记者 赵芸

　　前不久，我国自主设计建造的7500立方米液态二氧化碳（LCO2）运输船“北极光先锋”号在大连交付。该船由中国船舶集团有限公司旗下大连船舶重工集团有限公司为挪威北极光公司建造，交付后将应用于欧洲二氧化碳捕集与封存计划。

　　业内人士指出，随着全球减排形势趋紧，“海洋储碳”示范项目在全球涌现，将碳转移到海上封存设施或海底成为新方向。LCO2运输船作为海上二氧化碳地质封存的重要装备，其需求日益显现。

　　市场前景广阔

　　二氧化碳捕集与封存是实现“双碳”目标的重要途径之一，随着国际航运脱碳需求愈加紧迫，越来越多碳捕集与封存项目启动，“海洋储碳”这个新兴产业的发展趋势向好。

　　海上二氧化碳地质封存指的是，把捕集来的二氧化碳加压并运输至海上二氧化碳封存平台，然后注入海底地层中，将二氧化碳与大气和海水相隔离。二氧化碳被深海地层封闭、溶解、吸附、矿化，从而实现永久封存。

　　挪威北极光项目就是把工厂里产生的二氧化碳收集起来，然后用管道把它运送到海底深处进行储存。该项目投产后，将成为全球第一个提供二氧化碳运输和储存的商业服务项目。在这个计划中，LCO2会先被放到一个靠近北海的储存槽，然后经过一条长达110公里的管道，被送到北海海底2.6公里深的地方，永久储存起来。北海海底因为有枯竭的油田与天然气田，非常适合用来储存LCO2。这个系统的储存量很大，初期每年可以存150万吨二氧化碳，未来如果有需要，还可以增加到500万吨。

　　中国船舶集团有限公司旗下第七〇八研究所彭亚康表示，除了枯竭的油田，还可以将捕集和液化后的二氧化碳注入油田地下驱油。据悉，在采油环节，相比水驱，二氧化碳具有萃取、抽提和降粘的作用，能够与原油实现混相，能够大幅度提高原油采收率，从而更好地驱替原油。

　　相关权威机构预测，到2030年，欧洲地区碳捕集项目的二氧化碳封存量将达到每年5000万吨，以当前7500立方米LCO2运输船来算，运输船队规模需达到约125艘才能满足这一需求；到2050年，二氧化碳封存量将进一步达到每年4.5亿吨，对应需要上千艘7500立方米LCO2运输船。

　　根据近期一份由全球海事脱碳中心（GCMD）和波士顿咨询公司（BCG）联合发表的一项关于航运业促进碳捕集、利用与封存（CCUS）的研究中指出，预计到2050年，亚太地区国家可能需要85～150艘容量为5万吨的LCO2运输船运输每年捕获的约1亿吨二氧化碳，总投资可能高达250亿美元。该研究指出，北欧地区CCUS各环节有关设施的地理位置更为集中，亚太地区则较为分散，二氧化碳排放源主要集中在东北亚地区，封存地点主要位于南太平洋地区，因此,通过远洋船舶运输的跨境CCUS方式成为亚太地区碳减排的更好选择。

　　该研究测算，当前,东北亚—澳大利亚航线的二氧化碳运输成本约为每吨167～287美元，远高于亚太地区目前每吨二氧化碳2～18美元的碳交易价格，二氧化碳的捕获和运输成本占据CCUS总成本的60%～80%。此外，跨境CCUS还需要对港口以及配套基础设施进行大量投资。业内人士认为，推动亚太地区跨境CCUS既需要加速LCO2运输船船队建设，还需得到当地政府支持，包括直接的财政支持，向航运和港口运营商提供长期稳定的二氧化碳运输项目，以及制定明确的CCUS法规和指导方针。

　　彭亚康表示，目前全球清洁能源发展的路径很多，绿氢、绿甲醇、绿氨都在“百花齐放”，尽管有不少欧美船东对LCO2运输船表示出强烈兴趣，但碳捕集与封存项目的最终投资决策取决于当地政策、融资、碳交易价格变化、上下游贸易模式经济性等诸多因素，因此，近几年来，LCO2运输船也不会立马爆发式发展。

　　据统计，2023～2024年，全球LCO2运输船新船订单为零。

　　扩容趋势显现

　　2024年上半年，韩国世进重工展示了当前世界上最大的LCO2储罐外观。这款LCO2储罐将被安装在希腊船东Evangelos Marinakis旗下公司Capital Maritime订造的2.2万立方米LCO2运输船上。

　　2023年7月，HD现代旗下HD韩国造船海洋与Capital Maritime签订2艘2.2万立方米LCO2运输船建造合同，新船将在HD现代尾浦建造，计划于2025年下半年陆续交付。该型船是为运输LCO2而设计，但同时也可运输液化石油气（LPG）和氨等多种液化气体货物。2024年2月，Capital Maritime又在HD现代尾浦追加了2艘同型船订单。

