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新加坡2024年3月19日 /美通社/ -- 全球海事脫碳中心(GCMD)攜手勞氏船級(jí)社(Lloyd's Register)和奧雅納(ARUP)開(kāi)展的一項(xiàng)最新研究發(fā)現(xiàn)，港口準(zhǔn)備不足是制約船載碳捕集與封存系統(tǒng)(OCCS)作為切實(shí)可行的脫碳解決方案的主要瓶頸。盡管卸載船上捕集的二氧化碳所需的技術(shù)已相當(dāng)成熟，但如何由專業(yè)人員安全操作轉(zhuǎn)移這些捕集的二氧化碳，目前尚缺乏驗(yàn)證。
這份題為《卸載船上捕集的二氧化碳的概念研究》(Concept study to offload onboard captured CO?)的報(bào)告發(fā)現(xiàn)，盡管少數(shù)港口已經(jīng)配備了卸載液化二氧化碳(LCO2)的基礎(chǔ)設(shè)施，但這些設(shè)施主要是為了處理食品級(jí)二氧化碳而設(shè)計(jì)的。由于食品級(jí)二氧化碳對(duì)純度要求極高，因此限制了這些設(shè)施處理船上捕集的二氧化碳的互操作性。
研究考察了全球十多個(gè)計(jì)劃中的LCO2相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。這些項(xiàng)目均坐落于二氧化碳排放工業(yè)集群附近或與之相關(guān)的運(yùn)輸系統(tǒng)中，能夠處理的二氧化碳捕集量將遠(yuǎn)超來(lái)自O(shè)CCS系統(tǒng)所捕集的量。對(duì)于港口而言，要實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)，其卸載、儲(chǔ)存和運(yùn)輸船上捕集的二氧化碳所需的基礎(chǔ)設(shè)施或許需要同這些項(xiàng)目進(jìn)行整合。然而，當(dāng)前許多此類項(xiàng)目仍處于概念階段，最終投資決策(FID)尚未敲定，這也導(dǎo)致港口在卸載基礎(chǔ)設(shè)施方面的投資遲遲未能啟動(dòng)。這種相互制約、因果難分的困境，恰好凸顯了碳價(jià)值鏈的整體雛形尚未完全成熟。
另外，在港口原本就錯(cuò)綜復(fù)雜的作業(yè)流程中引入LCO2的卸載環(huán)節(jié)，可能會(huì)對(duì)港口的效率和操作性造成一定影響。為確保LCO2裝卸和儲(chǔ)存的安全，需要設(shè)置額外的緩沖區(qū)，這也會(huì)進(jìn)一步加劇港口和碼頭現(xiàn)有空間的緊張狀況。
關(guān)于研究：填補(bǔ)碳捕集價(jià)值鏈的空白
這項(xiàng)歷時(shí)九個(gè)月的研究，旨在填補(bǔ)船上碳捕集價(jià)值鏈中的空白。作為幫助國(guó)際航運(yùn)業(yè)達(dá)成國(guó)際海事組織(IMO)減排目標(biāo)的潛在過(guò)渡方案，OCCS近來(lái)備受矚目，且會(huì)在未來(lái)的海洋環(huán)境保護(hù)委員會(huì)(MEPC)會(huì)議上審議。雖然OCCS的減排成效取決于能否在船舶的有限空間內(nèi)成功安裝船載兼容系統(tǒng)，但同樣不可忽視的是，確立二氧化碳的利用或封存的途徑來(lái)解決捕集后二氧化碳的去向問(wèn)題。
該研究作為對(duì)GCMD旗下REMARCCABLE項(xiàng)目（實(shí)現(xiàn)海上碳捕集，展示降低排放的能力）的補(bǔ)充，探討了OCCS切實(shí)可行的端到端解決方案的可行性。要使OCCS系統(tǒng)在操作中真正落地，整個(gè)行業(yè)必須合力打造一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，以幫助建立完整的價(jià)值鏈來(lái)妥善管理捕集的二氧化碳。
通過(guò)全面審視整個(gè)價(jià)值鏈的需求，該研究從162種可能的方案中篩選出四種卸載基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行了概念評(píng)估，確定了LCO2的操作規(guī)范和安全標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)了用于量化基礎(chǔ)設(shè)施成本的模型，制定了人員資源培訓(xùn)框架，并對(duì)當(dāng)前從OCCS卸載LCO2所面對(duì)的潛在監(jiān)管規(guī)范進(jìn)行了分析。
