全球氣候變遷的背景下,航運業正面臨前所未有的減排壓力。除了提升能源效率和使用碳中和燃料外,碳捕集、利用與封存(CCUS)技術為航運業的綠色轉型提供了新的可能性。挪威船級社DNV發布了一系列報告,深入剖析了船載碳捕集及封存(OCCS)技術的經濟性和應用前景。
技術路徑
碳捕集技術可根據船舶的能源和燃料類型進行客製化。對於化石燃料驅動的內燃機船舶,可採用燃燒後捕集技術,包括化學吸收法、膜分離法、鈣循環法及低溫分離法。而對於使用液化天然氣(LNG)的船舶,則可選擇燃燒前捕集或富氧燃燒技術。
燃燒後碳捕集技術在陸上大型排放源中已有成熟應用,但在船舶上的應用需考慮更多因素,包括船舶規模、運營情況和貿易模式、發電和供熱的機械能力以及可用空間(圖1)。此外,如何將捕集的CO 2從船上安全有效地運送到岸基處理設施,也是一項重要挑戰。
圖1. 評估船上碳捕集技術的可行性時需考慮相關參數(資料來源:DNV)
船載碳捕集與CCUS價值鏈的融合
船載碳捕集技術的發展仰賴更大範圍CCUS價值鏈的支持,包括港口基礎設施、二氧化碳封存地點等(圖2)。船上碳捕集技術的成功應用,很大程度取決於是否有便捷的卸貨點以及與終端儲存或利用設施的距離。隨著全球CCUS基礎設施網路的擴展,船載碳捕集技術的應用基礎將更加紮實。然而,目前全球範圍內的CCUS基礎設施尚待完善。
圖2. 船舶碳捕集流程圖(資料來源:DNV)
船載碳捕集的商業競爭性
根據DNV針對15000TEU貨櫃船所進行的研究表明,在考慮燃油、液化天然氣、甲醇及氨等多種能源形式的情況下,船上碳捕集技術展現出一定的經濟優勢。具體而言,在捕集率達到70%的前提下,若處於低成本營運場景(碳捕集產生的額外能源消耗佔總能耗的15%,碳封存成本為40美元/噸),船上碳捕集技術是經濟性可行的。即便在高成本營運場景下(碳捕集額外能耗佔30%,碳封存成本80美元/噸),船載碳捕集技術仍具有競爭力。綜上,如果能夠實現高捕集率、低碳捕集能耗和低碳封存成本,船載碳捕集是一項具有商業吸引力的解決方案。
未來展望與不確定性
儘管船上碳捕集技術展現出巨大的潛力,但DNV也指出,由於法規、技術和價值鏈發展仍有不確定性,航運業需持續探索不同的脫碳方案,並評估船上碳捕集技術是否適合其特定船舶和營運情況。
來源:易碳家