　　不过，彭亚康表示，这艘船应该理解为LPG兼LCO2运输船，而不是真正意义上的完全为解决碳排放而设计建造的LCO2运输船。“全球在营运的为了处理碳排放的完整意义的LCO2运输船并不多。”他说。

　　业内人士指出，虽然现有最大订单船型储罐容积是2.2万立方米，但LCO2运输船是以相对较低的成本远距离运输碳排放物的最灵活的解决方案.为了进一步降低单位运输成本，未来大型化发展将是LCO2运输船的特点。

　　2023年年底，七〇八所研发的4万立方米LCO2运输船亮相第21届上海国际海事展。这艘新一代的大型LCO2运输船专业服务于CCUS，总长239米，型宽30米。中国船舶集团旗下上海船舶研究设计院参与设计的8.7万立方米LCO2运输船概念设计则已经获得船级社授予的原则性认可（AiP）证书。2021年，韩国现代重工及其母公司KSOE的4万立方米LCO2运输船设计获得了船级社AiP认可。2022年4月，大宇造船的7万立方米超大型LCO2运输船也获得了船级社AiP认可。

　　业内人士认为，欧洲地区的LCO2运输船船型将集中在4000～20000立方米，亚洲则将在2万～4万立方米。由于液罐尺寸受限等，就目前来看，更大型化的船型还只是停留在理论阶段。

　　彭亚康认为，LCO2运输船在大型化发展中最大的难点是货物处理系统。由于二氧化碳不同于天然气等气体，其固相、液相和气相的三相点特性更难控制。货物系统的关键点就是最佳控制温度和压力，确保二氧化碳不超越零界点，否则稍有不慎，液体二氧化碳就有可能凝成固体二氧化碳，或者气化为二氧化碳气体，前者形成阻塞安全阀的干冰块，会打坏泵叶轮，损坏船上及岸上储液罐等设备，后者则导致罐体的温度和压力增加，产生安全隐患，甚至触发安全阀门。

　　还有一个难点是储罐设计。彭亚康表示，目前，LCO2运输船主流上使用的都是中压储罐，这类储罐对于货物的装载量有限，如果想提高储罐容量，就意味着要使用更厚的钢板，但这会导致罐体重量加大，进而面临“厚板难焊接”的难题以及建造成本增加的问题。因此，在扩大现有LCO2运输船运量的解决方案时，容量、储罐厚度和尺寸之间的平衡增加了问题的复杂性。

　　业内人士认为，中压LCO2所需的储罐厚度加大，其重量和尺寸就会相应增加，将常见的单叶储罐扩大到这种尺寸和容量，也意味着船舶需要携带更多的压载水来缓解稳性问题，从而增加了设计的复杂性。

　　“使用中压储罐，LCO2运输船的最大装载量一般在2万～3万立方米，再想扩容，达到7万立方米，就需要考虑低压储罐。”彭亚康表示，但是在低压储罐条件下，二氧化碳的货物特性更接近三相点，这对货物处理系统又提出了更高的要求。

　　中国优势凸显

　　业内人士指出，在较小型LCO2运输船领域，中国更胜一筹。

　　中国船舶集团旗下江南造船（集团）有限责任公司研发团队推出的“零碳”型氨燃料LCO2运输船设计方案，获得船级社AiP认可。江南造船在主打船型2.2万立方米半冷半压式C型舱液化气船的基础上进行了LCO2运输可行性的衍生研究。江南造船柳卫东表示，该型船由江南造船独立研发设计，满足氨燃料预留的设计要求，配置有3500立方米氨燃料储罐，未来可实现全航程“零碳”运行。

　　针对该型船的设计难点，柳卫东团队给出了提高精度或增加设备两种解决思路。选择提高精度，船员的综合能力和水平就需要相应提高；选择增加设备，罐体总装载量就要减少。针对二氧化碳蒸发气体，江南造船为船东提供了二氧化碳再液化和液货舱蓄压两种备选方案，船东可根据不同航程需求和初投资预算选择最具经济效益的方案。

　　大连船舶海洋工程有限公司董事/副总经理郭超表示，“北极光先锋”号是我国自主研发的全球首批专业服务于海上二氧化碳运输与碳捕集及存储业务的船舶，设计建造处于国际领先水平，其成功交付标志着我国船企攻克了LCO2运输船船型优化、液货罐材料试验、液货系统设计等一系列技术难关，全面掌握了该船型的设计建造技术。

　　该型船液货舱由2个3750立方米IMO C型储罐组成，储罐最大承载压力达19巴，可耐零下35摄氏度低温，罐体采用新型研制材料，具有强度高、耐低温等特点。为进一步提高承载上限，罐体最大板厚达50毫米，超《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》（IGC规则）常规板厚要求，该罐体的成功研制，突破攻关了特厚钢板低温韧性和低温抗开裂性等一系列技术难关。