提升。對于水泥、鋼鐵、
化工、海運等難以脫碳的行業,CCS不可或缺。”
據悉,荷蘭鹿特丹港計劃到2030年為50%的靠港船舶提供CCS服務,并將捕集的二氧化碳注入北海枯竭油氣田,通過岸電協同方式助力海運業脫碳。
DNV指出,預計到2030年,全球CCS產能有望增長4倍。隨著項目規模持續擴張,CCS已迎來發展轉折點,現階段天然氣處理仍是CCS主要應用領域,未來CCS技術應用將呈現出顯著的階段性特征和行業轉移趨勢。到2050年,CCS年捕集與封存量將從目前的4100萬噸增長至13億噸,占全球排放量的6%。
DNV能源系統首席執行官Ditlev Engel表示:“CCS是確保二氧化碳不進入大氣、維持《巴黎協定》目標的必要手段。盡管取得進展,但CCS部署軌跡仍與2050年實現凈零排放目標相差甚遠。近年來經濟逆勢大環境下,CCS作為資本密集型技術,其發展受到較大壓力?!?/div>
政策驅動、工業需求快速釋放、商業模型逐步成型是推動CCS技術擴張的三大關鍵因素,同時還需要與碳市場、政策機制、項目
認證等關鍵要素形成有效聯動,才能真正釋放CCS減排潛力與經濟價值。
DNV指出,通過將CCS納入碳市場交易體系,可為其減排量賦予明確價格信號,增強項目投資吸引力;政策機制支持,如財政補貼、稅收減免與強制性減排配額,則有助于降低CCS部署成本并加速商業化進程;而權威項目認證體系則確保CCS項目環境完整性與透明度,為其在國際
碳交易與跨境合作中提供信任基礎。三者協同作用,將顯著提升CCS市場化能力與規模化應用前景。
比如,在碳市場上,CCS項目可生成碳信用,成為企業抵消殘余排放的合規工具,推動碳信用商品化與
碳金融資產化。也就是說,CCS項目將不再只是成本中心,而是碳信用生成中心,成為企業綠色資產池的一部分。