安全卸載LCO2的概念
我們首先要考慮的一個(gè)問(wèn)題是如何將LCO2安全地卸載至合適的基礎(chǔ)設(shè)施。
研究認(rèn)為，將捕集的二氧化碳轉(zhuǎn)為液化形式可能是船上儲(chǔ)存和運(yùn)輸最有效且最具成本效益的選擇。在此基礎(chǔ)上，該研究篩選出四個(gè)概念，涵蓋船到船和船到岸等主要卸載模式，其可作為可組合的構(gòu)件，以覆蓋更廣泛的卸載概念。
在對(duì)這些概念的可操作性進(jìn)行評(píng)估時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)，使用LCO2中轉(zhuǎn)船進(jìn)行船對(duì)船和船對(duì)岸轉(zhuǎn)移是最有希望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模卸載的模式，捕集的二氧化碳最終將被封存或用作制造合成燃料的原料。
將捕集的二氧化碳儲(chǔ)存在ISO罐式集裝箱中進(jìn)行“船到港口”的轉(zhuǎn)移方式，被認(rèn)為更適用于規(guī)模較小，且對(duì)二氧化碳等集要求較高的場(chǎng)景。這種轉(zhuǎn)移方式也與現(xiàn)有的港口基礎(chǔ)設(shè)施最為兼容，因此更容易在現(xiàn)階段進(jìn)行試點(diǎn)。
處理LCO2的安全注意事項(xiàng)
在船上處理LCO2會(huì)面臨一系列前所未有的安全挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)在處理航運(yùn)燃料時(shí)并不常見(jiàn)。該研究深入剖析了一旦發(fā)生泄漏可能引發(fā)的窒息和毒性等危害。
我們對(duì)二氧化碳在三相點(diǎn)附近條件下的儲(chǔ)存狀況進(jìn)行了評(píng)估。在三相點(diǎn)附近，二氧化碳呈現(xiàn)出氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三相共存的特性。因此在三相點(diǎn)或三相點(diǎn)附近，儲(chǔ)存條件對(duì)雜質(zhì)很敏感，即使溫度和壓力出現(xiàn)微小變化，也可能導(dǎo)致二氧化碳從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，進(jìn)而引發(fā)管道堵塞、壓力驟升等危險(xiǎn)情況。
為解決這些隱患，研究人員進(jìn)行了一系列安全性研究，包括卸載危險(xiǎn)識(shí)別(HAZID)、同步操作(SIMOPS)和風(fēng)險(xiǎn)定量分析(QRA)，并制定了處理LCO2的應(yīng)急措施及解決方案。
GCMD首席執(zhí)行官盧月玲教授表示：“雖然試點(diǎn)項(xiàng)目已經(jīng)成功展示了多項(xiàng)船上捕集技術(shù)，但如何安全地卸載商船上捕集的二氧化碳以及如何構(gòu)建完整的碳價(jià)值鏈目前仍不確定。這項(xiàng)研究不僅揭示了這些挑戰(zhàn)，更為有意推進(jìn)OCCS/LCO2卸載概念的各方提供了全面解決這些問(wèn)題的建議。”
勞氏船級(jí)社首席執(zhí)行官Nick Brown表示：“海運(yùn)業(yè)必須對(duì)所有減排技術(shù)所帶來(lái)的安全和運(yùn)營(yíng)挑戰(zhàn)有深入的了解。研究聚焦港口的準(zhǔn)備情況以及安全處理和卸載LCO2的注意事項(xiàng)，填補(bǔ)了碳捕集價(jià)值鏈中的部分空白，有助于行業(yè)利益相關(guān)者圍繞碳捕集解決方案作出明智的投資決策，并據(jù)此制定相關(guān)的監(jiān)管和操作指南。”
奧雅納公司設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人Robert Cooke表示：“研究結(jié)果表明，現(xiàn)有的二氧化碳工業(yè)知識(shí)在卸載應(yīng)用中具有很高的可移植性。奧雅納充分整合了能源和海事領(lǐng)域的專業(yè)能力，闡述了卸載船上捕集的二氧化碳的概念，并探索了如何將這一新工藝切實(shí)、安全地融入繁忙的港口環(huán)境。我們期待看到這些技術(shù)和實(shí)操發(fā)展成為有效的海洋脫碳解決方案。”
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